机械原理_机械运转及速度

《机械原理_机械运转及速度》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第八章机械的运转及其速度波动的调节机械原理哈尔滨工业大学§9-1概述一、研究机械运转及速度波动调节的目的(1)机械运转时速度波动产生的原因在理想情况下(原动件匀速运动时)原动机匀速运动机械系统负载机械系统中的各个构件均按照理论上的运动规律运动在实际情况下原动机匀速运动机械系统负载A.负载随时间变化B.机械系统中的各个构件会产生动载荷C.原动机的运动与负载有关这些因素造成了机械系统不能按照理论的运动规律运动。引起速度波动的其他因素A.构件的弹性变形B.运动副的间隙C.回转构件的不平衡等等(2)机械运转时速度波动的危害C.影响机器性能A.引起振动和噪声噪声

2、会引起人类的很多疾病振动会引起设备的损坏B.降低产品质量机床在加工零件时，转速不稳定会影响零件的加工精度和粗糙度(3)研究速度波动调节的目的研究机械运转时的周期性速度波动的调节原理，把速度波动控制在允许的范围内。二、机械运转的三个阶段机械运转通常经历三个阶段：起动阶段，稳定运转阶段和停车阶段1、起动阶段这个阶段，原动件的速度由零上升到正常工作速度（平均速度），机械系统的动能由零上升到E。—驱动力作的驱动功—阻抗力所消耗的功2、稳定运转阶段这是机器的正常工作阶段。此时，原动件的平均速度保持稳定，但瞬时速度随外力等因素的变化而产生周期性或非周期性波动。对于

3、周期性波动，驱动力和生产阻力在一个周期内所作的功相等。所谓“机械运转时的周期性速度波动”就是指机器在稳定运转阶段的速度波动。3、停车阶段这个阶段，原动件的速度由工作速度降为零，机械系统的动能也由E减到零。此时，驱动力一般已经撤去。三、作用在机械上的驱动力和生产阻力原动机的驱动力是运动参数（位移、速度或时间）的函数，这种函数关系称为原动机的机械特性。一个机械系统,当忽略各构件的重力和各运动副间的摩擦力时，机械系统所受的力就只有原动机产生的驱动力和执行机构承受的生产阻力。(1)原动机的驱动力机械执行构件所受的生产阻力的变化规律，取决于机械的不同工艺过程。有

4、些机械的生产阻力，在一段过程中可以认为是常数（如车床）；而另一些机械的生产阻力是执行构件位置的函数（如曲柄压力机）；还有一些机械的生产阻力是执行构件速度的函数（如鼓风机、搅拌机等）；还有少数机械，生产阻力是时间的函数（如球磨机等）。(2)机械执行构件所受的生产阻力驱动力和生产阻力的确定，涉及到许多专业知识，在研究实际的机械系统时，可查阅相关的手册和资料。(3)驱动力和生产阻力的讨论前面两节机所讲的“驱动力”和“生产阻力”基本上是这样一个概念：原动机“发出的力”为驱动力执行构件所受的力为生产阻力但是，实际上驱动力和生产阻力的概念要更复杂。1．曲柄2．连杆

5、3．游梁4．驴头5．钢缆6．油井7．活塞游梁式抽油机BeamPumpingUnit活塞上升时：驱动力：电动机的输出力矩工作阻力：活塞重量，石油重量，钢缆重量，井壁的摩擦力活塞下降时：工作阻力：井壁的摩擦力，电动机变为发电机需要的输入力矩驱动力：活塞重量，钢缆重量驱动力：作用在机械上的外力，与作用点速度的夹角为锐角时驱动力矩：作用在机械上的外力矩，与作用构件角速度方向相同时工作阻力：作用在机械上的外力，与作用点速度的夹角为钝角时工作阻力矩：作用在机械上的外力矩，与作用构件角速度方向相反时§9-2机械系统的等效动力学模型一、等效动力学模型机械系统是复杂多样

6、的，在进行动力学研究时，通常要将复杂的机械系统，按一定的原则简化为一个便于研究的等效动力学模型。对于单自由度机械系统，可转化为一个等效构件，等效构件的运动与机构中相应构件的运动一致。等效转化的原则：等效构件的等效质量具有的动能等于原机械系统的总动能；等效构件上作用的等效力或力矩产生的瞬时功率等于原机械系统所有外力产生的瞬时功率之和。把具有等效质量或等效转动惯量，其上作用有等效力或等效力矩的等效构件称为机械系统的等效动力学模型。对于单自由度机械系统，只要确定了一个构件的运动，其它构件的运动就随之确定，因此，通过研究等效构件的运动规律，就能确定原机械系统的

7、运动。复杂的机械系统可以简化成只有一个构件的简单的等效力学模型。二、等效参数的确定等效构件所具有的动能等于原机械系统的总动能。对于具有n个活动构件的机械系统，构件i上的质量为mi，相对质心Ci的转动惯量为JCi,质心Ci的速度为vCi,构件的角速度为，则系统所具有的动能为：1、等效质量和等效转动惯量等效质量和等效转动惯量的等效原则：当选取角速度为的回转构件为等效构件时，等效构件的动能为：根据等效原则：得等效转动惯量：当选取移动速度为的滑件为等效构件时，等效构件的动能为：根据等效原则：得等效质量：等效力或力矩产生的瞬时功率等于机械系统所有外力和力矩在同一

8、瞬时的功率之和。对于具有n个活动构件的机械系统，构件i上的作用力为Fi，力矩为Mi,力Fi作用