机械运动速度波动的调节

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1、第七章机械运动速度波动的调节《机械设计基础》第一节概述第二节稳定状态下机械周期性速度波动及其调节第三节机械的非周期性速度波动及其调节第一节概述一、本章的研究内容及目的第7章机械的运转及其速度波动的调节二、机械运转的三个阶段三、作用在机械上的力一、本章的研究内容及目的：第7章机械的运转及其速度波动的调节1.研究在外力作用下机械的真实运动规律，以便对机构进行精确的运动分析和力分析；2.研究机械速度波动及其调节的方法，以便将机械运转速度的波动限制在许可范围之内。二、机械运转的三个阶段：第7章机械的运转及其速度波动的调节从机器开始运动到终止运

2、动所经历的时间内，机器的工作过程一般都要经历启动阶段、稳定运转阶段、停车阶段三个阶段。二、机械运转的三个阶段：第7章机械的运转及其速度波动的调节1.启动阶段：原动件的速度从零逐渐上升到开始稳定运转的过程。特点：驱动力所作的驱动功Wd大于克服阻抗力所消耗的阻抗功Wc（为输出功Wr与损失功Wf之和），机械内积蓄了动能E。即Wd-Wc=Eω：0→ωm2.稳定运转阶段：原动件速度保持常数（匀速稳定运转）或在正常工作速度的平均值上下作周期性的速度波动（变速稳定运转）。特点：对每一个运动循环而言，其初速度等于末速度，即Wd=Wc。二、机械运转的三

3、个阶段：第7章机械的运转及其速度波动的调节1）周期变速稳定运转：①定义：原动件在平均角速度的上下作周期性的反复波动叫周期变速稳定运转。②运动循环：原动件的位置、速度和加速度从某一原始值变回到该原始值的变化过程叫一个运动循环。③运动周期：一个运动循环所经历的时间叫运动周期。④周期变速稳定运转的特点：对于一个运动周期有：Wd=Wc、ωS=ωd、ES=Ed对于一个运动周期内的某一时间间隔有：Wd≠Wc、ωS≠ωd、ES≠Ed二、机械运转的三个阶段：第7章机械的运转及其速度波动的调节2）等速稳定运转：ωm=常数3.停车阶段：原动件的速度从正常

4、工作速度值下降到零的过程。ω：ωm→0Wd=0Wr=0Wc=Wf+制动中消耗的功E=-Wc三、作用在机械上的力：第7章机械的运转及其速度波动的调节当忽略机械中各构件的重力以及运动副中的摩擦力时，作用在机械上的力可分为工作阻力和驱动力两大类：工作阻力驱动力三、作用在机械上的力：第7章机械的运转及其速度波动的调节1.驱动力（按机械特性分）：（1）驱动力为常量：如用重锤的质量作为驱动力时。（2）驱动力是位移的函数：如利用弹簧作驱动力时。（3）驱动力是速度的函数：电动机发出的驱动力。三、作用在机械上的力：第7章机械的运转及其速度波动的调节2.

5、生产阻力（按机械特性分）：（1）生产阻力为常量：如起重机悬吊物的重量。（2）生产阻力是位置的函数：如往复式压缩机。（3）生产阻力是速度的函数：如鼓风机、离心泵中的阻力。（4）生产阻力是时间的函数：如碎石机、球磨机，其机械特性随加工材料粒度变化而变化，因此生产阻力随时间变化。第二节机械的运动方程式第7章机械的运转及其速度波动的调节一、机械运动方程的一般表达式：1.机械的动能方程式：在研究机械的运转问题时，需要建立的作用在机械上的力、构件的质量、转动惯量和其运动参数之间的函数关系，称为机械的运动方程式。对于只有一个自由度的机械，描述它的运

6、动规律只需要一个广义坐标。因此，在研究机械在外力作用下的运动规律时也只需要确定出该广义坐标随时间变化的规律即可。为了研究问题的方便，对于单自由度的机械系统比较简单的方法就是利用动能定理建立其运动方程式。机械系统的运动方程式为：dE=dW一、机械运动方程的一般表达式：第7章机械的运转及其速度波动的调节现以曲柄滑块机构为例说明运动方程式的建立方法。已知曲柄1作为原动件，其角速度为ω1。曲柄1的质心S1在O点，其转动惯量为J1，连杆2的角速度为ω2，质量为m2，其对质心S2的转动惯量为JS2，质心S2的速度为VS2，滑块3的质量为m3，其质

7、心S3在B点，速度为V3。设此机构上作用有驱动力矩M1和工作阻力F3，在dt瞬间其所作的功为：则该机构在dt瞬间的动能增量为：于是曲柄滑块机构的运动方程式为：一、机械运动方程的一般表达式：第7章机械的运转及其速度波动的调节对于由n个活动构件组成的机构若作用于构件i上的作用力为Fi，力矩为Mi，力Fi作用点的速度为ui，构件的角速度为ωi，则其瞬时功率为：运动方程的一般表达式为：二、机械系统的等效动力学模型：第7章机械的运转及其速度波动的调节1.问题的提出：①用运动方程的一般表达式研究机械的运动不方便。②对于单自由度系统，已知原动件的运

8、动规律其余运动构件的运动规律便已知，因此可以把问题转化为研究某个运动构件的运动规律，2.机械系统的等效动力学模型：①定义：假象的具有机械所有运动构件的动能之和，和所有外力及外力矩所产生的功率之和的构件所形成的一级机构，叫