机械原理scq-12速度波动调节

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1、第八章机械的运转及其速度波动的调节§8-1概述1、研究单自由度机械系统在外力作用下的真实运动规律2、研究机械运转速度波动产生的原因及其调节方法确定原动件的真实运动规律。降低速度波动的幅度。一、研究机械运转及其速度波动调节的目的因为原动件的运动规律决定了单自由度机械系统的所有运动构件的运动规律。故确定了原动件的运动规律，则其他各构件运动规律经运动分析可知。二、机械的运转阶段及特征机械系统的运转从开始到停止的全过程可分为三个阶段。机械系统运转主轴角速度变化情况1启动阶段—原动件的速度从零逐渐上升到它的正常工作速度的过程。根据能量守恒定律：作用在机械系统上的力在任一时间间隔内所作的功，应等于机械

2、系统动能的增量。2稳定运转阶段变速稳定运转:每一个运动周期的始末速度相等。运动周期(运动循环)在一个运动循环以及整个稳定运转阶段中，输入功等于输出功与损失功之和。但在一个周期内任一时间间隔中，输入功与总耗功不一定相等。2)匀速稳定运转：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速度波动(变速稳定运转)。在任一时间间隔中实际机械中，大部分机器都是具有周期性运动循环的机器。一个运动循环，对应机器主轴的一转(冲床)两转(四冲程内燃机)数转(轧钢机)几分之一转(铣床)3停车阶段—原动件的速度从正常工作速度下降到零。为快速停车，机器通常加有制动装置。§8-2机械系统的等效

3、动力学模型一、等效动力学模型的建立对于单自由度的机械系统，只要知道其中一个构件的运动规律，其余所有构件的运动规律就可随之求得。外力与运动参数间的函数表达式。因此，通常为使建立的运动方程式简单和求解方便，☆先把复杂的多构件机械系统等效简化成一个构件—等效构件(机械系统的等效动力学模型)☆再根据动能定理建立等效构件的运动方程并求解将研究整个机器的运动问题转化为研究一个构件的运动问题，从而使研究机械真实运动的问题大为简化。1等效动力学模型为研究机械系统的真实运动，通常将复杂的机械系统，按一定的原则简化为一个便于研究的等效动力学模型。即必须首先建立机械系统运动方程式——例如曲柄滑块机构（简单系统）

4、根据(质点系)动能定理：各外力的功等于动能的增量。3个活动构件组成一个质点系????方程复杂不便求解。若利用等效动力学模型建立该机构运动方程，则简单易求解。3个活动构件组成一个质点系2等效动力学模型建立选定一个构件作为等效构件;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，都转化到等效构件上。使整个系统的运动变成一个构件的运动。转化的原则(等效条件)转化前后：动能不变转化前后：外力的功(或功率)不变等效条件：(1)等效构件所具有的动能等于原机械系统的总动能；(2)等效构件的瞬时功率等于原机械系统的总瞬时功率。等效构件：具有与原机械系统等效质量或等效转动惯量、其上作用有等效

5、力或等效力矩，而且其运动与原机械系统相应构件的运动保持相同的构件。AB1MφJ为了便于计算，通常将绕定轴转动或作直线移动的构件取为等效构件。υ3FmF、M—等效力和等效力矩m、J—等效质量和等效转动惯量3个活动构件组成一个质点系FυBm举例二、等效参数的计算则作用在机械中各构件上的所有外力和外力矩所产生的功率之和为：若机械系统有n个活动构件，其中有k个构件上作用有外力或外力矩，即k≤n。1等效力F和等效力矩M取定轴转动构件为等效构件ABMφJABMφJABφFυBm取移动构件为等效构件υFmF和M仅与速比有关，与机械系统的真实运动无关。各速比可用任意速度比例尺画速度多边形求解。故可在

6、机械系统真实运动未知的情况下计算各F和M。说明：F和M可能是机构位置、速度或时间的函数。2等效质量m和等效转动惯量J则整个机械系统具有的动能为：取定轴转动构件为等效构件ABφJ同样，若机械系统有n个活动构件，计及k个构件上的质量和转动惯量，即k≤n。m取定轴转动构件为等效构件FυBABφ取移动构件为等效构件υFmm和J总为正值m和J仅与速比有关，与机械系统的真实运动无关。各速比可用任意速度比例尺画速度多边形求解。故可在机械系统真实运动未知的情况下计算m和J。说明：m和J仅仅是机构位置的函数。§8-3机械运动方程式的建立及求解建立单自由度机械系统的等效动力学模型—等效构件，其目的是为了能通

7、过此模型来研究机械的真实运动规律，建立起外力与真实运动之间的运动方程式。为此，可根据动能定理：机械运转时，在一定的时间间隔内，机械系统上作用的所有外力所作功的总和应等于机械系统具有的动能增量，来建立机械系统运动方程。即机械的真实运动可通过建立等效构件的运动方程式求解。一、机械运动方程式的建立常用的机械运动方程式有两种形式。1能量形式方程式(积分形式)ABMφJ当等效构件的运动由某一时间间隔的开始到结束时:ABφMdM