第十二章 机器的运转及速度.ppt

第十二章 机器的运转及速度波动的调节 第十二章 机器的动转及速度波动的调节 12-1研究目的及内容 一、内容： 1、机器原动件的真实运动规律 ω=f(Fi,ψi, mi, Ji) 2、机器速度波动及调节方法 二、目的 1、假定ω1为常数，进行运动分析，动力分析， 实际ω1不为常数，弄清ω1的规律可精确分析 2、机器速度波动引起附加动压力，振动效率 下降，精度下降，寿命下降，产品质量下降 三、一般机械系统运动过程 1、启动阶段 静止 稳定运动 W入＞W出 或W入—W出=E2—E1=ΔE 2、稳定阶段W入—W出=ΔE=0（动能）速度不再变化，或绕一平均值作周期性波动，在稳定阶段，无一定的周期连续升高或降低，称非周期性波动。 3、停车阶段 W入=0 ΔE＜0 速度下降至停车 12-2机器等效动力学模型 目的：建立机器运动随外力变化关系式即机器 的运动方程 方法：机器或机构具有确定的相对运动 即：其中任一构件运动规律确定后，整个系统的 运动亦确定，故可选定一构件来研究 但：影响构件运动规律的因素(Fi, mi, Ji)分散在各构 件上，可将整个系统所有外力，所有构件的质 量转动惯量都向所选定的构件上转化。 转化后：W入—W出=E2—E1=ΔE 1、该构件上的动能等于整个系统的运能 2、该构件上受一驱动力（或驱动力矩）对该构件所作功，等于整个系统受驱动力和驱动力矩作功之和。 3、该构件上受一阻力（或阻力矩）对该构件所作功等于整个系统受阻力和阻力矩作功之和。 选定的构件称等效构件，则： 1、它具有的质量或转动惯量称等效质量或等效转动惯量 2、它所受的驱动力或驱动力矩称为等效驱动力或等效驱动力矩 3、其上所受的阻力或阻力矩称为等效阻力或等效阻力矩 4、等效驱动力与等效阻力之和称等效力 5、等效力作用的点称等效点 该等效构件亦即该机械系统的等效动力学模型。 F=Fd—Fr M=Md—Mr 1）曲柄为等效构件时 等效力矩 2）滑块为等效构件时 等效力 对于一般机器，有n个外力，m个外力矩： 则等效力或等效力矩一般表达为 ： 由上式可知：F=Fd—Fr M=Md—Mr 1）Fi, Mi, θi一般先已知或已求出，故等效力F，等效力矩M仅为 各构件的速度与等效构件的速度之比有关，而 或…… 为机构 位置的函数，故等效构件的等效力和等效力矩为机构位置的函数。 2）F、M只与各速比有关，而与各构件实际速度无关，而各速比仅与尺寸有关，则预先不已知原动件的情况下，可任意假定一个原动件速度并作出速度多边形求出各速比，进而求出F、M。 3）已知F或M中任一个可求出另一个M=FLAB，L为等效点到中心的距离。 例12-1 已知各构件尺寸及各齿轮齿数，G2，G3，驱动力F3，阻力矩M8，取杆1为等效构件，试求等效驱动力矩Md和等效阻力矩Mr。 二．等效质量和等效转动惯量 定义：等效构件的动能等于整个系统的动能之和 即， 设等效构件的等效点为B点， m为等效质量，J为等效转动惯量 或 又，整个机器的功能为： 由上可知: 1）m、J为机构位置的函数。 2）可以任意对所出速度多边形，求出m、J 3）已知m或J之一时，可求另一， 　§12－3，机器运动方程式 已知 F m ?由功能方程式： 其中：M、J、V、W为等效构件上结束时刻参数 M0、J0、V0、W0为…… 开始时…… 上式为动能形式运动方程，S为等效点的位移。 ? 两边微分得： 对于M、J为常数，如齿轮、皮带，升降直重机等， 则 F= mat, M=Jx 上式称力或力矩形式方程式。 12-4 在已知力作用下机器的真实运动 求出W、e、t？ 外力特性（机械特性） 驱动力：重力——常数 电动机——速度的函数 Fd=f(v) 内燃机等——位置的函数 Fd=f(4) 工作阻力：起重机、车床、轫钢机——常数 旋风机、螺旋浆等——速度函数 压缩机、水泵、冲床——位置函数 ?讨论等效构件重力是位置函数时的真实运