机械系统动力学ppt课件.ppt

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1、10机械系统动力学研究机械的运动，不涉及质量和力。如运动分析、运动综合。研究机械（某一位置）的受力，不涉及惯性力。如：静力分析。运动学：静力学：动力学：研究机械的受力或运动，综合考虑外力、构件质量和运动之间的相互作用。几个术语的含义(不是定义)已知运动、质量和部分外力，求未知外力，属于动态静力分析。已知质量和外力，求运动，属于真实运动规律分析，又叫动态仿真。10.1作用在机械上的力及机械的运转过程10.1.1作用在机械上的力1.工作阻力2.驱动力10.2机械的运转过程启动稳定运转停车mtOTTE>0E=0(T内)E<0W=Wd-W

2、cE=E2-E1W=E本章研究机器的真实运动规律─为运动分析作准备。─求出并调节机械运转速度的波动，确保机械正常工作。运动分析时假定原动件:=const实际情况：●研究真实运动规律目的10.2机械的等效力学模型10.2.1等效力学模型的建立●建立系统运动方程建立依据：123s2CBm2g重写：123s2CB11Me123s2CB等效动力学模型1为等效构件Je为等效转动惯量Me为等效力矩关于等效构件：是系统中的一个构件；具有真实角速度(速度)；具有假想的Je（me）；作用有假想的Me(Fe)；具有与真实系统相同的动能和外力功。只求单

3、自由度系统的一个构件的真实规律。11Me1Fes110.2.2等效量的计算Je(me)计算原则：动能相等。Me(Fe)计算原则：功率相等；等效力(矩)的功率=系统中所有外力(矩)的功率等效构件的动能＝系统动能【教师例10-1】图示轮系各构件的质心均在其转轴上，3轮有3个，轮1上作用有驱动力矩M1，轮4上作用有阻力矩M4，又知各构件的齿数和转动惯量，以构件1为等效构件，求Je及Me。【解】1.求Je42'21342'2132.求Me：●低速级构件的J(或m)在Je中的比重很小，有时可以忽略之；3.讨论●高速级构件的J(或m)在Je中的比重

4、大；●系统中定比传动部分的Je为常数;●系统中执行机构的Je可能随机构的位置变化，经常被忽略；●系统中所有驱动力(矩)的等效值定义为等效驱动力(矩)Med；系统中所有阻力(矩)的等效值定义为等效阻力(矩)Mer；Me=Med-Mer10.4机械系统的周期性速度波动的及其调节方法10.4.1周期性速度波动产生的原因原因：(Md-Mr)以及J的周期变化-+MdφTMrwmin+-TφMdMrφA术语盈功亏功剩余功＝W＝E最大盈亏功一个T内：W＝ΔE＝0以Md与Mr的交叉点为度量结点以任何时段为度量结点-+MdφTMrwminφMdMrφ

5、A10.4.2速度波动程度的衡量指标设计时要求：机械名称[]机械名称[]碎石机1/5～1/20水泵风机1/30～1/50冲床剪床1/7～1/10造纸织布1/40～1/50轧压机1/10～1/25纺纱机1/60～1/100汽车拖拉机1/20～1/60直流发电机1/100～1/200切削机床1/30～1/40交流发电机1/200～1/3001.飞轮调节原理10.4.3周期性速度波动的调节-+MdφTMrwminφMdMrφA加飞轮以增加系统的J。2.飞轮转动惯量的计算-+MdφTMrwminφMdMrφA3.[W]的确定方法─能

6、量指示图AAmaxAminMdMr能量指示图Mer【例教师10-2】牛头刨床：切削行程H=0.5m，切削力F=4000N，切削行程对应的曲柄转角1=1.2(K=1.5)，曲柄角速度=8.38，若飞轮装在曲柄上，电机的等效力矩为常数，求JF。T内:Med的功=Mer的功【解】切削功=Mer的功Medff1.2T=2M总结●任何情况下:Me的功=所有外力功=剩余功=ΔE。●T内:Med的功=Mer的功。●盈(亏)功是指Med曲线与Mer曲线所夹的面积。●最大盈亏功是剩余功曲线最大值与最小值的差:[W]=Amax-Amin

7、。●飞轮计算的3个简化:─忽略系统Je中的变量部分甚至常量部分;─m=(max-min)/2;─Me不是的函数。作业《宁先雄机械原理习题集（2008.01）》10.1110.1210.14