第七节 机械的运转跟其速度波动的调节 (西工大第七版课本).ppt

* 第七章 机械的运转及其速度 波动的调节 §7-1 概述 §7-2 机械的运动方程式 §7-3 机械运动方程式的求解 §7-4 稳定运转状态下机械的周期性速度 波动及其调节 §7-5 机械的非周期性速度波动及其调节 §7-6 考虑构件弹性时的机械动力学简介 返回 §7-1 概 述 1．本章研究的内容及目的 （1）研究在外力作用下机械真实运动规律的求解 机构的运动规律通常用其原动件的运动规律（即位移、速度 及加速度）描述。 而其真实运动规律是由其各构件的质量、转动 惯量和作用于其上的驱动力与阻抗力等因素而决定的。 上述参数 往往是随时间而变化的。 要对机构进行精确的运动分析和力分析，就需要确定原动件 的真实运动规律。 这对于机械设计，特别是高速、重载、高精度 和高自动化的机械是十分重要的。 （2）研究机械运转速度的波动及其调节 机械在运转过程中经常会出现速度波动，这种速度波动会导 致在运动副中产生附加的动压力，并引起机械的振动，从而降低 机械的寿命、效率和工作质量。 为了降低机械速度波动的影响，就需要研究其波动和调节方 法，以便设法将机械运动速度波动的程度限制在许可的范围之内。 （1）起始阶段 机械的角速度ω由零渐增至ωm，其功能关系为 Wd＝Wc＋E 概述(2/6) 2．机械运转的三个阶段 （2）稳定运转阶段 周期变速稳定运转 ωm＝常数，而ω 作周期性变化； 在一个运动循环的周期内，Wd＝Wc。 等速稳定运转 ω＝ωm＝常数， Wd≡Wc 。 （3）停车阶段 ω由ωm渐减为零；E＝－Wc 。 3 ．驱动力和生产阻力 （1）驱动力 所谓机械特性通常是指力（或力矩）和运动参数（位移、速度、时间等）之间的关系。 1）分类， 作用在机械上的力常按其机械特性来分类。 概述(3/6) 如电动机 Md ＝ Md (ω) O Md ω 直流并激电动机 O Md ω 直流并激电动机 O Md ω 交流异步电动机 常数 位移的函数 速度的函数 如重锤驱动件Fd＝C O Fd s 重锤 C O Fd s Fd=Ks 弹簧 O Md φ 内燃机 如弹簧 Fd＝Fd(s)， 内燃机 Md＝Md(φ) 驱动力可分为： 概述(4/6) M O ω A B C 交流异步电动机 2）驱动力的表达式 当用解析法研究机械在外力作用下的运动时，原动机发出 的驱动力必须以解析式表达。 为了简化计算，常将原动机的机械特性用简单的多项式来 近似表示。 N ω0 Mn ωn Md ω 设交流异步电动机的额定 转矩为Mn，额定角速度为ωn； 同步转速为ω0, 此时转矩为零。 其机械特性曲线BC的部分, 又 常近似地以直线NC(或抛物线) 来代替。 其上任意一点 所 确定 的驱动力矩 Md 可表达为 Md = Mn(ω0－ω)/(ω0－ωn) 式中Mn、ω0、ωn可由电动机产 品目录中查出。 概述(5/6) 驱动力和生产阻力的确定，涉及到许多专业知识，已 不属于本课程的范围。 （2）工作阻力 机械的执行构件 所 承受的生产阻力的变化规律，常取决于机 械工艺过程的特点。 按其机械特性来分，生产阻力可分为： 如起重机、车床等。 如曲柄压力机、活塞式压缩机等。 如鼓风机、离心泵等。 如揉面机、球磨机等。 说明 另外，在本章中认为外力是已知的。 常数 执行构件的函数 执行构件速度的函数 时间的函数 概述(6/6) 设 第i个构件的作用力为Fi、力矩为Mi， §7-2 机械的运动方程式 1．机械运动方程的一般表达式 研究机构的运转问题时，需建立包含作用在机械上的力、构 件的质量、转动惯量和其运动参数的机械运动方程。 对于具有n个活动构件的机械， 式中Mi与ωi同相时，取“＋”号，反相时，取“－”号。 力Fi的作用点的速度为vi、构件的角速 度为ωi， Fi与vi间的夹角为αi。 机械运动方程式的一般表达式为 Si mi JSi Fi Mi vi ωi αi d