机器的运转及其速度波动的调节

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1、第十二章机器的运转及其速度波动的调节§12-1研究机器运转及其速度波动的调节的目的研究机器运转的目的设计新机器或分析现有机器的工作性能，需要确定机器原动件的真实运动规律。2021/7/2§12-1研究机器运转及其速度波动的调节的目的调节机器速度波动的目的调节机器周期性波动程度，使之限制在允许范围内，以减少其造成的危害程度。防止非周期性速度波动所引起的机器毁坏或者停车。2021/7/2§12-1研究机器运转及其速度波动的调节的目的§12-2机器等效动力学模型等效动力学模型的建立将单自由度的机械系统简化成一个构件（称为等效构件

2、），建立简单的等效动力学模型。根据质点系动能定理，将作用于机械系统上的所有外力和外力矩、所有构件的质量和转动惯量，都向等效构件转化。转化的原则：使该系统转化前后的动力学效果保持不变。即：等效构件的质量或转动惯量所具有的动能，应等于整个系统的总动能；等效构件上的等效力、等效力矩所做的功或所产生的功率，应等于整个系统的所有力、所有力矩所做功或所产生的功率之和。2021/7/2§12-1研究机器运转及其速度波动的调节的目的等效动力学模型的建立通常将绕定轴转动或作直线移动的构件取为等效构件。2021/7/2§12-1研究机器运转及

3、其速度波动的调节的目的等效力和等效力矩在等效构件AB上，设F是在等效点B上的等效力或者设M是等效力矩则等效力或等效力矩的功率为2021/7/2§12-1研究机器运转及其速度波动的调节的目的等效力和等效力矩设作用在机械上的外力为Fi(i=1,2,…,k)，作用点的速度为ui，Fi的方向和ui的方向间夹角为qi，作用在机械中的外力矩为Mi(i=1,2,…,m)，受力矩Mi作用的构件i的角速度为wi，则作用在机械中所有外力和外力矩所产生的功率之和为Mi和ωi同向取“+”，否则“-”2021/7/2§12-1研究机器运转及其速度波

4、动的调节的目的等效力和等效力矩讨论等效力F和等效力矩M只与各速度比有关，是机构位置的函数。不必知道各个速度的真实数值。如果等效构件是定轴转动的构件，F和M可以互推。F、M也可能是时间或角速度的函数或2021/7/2§12-1研究机器运转及其速度波动的调节的目的等效质量和等效转动惯量在前述同一等效构件AB上，设m是在等效点B上的等效质量或者设J是等效转动惯量则等效构件的动能为2021/7/2§12-1研究机器运转及其速度波动的调节的目的等效质量和等效转动惯量设机械系统中各运动构件的质量为mi(i=1,2,…,k)，其质心Si

5、的速度为uSi；各运动构件对其质心轴线的转动惯量为JSi(i=1,2,…,k)，角速度为wi，则整个机械系统所具有的动能为2021/7/2§12-1研究机器运转及其速度波动的调节的目的等效质量和等效转动惯量讨论m和J由速度比的平方而定，总为正值；m和J仅是机构位置的函数。不必知道各速度的真实值。如果等效构件是定轴转动的构件，m和J可以互推。如果等效构件是移动构件,vB=移动速度或2021/7/2§12-1研究机器运转及其速度波动的调节的目的§12-3机器运动方程式的建立及解法一、机器运动方程式的建立1、动能形式的机器运动方

6、程式不考虑摩擦力，将重力归并入驱动力或阻力设WFd——某一位移过程中等效驱动力所作的功WMd——某一位移过程中等效驱动力矩所作的功WFr——某一位移过程中等效阻力所作的功WMr——某一位移过程中等效阻力矩所作的功m——某一位移结束时的等效质量m0——某一位移开始时的等效质量J——某一位移结束时的等效转动惯量J0——某一位移开始时的等效转动惯量v(ω)——某一位移结束时等效点的速度（角速度）v0(ω0)——某一位移开始时等效点的速度（角速度）2021/7/2§12-1研究机器运转及其速度波动的调节的目的机器的动能方程式可写成

7、或2021/7/2§12-1研究机器运转及其速度波动的调节的目的2、力或力矩形式的机器运动方程式s为等效点的位移将上式微分其中at→等效点的切向加速度若是力矩形式，用Md，Mr，J，φ，ω，α分别替换相应变量2021/7/2§12-1研究机器运转及其速度波动的调节的目的二、机器运动方程式的解法注意机器的机械特性——表示机器力参数与运动参数间的关系。如：有的机器的驱动力是机构位置的函数有的机器的驱动力是速度的函数有的机器的驱动力是常数。阻力亦或者是机构位置的函数，或者是速度位置的函数，或者是常数。机器的等效质量（等效转动惯量

8、）是机构位置的函数2021/7/2§12-1研究机器运转及其速度波动的调节的目的∴研究机器的真实运动时，必须分别情况加以处理。实际中解决很多机器的真实运动时，近似地认为驱动力和阻力是其中机构位置的函数。因此，解机器运动方程式时，主要研究力是机构位置函数时其等效构件的真实运动。1、解析法当等效力（力矩）是