机械原理 7. 运转及速度波动课件.ppt

《机械原理 7. 运转及速度波动课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第七章机械的运转与速度波动的调节1.概述2.机械系统的运动方程式3.机器速度波动的类型及调节方法4.飞轮设计的近似方法§7-1概述一.本章研究的内容及目的二.机器的运转过程三.机械运转的平均角速度和速度不均匀系数四.作用在机械上的驱动力和生产阻力一.本章研究的内容及目的1.机械的运转---研究机械在外力作用下的真实运动.2.机械的调速---研究能将机械的速度波动控制在许可范围内的方法.只需求出原动件的真实运动,其余构件的运动可用运动分析方法解出.(2)周期变速稳定运转---二.机器的运转过程1.起动阶段原动件速

2、度:由通常为空载起动,2.稳定运转阶段(1)等速运转---在任一时段,动能增量为0:在一运转周期的始末,动能增量为0:*注意:在任意时段内,动能增量通常不为0.---盈功---亏功在一周期内,盈亏功之和为0.3.停车阶段原动件速度:由*通常,在此阶段工作阻力也撤去。为缩短停车时间,可采用制动装置。三.机械运转的平均角速度和速度不均匀系数(1)(2)*不同的机械有不同的许用值（P100，表7-2）2.机械运转的速度不均匀系数但通常用算术平均来近似:1.机械运转的平均角速度(原动件)3.最大和最小角速度(1)(2)

3、(5)(4)(3)由上述两式可导出:四.作用在机械上的驱动力和生产阻力1.驱动力1)M是角速度的函数;2)在AC段具有自调性,可稳定工作;3)在H点附近工作时,M的规律可用过H,C的直线来近似:不同原动机发出的驱动力不一样,仅介绍交流异步电机.3)是时间的函数(球磨机,搅拌机等)2.生产阻力1)是位置的函数(压力机等)2)是速度的函数(鼓风机,水泵等)§7-2机械系统的运动方程式一.机械系统运动方程的一般形式二.等效动力学模型三.运动方程的变形四.机械系统运动方程式的求解§7-2机械系统的运动方程式一.机械系统

4、运动方程的一般形式*仅需研究原动件的运动,其他构件的运动可用运动分析的方法求出(1)由能量守恒定律:两者同向为正,异向为负为前两者的夹角---机器的动能---外力的瞬时功率式中,(2)故有:二.等效动力学模型(仅讨论单自由度的情况)(2)1.取定轴转动的构件为等效构件(3)设所取等效构件的角速度为,将(2)改写为:等效转动惯量等效力矩(4)(5)式中,*右图称为机器的等效动力学模型,据此求出的原动件运动规律和原机械一致.*也可把等效力矩分成等效驱动力矩和等效阻力矩两部分，用表示。2.取直移构件为等效构件（6）(

5、7)等效质量(8)等效力类似地可写出ⅳ)Je,me是机构位置的函数；ⅴ)Me，Fe可能是机构位置、速度、时间的函数。ⅱ)只与速比有关,而与实际速度无关;ⅲ)恒大于0；*ⅰ)不是实际的转动惯量(力矩)和实际的质量(作用力);注意例:在图示曲柄滑块机构中,分别以曲柄1和滑块3为等效构件建立等效动力学模型.解:1)作速度分析,求出:2)以曲柄1为等效构件时3)以滑块3为等效构件时三.运动方程的变形(几种常用的形式)(1)(2)(3)(5)1)能量微分形式的运动方程2)力和力矩形式的运动方程(4)即类似地,对于作直移运

6、动的等效构件3.动能形式的运动方程(3)(6)(7)对(3)两边积分得:式中,为的初值,类似地,对于作直移运动的等效构件式中,为的初值,四.机械系统运动方程式的求解(仅提供解题思路)1.为等效构件位置的函数时(例:内燃机驱动活塞式压缩机)选动能形式:1)先解出2)正负号根据等效构件的实际转向确定选力矩形式:2)求导得角加速度2.为常数,是速度函数(例:电机驱动离心泵,鼓风机)1)得出关系3.时(用电机驱动刨床,冲床等)选用能量微分形式:即:用迭代法求解时,先将上式改写成若将一个运动循环的转角均匀离散成n个转角,

7、可得i=0,1,2,..,n-1,.对于一个给定的角度,求的迭代公式为:角加速度一.类型1)周期性速度波动---驱动力和阻力有一定的变化规律;2)非周期性速度波动---由负载突然变化引起.§7-3机器速度波动的类型及调节方法*速度波动会引起动载荷,从而引起效率,寿命及可靠性的降低.二.非周期性速度波动的调节方法1.非周期性速度波动当长时间大于时产生飞车;当长时间小于时产生闷车.2.调节方法--电机本身具有自调性;--用调速器(机械式,电子式)调速1)电机驱动2)内燃机驱动三.周期性速度波动的调节abcdea/

8、-Ea0-80120-305001.最大盈亏功定义在一运转周期内,机器的最大动能与最小动能之差称为最大盈亏功.2)最大盈亏功的计算关键是求出在一个运转周期内,机器的最大动能与最小动能.Wmax2.周期性速度波动的调节方法在一般情况下,等效到原动件的转动惯量Je的变量部分很小,可略去.近似有当一定时,增大Je可使与的差距缩小(即波动量变小),因而可在机器中安装等效转动惯量很大的轮子