第18章机械系统动力学设计概述.ppt

第二十章  机械系统动力学设计 本章基本要求 本章重点难点 第一节 机械动力学分析原理 一、作用在机械上的驱动力与生产阻力 第一节 机械动力学分析原理 二、机械的等效动力学模型 第一节 机械动力学分析原理 二、机械的等效动力学模型（续） 第一节 机械动力学分析原理 三、机械运动方程式的建立与求解 （一）机械运动方程式的建立 例20－1 例20－1（续） 第一节 机械动力学分析原理 三、机械运动方程式的建立与求解 （二）机械运动方程式的求解 第二节 速度波动调节和飞轮设计 一、机械的运转过程 (一)机械运转的三个阶段 第二节 速度波动调节和飞轮设计 一、机械的运转过程 （二）机械的速度波动及其调节 1、产生周期性速度波动的原因 第二节 速度波动调节和飞轮设计 一、机械的运转过程 （二）机械的速度波动及其调节 2. 速度波动的衡量指标 第二节 速度波动调节和飞轮设计 一、机械的运转过程 （二）机械的速度波动及其调节 3. 周期性速度波动的调节方法 第二节 速度波动调节和飞轮设计 二、飞轮设计 （一）飞轮调速的基本原理 第二节 速度波动调节和飞轮设计 二、飞轮设计 （二）飞轮转动惯量的近似计算 第二节 速度波动调节和飞轮设计 二、飞轮设计 （三）飞轮主要尺寸的确定 例20－2－1 例20－2－2 例20－2－3 第三节 刚性回转件的平衡 一、平衡的目的及分类 第三节 刚性回转件的平衡 二、刚性转子的平衡设计 （一）静平衡设计 第三节 刚性回转件的平衡 二、刚性转子的平衡设计 （一）动平衡设计 第三节 刚性回转件的平衡 三、刚性转子的平衡试验 例20－3 例20－3－1 第四节 机械的效率分析 一、机械中的摩擦 例20－4 例20－4－1 例20－4－2 第四节 机械的效率分析 二、机械的效率 （一）机械效率 第四节 机械的效率分析 二、机械的效率 （一）机械效率（续） 第四节 机械的效率分析 二、机械的效率 （二）机械自锁 第四节 机械的效率分析 二、机械的效率 （二）机械自锁（续） 例20－5 例20－5－1 例20－5－2 例20－5－3 图 20－14 b) 例 20－4 图 如图20－14b所示，取曲柄为分离体。 由平衡条件可得 式中， 为连杆2作用在曲柄1上的总反力，其大小与相等，但指向相反；为曲柄轴中心A 到总反力的垂直距离。因此连杆2所受的力 为 1、机械效率的分析计算 用功的比值表示 用功率的比值表示 用力或力矩的比值表示 机械正常运转时，输入功等于输出功与实收功之和。即 2、机械系统的效率计算 （1）串联 图 20 － 15 串联系统 （2）并联 图 20 － 16 并联系统 （3）混联 图 20 － 17 混联系统 总反力R21 无论驱动力多大都无法使机械运动的现象，称为机械的自锁。 如图所示移动副 ，驱动力F. 有效分力 摩擦角 摩擦阻力 自锁条件： 滑块上的驱动力作用在其摩擦角之内，Ft ≤ F21。此时，无论驱动力如何增大，滑块始终不能运动，发生自锁。 图示转动副，作用在轴颈上外载荷为F 、轴心偏距为e。 当 时, F 的作用线在摩擦圆内. F 对轴颈中心的驱动力矩始终小于它本身所产生的最大摩擦阻力矩，则无论 F 如何增大，也不可能驱动轴颈转动，即出现了自锁。 由于 可见，移动副的自锁条件是驱动力作用于摩擦角以内， 转动副的自锁条件是驱动力作用于摩擦圆内。 当 时，机械自锁。 图 20 － 13b） 轴颈与轴承的摩擦 1 － 轴颈 2 － 轴承 例 20-5 图20－19所示为楔块机构。已知楔块斜面角β= 60°，各接触面的摩擦因数均为f = 0.15。求: （1）当Q=100N时，需加多大的水平力 F 才能使楔块１克服 Q 而等速上升（不计楔块质量）？ （2）需加多大的 F 才能维持楔块１在 Q 作用下等速下降？ （3）若不加水平力 F ，使楔块１在力 Q 作用下 向下移动的条件是什么？ 图20－19 例20－5图 1、2 －楔块 3 － 机架 解：　 楔块1等速上升时，Q 为阻力，F 为驱动力； 楔块1等速下降时，Q 为驱动力，F为阻抗力。 移动副中构件所受总反力的方向必与该构件的 运动方向成钝角。 a） 图20－19 例20－5图 1、2 －楔块 3 － 机架 （1）楔块1垂直向上运动时的机构受力分析 　 当楔块2在水平力 F 的作用下向左运动时， 楔块1垂直向上运动（正行程）。 　　如图