机械的运转及其速度波动的调节(000001).ppt

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1、机械的运转及其速度波动的调节重点等效量的概念及其计算方法稳定运转状态下机械的周期性速度波动及其调节内容机械的运转过程机械系统运动方程和等效量机械的周期性速度波动及其调节飞轮转动惯量的计算机械的非周期性速度波动及其调节第三章运动分析,讨论构件间的运动关系（假设原动件作等速运动，忽略了力对机构运动影响）。实际上，机构原动件的运动规律由各构件的质量、转动惯量和作用在机械上的力等因素决定，即原动件的运动规律并非绝对均匀。问题：1）如何确定机械的真实运动规律？2）如何控制机械速度波动的程度？●1§1.机械的运转过程机械运转的三个阶段启动：驱动力做功等于阻力的功加系统动能增量停车：阻力的功等于动

2、能减量稳定运转期：动力功Wd=阻力功Wc研究稳定期的速度波动DW=Wd-Wc=E2-E1=DE功能关系只要Wd≠Wc,系统运动就不可能匀速一、机械系统运动方程(力与运动关系的方程)dt瞬间内系统总动能的增量=系统各外力作的元功之和或dE=Pdt=S(FiVicosai+Miwi)dt12miVSi+—12JSiwi2）2dS(—●2dE=dW123ABC4M1F2F3S2（7-6）上式复杂，运动变量较多，求解困难。当F=1时，可将其改造为只含一个运动变量的运动方程（等效运动方程）。（7-21）或§2.机械系统运动方程和等效量二、等效动力学模型及四个等效量等效动力学模型（等效构件）等效

3、点模型Femev等效转子模型MeJe（7-17）、（7-18）（7-19）、（7-20）三.等效运动方程的几种形式1.微分形式Mewdt=d—12Jew2FeVdt=d—12meV2或Medf=d—12Jew2FedS=d—12meV22.能量形式∫ff0Medf=—12Jew2-—12Je0w02∫SS0FedS=—12meV2-—12me0V023.力矩形式Me=————d—12Jew2df=¨¨=Jee+———w22dJedfFe=————d—12mew2dS=¨¨=mea+———V22dmedS4.简化形式(当Je或me变化Me=JeeFe=mea力的形式●很小或不变时)8

4、一、稳定运转阶段的速度波动二、运动循环(运动周期)在周期性稳定运转阶段,机器的位移、速度、加速度，由某一值，经过最短的时间，全部回复到原来的值，这一段时间,称为一个运动周期。周期性、非周期性●三、平均角速度wm和速度不均匀度系数dwm=wmax+wmin2d=wmax-wminwmd[d]（见P175表7–2）速度波动调节：控制wmax-wmin22=2dwm2§3.稳定运转状态下机械的周期性速度波动及其调节四、飞轮的简易设计计方法fwwmaxwminab∫ff0Medf=—12Jew2-—12Je0w021.Je与d关系设f从fa到fb,w从wmin到wmax,此时外力功为DW

5、max.即:∫fbfaMedf=DWmax12Jebwmax-—12Jeawmin=—△两点间(某区间)的外力功DW,称盈亏功.DWmax称最大盈亏功.22●6（P1657–24）据一般机器的Je变化较小,为简化分析,取Jea≈Jeb则从而令Je●或7当d>[d]时,可增加一个转动惯量为JF的大质量的圆盘—飞轮.并使一般,JF》Je故.从而2.飞轮转动惯量的近似计算●8几个问题1）与Wmax成正比(适当选择原动机)2）飞轮惯量与不均匀系数成反比。（不均匀系数不宜太小）3）飞轮惯量与角速度平方成反比。（飞轮宜装于高速轴）4）飞轮不一定是专门构件。5）速度波动是不能完全消除的。J

6、F最大盈亏功的求取1.分析:DWmax为wmin到wmax区间的外力功.DWmax=Emax-Emin按Me=Med-Mec=Jee+———w2dJF2dtJFe显然,当Med=Mec时,e=0.此时对应w的极值.也就是说,Emax和Emin发生在Med=Mec处,也即在Med和Mec曲线的交点处.fwwmaxwminabJF=常●9JF≥———DWmaxwm[d]2例1.由电动机驱动的某机械系统,已知电动机的转速为n=1440r/min,转化到电动机轴上的等效阻抗力矩Mec的变化情况如图所示.Med2pp3p2p20fMV(N/m)设等效力矩Med为常数,各构件的转动惯量略去不计.

7、机械系统运转的许用不均匀系数[d]=0.05.试确定安装在电动机轴上的飞轮的转动动惯量JF.解:1.Mec所作的功:Wc=2p0∫MecdfMec1800200=······=1000p(N/m).2.Med因Med为常数,且其所作的功Wd=Wc.∴Med·2p=Wc=1000p.从而得:Med=500(N/m).500●123.DWmax的求取①求Med与Mec间包含的面积.②画能量指示图③求DWmaxabcdDWabDWbcDWcdDWba=·····