第10章机械系统动力学_874606501.ppt

* * * * 第10章 机械系统动力学 第10章 机械系统动力学 10.1 作用在机械上的力及机械的运转过程 10.2 机械的等效力学模型 10.3 机械运动方程式的建立及求解 10.4 机械的速度波动及调节方法 10.5 飞轮设计 作用在机械上的力 10.1 作用在机械上的力及机械的运转过程 工作阻力 驱动力 机械的运转过程及特征 10.1 作用在机械上的力及机械的运转过程 阶段 速度特征 能量特征 启 动 原动件的速度从零逐渐上升到开始稳定的过程 Wd-Wc=E2-E10 稳定运行 原动件速度保持常数或在正常工作速度的平均值上下作周期性的速度波动 Wd-Wc=E2-E1=0 停 车 原动件速度从正常工作速度值下降到零 Wd-Wc=E2-E10 三个运转阶段的特征： 10.2 机械的等效动力学模型 目的：通过建立外力与运动参数间的函数表达式，研究机 械系统的真实运动 10.2.1 等效动力学模型的建立 10.2 机械的等效动力学模型 原则：使系统转化前后的动力学效果保持不变 等效构件的动能，应等于整个系统的总动能 等效构件上所做的功，应等于整个系统所做功 之和 等效动力学模型 等效力矩：Me 等效转动惯量：Je 等效力：Fe 等效质量：me 10.2.2 等效量的计算 功率和不变 等效力 等效力矩 等效力矩的特征： 等效力矩是一个假想力矩； 等效力矩为正，是等效驱动力矩，反之为等效阻力矩； 等效力矩不仅与外力（矩）有关，而且与各构件相对于等效构件的速度比有关； 等效力矩与机械系统驱动构件的真实速度无关。 10.2.2 等效量的计算 动能不变 等效质量 等效转动惯量 等效转动惯量的特征： 等效转动惯量是一个假想转动惯量； 等效转动惯量不仅与各构件质量和转动惯量有关，而且与各构件相对 于等效构件的速度比平方有关； 等效转动惯量与机械系统驱动构件的真实速度无关。 10.3 机械运动方程式的建立与求解 能量形式方程式 等效构建为转动构件时 等效构建为移动构件时 10.3 机械运动方程式的建立与求解 力矩形式方程式 等效构建为转动构件时 等效构建为移动构件时 10.4 机械速度的波动及其调节方法 10.4.1 周期性速度波动及其调节 原因分析： 盈功、亏功 0 2 1 2 1 ) ( 2 2 2 1 = - = - = D ￠ ￠ ò a a a a r d J J d M M W w w j j j 在某一周期内 等效构件在稳定运转过程中角速度呈周期性速度波动v 速度波动衡量指标： 10.4.1 周期性速度波动的调节方法 安装飞轮： 机械出现盈功时，飞轮以动能的形式存储能量； 机械出现亏功时，飞轮释放其存储的能量。 10.4 机械速度的波动及其调节方法 10.5 飞轮设计 10.5.1 飞轮设计原理 10.5.2 飞轮设计方法 最大 盈亏功 举列： 在一台用电动机作原动机的剪床机械系统中，电动机的转速为 nm=1500 r/min 。已知折算得电机轴上的等效阻力矩 Mr 的曲线图 a 所示，电动机的驱动力矩为常数；机械系统本身各构件的转动惯量均忽略不计。当要求该系统的速度不均匀系数为 d≤ 0.05 时，求安装在电机轴上的飞轮所需的转动惯量 JF 。 （1）求等效驱动力矩 Md Md =462.5 N · m （2）求最大盈亏功[W] ?/2 ? 2? （3)求飞轮的转动惯量 10.4 机械速度的波动及其调节方法 10.4.2 非周期性速度波动及其调节 原因：机械工作阻力或者驱动力在工作过程中发生突变 调节方法（1）：自调性系统 调节方法（2）：安装专用调速器 本 章 小 结 * 动力学：系统力对运动的影响。影响系统运动的力主要有：作用在机械中的外力、构件质量、转动惯量等 * * * 第10章 机械系统动力学 * 动力学：系统力对运动的影响。影响系统运动的力主要有：作用在机械中的外力、构件质量、转动惯量等 * * * * * * *