第7章调速.ppt

第七章 机械的运转及其速度波动的调节  重点：1 能对单自由度机器系统等效其动力学模型，掌握等效力（力矩）、等效质量（转动惯量）的概念。 2 当已知力为机构位置函数时，会求解等效构件的真实运动。 3 掌握飞轮转动惯量的计算方法。 §7 - 1 概 述 §7 - 1 概 述 §7 - 1 概 述 §7 - 2 机械的运动方程 §7 - 2 机械的运动方程 §7 - 2 机械的运动方程 §7 - 2 机械的运动方程 §7 - 2 机械的运动方程 例：提升机如图示，齿轮1为原动件（Z1、J1），作用有驱动力矩M1，卷筒半径R，转动惯量J ’，齿轮2的齿数Z2、转动惯量J2。求以齿轮1为等效构件时的等效转动惯量Je、等效力矩Me。 §7 - 2 机械的运动方程 §7 - 2 机械的运动方程 §7 - 3 机械运动方程式的求解 §7 - 3 机械运动方程式的求解 §7 - 3 机械运动方程式的求解 §7 - 4 周期性速度波动及其调节 §7 - 4 周期性速度波动及其调节 §7 - 4 周期性速度波动及其调节 §7 - 4 周期性速度波动及其调节 §7 - 4 周期性速度波动及其调节 §7 - 4 周期性速度波动及其调节 §7 - 5 非周期性速度波动及其调节 * * §7-1 概 述 §7-2 机械的运动方程式 §7-3 机械的运动方程式的求解 §7-4 机械的周期性速度波动及其调节 §7-5 机械的非周期性速度波动及其调节 难点： 求飞轮转动惯量时，最大盈亏功的计算。 一、本章研究的内容及目的 1. 确定原动件的真实运动规律 运动分析、力分析 ? 假定原动件的运动是已知的，且是等速运动；实际上原动件的运动要受到机器上各种作用力、构件的质量、转动惯量等因素的影响。 2. 调节机器速度的波动 机器在运动过程中 ? 速度波动 ? 附加动反力 ? 振动、噪音 ?降低工作质量、效率、寿命等 ? 设法调节其速度波动量 ? 限制在允许范围内 ? 减小不良影响 二、机械运转的三个阶段 1、起动阶段 起动 稳定运转 停车 ?m ? t o ?： 0 ? ?m Wd Wr ? E = Wd - Wr 2、稳定运转阶段 每一瞬时： ? ? 常数 在一个周期：? = ?m ? Wd = Wr 3、 停车阶段 Wd = 0 ? Wr = - E ? ： ?m ? 0 三、作用在机械上的驱动力和生产阻力 不计重力和摩擦力 ? 只有驱动力和生产阻力 1、驱动力（力矩） 交流异步电动机 用过N点直线近似代替BC曲线 工作段BC ：外载荷M ? ? ? ? ? Md ? —— 稳定运转 阶段 Mn —— 额定驱动力矩 ?n —— 额定角速度 ?0 —— 同步角速度 Mn 、 ?n 、 ? 0 ? 手册或产品目录中查到 原动机的作用力（力矩）与其运动参数之间的关系——原动机的机械特性曲线 三、作用在机械上的驱动力和生产阻力 1、驱动力(力矩） ? Md 某直流串激电动机特性曲线 ? Md 某内内燃机的机械特性曲线 三、作用在机械上的驱动力和生产阻力 （1）近似常数，如：车床、轧钢机、起重机、拉丝机等 （2）位置的函数 如：活塞式压缩机、曲柄压力机滑块的阻力、弹簧力等 （3）速度的函数 如：搅拌机、鼓风机、离心式水泵的阻力是其主轴转速 的函数 （4）时间的函数，如：破碎机、球磨机的阻力随材料粒度变化 驱动力和生产阻力的确定，涉及到专业知识。 本章讨论在已知外力条件下，机械的运动规律。 2、生产阻力 —— 取决于工艺过程的特点 研究机械系统的真实运动规律 ? 建立外力与运动参数之间的函数表达式 ——机械的运动方程式 一、一般表达式 动能定理： 某一瞬时机械系统动能的增量应等于该瞬时外力所作的元功之和，即： dE = dW ?1 S3 对于复杂的机械系统，如有n个活动构件， 其运动方程式为： 二、等效动力学模型 机械运动方程式复杂，求解繁琐。 单自由度系统：知道一个构件的运动?其余构件的运动随之求得。 复杂的机械系统?简化成一个等效构件 ? 建立等效力学模型 将所有外力（外力矩）、质量、转动惯量向等效构件转化 等效条件：（动力学效果不变） （1）等效构件的质量或转动惯量所具有的动能等于整个系统的总动能