机械运转及其速度波动的调节ppt课件.ppt

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1、第六章机械的运转及其速度波动的调节◆了解机器运动和外力的定量关系◆了解机器运动速度波动的原因、特点、危害◆掌握机器运动速度波动的调节方法教学目的本章重点：等效质量、等效转动惯量、等效力、等效力矩的概念及其计算方法；机械运动产生速度波动的原因及其调节方法第六章机械运转及其速度波动的调节概述机械系统动力学模型机械系统运动方程及其求解周期性速度波动及其调节非周期性速度波动的调节§6-1概述一、机械速度波动产生的原因机械在外力(驱动力和阻力)作用下运转。在运转过程中，W驱>W阻(输入功>阻力功)，出现盈功，机械动能增加；W驱

2、增减形成机械运转速度的波动。机械速度波动产生的影响使运动副中产生附加的作用力；降低机械效率和工作可靠性；引起机械振动，影响零件的强度和寿命；降低机械精度和工艺性能，使产品质量下降等。调节速度波动的目的:将波动限定在容许的范围内二、机械运转的三个阶段1.起动阶段Wd=Wr+EE>0外力对系统做正功(Wd-Wr>0)，系统的动能增加(E=Wd-Wr)，机械的运转速度上升，并达到原动件的速度由零逐渐上升到工作运转速度。起动、稳定运转和停车阶段通常此时驱动力为零，机械系统由正常工作速度逐渐减速到零，直到停止。2.稳定运转阶段Wd=WrE=0由于外力的变化，机械的运转

3、速度产生波动，但其平均速度保持稳定。因此，系统的动能保持稳定。外力对系统做功在一个波动周期内为零(Wd-Wr=0)。2)等速运转：ω=常数的稳定运转。3.停车阶段Wd=0;E=-Wr1)周期变速稳定运转：角速度ω常数，但在一个运动循环的始末相等的稳定运转。三、作用在机械上的力当忽略机械中各构件的重力以及运动副中的摩擦力时，作用在机械上的力可分为工作阻力和驱动力两大类：1.工作阻力工作阻力是指机械工作时需要克服的工作负荷，它决定于机械的工艺特性。在机械的生产过程中，有些生产阻力为常数(如:车床的生产阻力);有些是位置的函数(如:曲柄压力机的生产阻力是位移的函

4、数);还有一些是速度的函数(如:鼓风机、离心机的生产阻力)。2.驱动力驱动力是指驱使原动机运动的力，其变化规律取决于原动机的机械特性。原动机的机械特性：指原动机发出的驱动力与机械运动参数(位移、速度或时间)之间的关系(如三相异步电动机的驱动力便是其转动速度的函数，如图)。不同的原动机具有不同的机械特性。额定转矩：特性曲线上N点所对应的转矩。同步转速:对应于C点的转矩。任一点的转矩为:交流异步电动机的机械特性曲线§6-2机械系统动力学模型一、等效动力学模型的建立机械系统在时间Δt内的的动能增量ΔE应等于作用于该系统所有各外力的元功ΔW。动能定律的微分形式：dE

5、=dW(a)转动构件模型对一个单自由度的机械系统的运动研究可简化为对该系统的一个具有等效转动惯量Je()，在其上作用有等效力矩Me(,,t)的假想构件的运动的研究。具有等效转动惯量,其上作用有等效力矩的等效构件等效构件原机械系统等效动力学模型(b)移动滑块模型具有与原机械系统等效的质量或等效转动惯量、其上作用有等效力或等效力矩，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。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。①等效质量me，等效转动惯量Je；②等效力Fe，等效力矩Me。基本概念：2、等效条

6、件3、等效参数1、等效构件二、等效力和等效力矩根据等效条件②确定三、等效质量和等效转动惯量等效力Fe：等效力矩Me：根据等效条件①确定等效质量me：等效转动惯Je：例1:如图所示曲柄滑块机构，已知构件1转动惯量J1，构件2质量m2，质心c2，转动惯量Jc2，构件3质量m3，构件1上有驱动力矩M1，构件3有阻力F3，求等效构件的等效参数。解：①以构件1为等效构件，等效构件的角速度与构件1的角速度相同为ω1。Je可由等效条件①求得:以构件1为等效构件的等效动力学模型Me可由等效条件②求得：等效阻力矩Mr:等效驱动力矩Md:Md=M1以构件3为等效构件的等效动力学

7、模型等效驱动力Fd:等效阻力Fr:等效力Fe可由等效条件②求得：②以滑块3为等效构件时，等效构件的速度与构件3的速度相同为v3。等效质量me可由等效条件①求得：例2:如图为一齿轮驱动的正弦机构，已知：z1=20,转动惯量为J1;z2=60，转动惯量为J2，曲柄长为l，滑块3和4的质量分别为m3，m4,其质心分别在C和D点，轮1上作用有驱动力矩M1,在滑块4上作用有阻抗力F4，取曲柄为等效构件，求：图示位置时的等效转动惯量Je及等效力矩Me。解：1)求Je1)Je的前三项为常数，第四项为等效构件的位置参数2的函数，为变量。2）工程上,为了简化计算,常

8、将等效转动惯量中的变量部分用其平均值近似代替,或忽略