第十四章 机械系统动力学（改12）.ppt

第十四章 机械系统动力学 第一节 作用在机械上的力及机械运转过程 第二节 机械系统的等效动力学模型 第三节 机械系统的运动方程及其求解 第四节 周期性速度波动及其调节 第五节 非周期性速度波动及其调节 第一节 作用在机械上的力及机械运转过程 一、作用在机械上的力 二、机械的运转过程 一、作用在机械上的力 1. 作用在机械上的工作阻力 2. 作用在机械上的驱动力 1.作用在机械上的工作阻力 2.作用在机械上的驱动力 （3）驱动力是速度的函数 。如内燃 机、电动机的力为驱动力。 解析法研究异步电动机驱动力矩特性 二、机械的运转过程 1.启动阶段 2. 机械的稳定运转阶段 3. 机械的停车阶段 1.机械的起动阶段 机械的启动阶段指机械由零转数逐渐上升到正常的工作转数的过程。 2.机械的稳定运转阶段 动能增量?E =0 3.机械的停车阶段 停车阶段是指机械由稳定运转的工作转数下降到零转数的过程。 第二节 机械系统的等效动力学模型 一、等效动力学模型的建立 二、等效构件 三、等效参量的计算 四、实例与分析 一、等效动力学模型的建立 机械的运转与作用在机械上的力及各力的作功情况密切相关。 二、等效构件 名词术语： 等效转动惯量 等效质量 等效力矩 等效力 三、等效参量的计算 作定轴转动的等效构件的等效参量的计算 作直线移动的等效构件的等效参量的计算 1.作定轴转动的等效构件的等效参量的计算 1.作定轴转动的等效构件的等效参量的计算 2.作直线移动的等效构件的等效参量的计算 动能相等和等功率条件，可分别求解等效质量和等效力： 四、实例与分析 例1 在如图所示的轮系中，已知各齿轮的齿数分别为Z1，Z2，Z3，各齿轮与系杆H的质心与其回转中心重合，绕质心的转动惯量分别为J1 , J2 , J3 , JH。有两个行星轮，每个行星轮的质量为m2。若等效构件设置在齿轮1处，求其等效转动惯量Je。 解：等效构件的动能为：： 由轮系转动比可有： 如图所示正弦机构中，已知曲柄长为l1，绕A轴的转动惯量为J1，构件2、3的质量为m2，m3，作用在构件3上的阻抗力为F3。若等效构件设置在构件1处，求其等效转动惯量Je，并求出阻抗力F3的等效阻抗力矩Mer。 根据动能相等的条件有： 第三节 机械系统的运动方程及其求解 一、等效构件的运动方程 二、运动方程的求解 一、等效构件的运动方程 如果对方程 如果对方程 二、运动方程的求解 1. 等效转动惯量与等效力矩均为常数的运动方程的求解； 2. 等效转动惯量与等效力矩均为等效构件位置函数的运动方程的求解； 3. 等效转动惯量是常数、等效力矩为等效构件速度函数的运动方程的求解； 4. 等效转动惯量是变量、等效力矩为等效构件位置和速度函数的运动方程求解。 1.等效转动惯量与等效力矩均为常数的运动方程的求解 由于J=常数，M=常数 1.等效转动惯量与等效力矩均为常数的运动方程的求解 例： 已知电机转数为1440 r/min，减速箱传动比i=2.5，选B轴为等效构件，等效转动惯量 ，要求刹住B轴后3秒停车。求等效制动力矩。 1.等效转动惯量与等效力矩均为常数的运动方程的求解 解： 2.等效转动惯量与等效力矩均为等效构件位置函数的运动方程的求解 当可用解析式表示时，用积分方程求解方便些。当等效转动惯量与等效力矩不能写成函数式时，可用数值解法求解。 3.等效转动惯量是常数、等效力矩为等效构件速度函数的运动方程的求解 3.等效转动惯量是常数、等效力矩为等效构件速度函数的运动方程的求解 将 代入 3.等效转动惯量是常数、等效力矩为等效构件速度函数的运动方程的求解 例:在用电动机驱动的鼓风机系统中，若以鼓风机主轴为等效构件，等效驱动力矩 ，等效阻抗力矩 ，等效转动惯量 。 求鼓风机由静止起动到 时的时间t。 3.等效转动惯量是常数、等效力矩为等效构件速度函数的运动方程的求解 解： 4.等效转动惯量是变量、等效力矩为等效构件位置和速度函数的运动方程求解 等效转动惯量随机构位置而变化，且难以用解析式表达，这类问题只能用数值方法求解。 4.等效转动惯量是变量、等效力矩为等效构件位置和速度函数的运动方程求解 把 代入力矩方程式 4.等效转动惯量是变量、等效力矩为等效构件位置和速度函数的运动方程求解 用差商代替微商， 第四节 周期性速度波动及其调节 一、周期性变速稳定运转过程中的功能关系 二、机械运转不均匀系数 三、周期性变速稳定运转的速度波动的调节 四、飞轮尺寸的设计 五、实例与分析 一、周期性变速稳定运转过程中的功能