机械原理,孙恒,西北工业大学版第7章调速 (2).ppt

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1、第七章机械的运转及其速度波动的调节§7-1概述1、研究的内容及目的研究在外力作用下机械的真实运动规律研究机械的运转速度的波动及调节方法2、机械运转的三个阶段1）、起动阶段：驱动功=阻抗功+积蓄的能量2）、稳定运转阶段3）、停车阶段3、作用在机械上的驱动力和生产阻力（基本力）机械特性----指力(或力矩)和运动学参数(位移、速度、时间等)之间的关系。驱动力按机械特性来分：①驱动力为常数(如重锤作为驱动件)②驱动力是位移的函数(如弹簧作为驱动件)③驱动力是速度的函数（如交流异步电动机图7-2）生产阻力按机械特性来分：①生产阻力为常数(如起重机、车床等)②生产阻力是执行机构位置的函数(如曲柄压力机)

2、③生产阻力是执行机构速度的函数（如鼓风机、离心泵）④生产阻力时间的函数（如揉面机、球磨机）§7-2机械的运动方程式1、机械运动方程的一般表达式为作用在构件i上的外力Fi与该力作用点的速度的夹角，±号的选取决定于作用在构件i上的力偶矩Mi与该构件的角速度ωi是否相同，相同时取“+”，反之取“—”。在应用上式时，由于各构件的运动参量均为未知量，不便求解。为了求得简单易解的机械运动方程式，对于单自由度机械系统可以先将其简化为一等效动力学模型，然后再据以列出其运动方程式。2、机械系统的等效动力学模型又令：上式中Je---具有转动惯量的量纲，故称为等效转动惯量。Me-----具有力矩的量纲，故称之为等效

3、力矩。而：都是的函数可能是的函数则写成一般表达式为：根据Je，Me的表达式，式（7-7）改写成：（2）等效构件选用移动件令：等效质量：等效力：则以滑块3为等效构件时建立的运动方程式：由此得：①如取转动构件为等效构件时：②如取移动件为等效构件时：例题7-1求曲柄为等效构件时，机构的等效转动惯量和等效力矩？解：据（7-17式），有：因：由速度分析得3．机械运动方程式的其它表达式以转动等效构件为例将简写为（7-21）运算化简得力矩形式的运动方程式(7-23）对（7-21）积分，得动能形式的运动方程式(7-24）§7-3机械运动方程式的求解（自学）1．等效转动惯量和等效力矩均为位置的函数2．等效转动惯

4、量是常数，等效力矩为速度的函数3．等效转动惯量为位置的函数，等效力矩为位置和速度的函数§7—4稳定运转状态下机械的周期性速度波动及其调节1．产生周期性速度波动的原因在回转φ角时，其驱动功与阻抗功分别为:(7-40）2．周期性速度波动的调节2．1平均角速度ωm和速度不均匀系数δ平均角速度:机械运转速度不均匀系数δ2．2飞轮设计方法1）飞轮调速的基本原理如果忽略等效转动惯量中的变量部分，即设机械的等效转动惯量Je=常数，则：由图7—9，b可见，b点----出现能量最小值Eminc点----出现能量最大值Emax----出现最大盈亏功讨论：a．ωm与JF反比，为使JF尽可能小，飞轮应装在高速轴上

5、。b．δ与JF成双曲线关系，所以不能过分追求δ小，以免所需飞轮JF过大。C．机械中应尽可能控制。如并以代入2）飞轮尺寸确定：求得飞轮的转动惯量JF后，确定其尺寸。飞轮常作成图7—11所示的形状。它由轮缘A、轮毂B和轮辐C三部分组成。设：GA--轮缘的重量D1、D2、D--轮缘的外径、内径和平均直径。则轮缘转动惯量近似为：--飞轮矩（N.m2）