10-大学机械原理题目.pptVIP

10 机械的运转及其速度波动的调节 提　要 10.1　 概　述 10.2　机械运动的微分方程及其解 (a)　机械的逻辑构成与动力学分析方法 (b) 　等效转动构件的动能E与等效转动惯量Je1 (c) 　等效转动构件的功率N与等效力矩Me1 (d) 　机械运动的微分方程 (d) 　机械运动的微分方程 10.3 稳定运转状态下机械的周 期性速度波动及其调节 2) 周期性速度波动程度的衡量指标 3) 周期性速度波动的调节原理 　　设动能最大时，ω1=ω1max；动能最小时，ω1=ω1min，如图10.3(b)、(c)所示。为了调节速度波动的大小，可以在机械上安装一个飞轮，飞轮的角位移可以为φ1，也可以为其它的角位移，其转动惯量为JF，其几何结构为由轮毂、轮辐与轮缘三部分组成。设△Wmax已经求出，Je取机械的等效转动惯量在一个周期内的平均值，则由式(10.49)得 若要求δ≤[δ]，则由式(10-51)得飞轮的转动惯量JF的设计式为 　　■［例10－2］ 已知作用在某机械上的关于主动轴的等效驱动力矩Med＝5000＋800sin(2φ) Nm，关于主动轴的等效阻力矩Mer＝－5000－500sinφ Nm，主动轴的平均转速n1＝220 r/min，许用速度波动系数［δ］＝0.08；该机械关于主动轴的等效转动惯量Je1(φ)的平均值Je1＝15 kgm2，Je1(φ)的周期为2π。求应加在主动轴上的飞轮转动惯量JF。 　　第三步，计算主动轴的平均角速度ω1m＝2πn1/60＝2π×220/60＝23.04 rad/s。 等效驱动力矩Me在一个周期内所做功W的曲线如图10.5(b)所示。 　　■［例10－3］　作用在某一机器主动轴上的等效阻力矩－Mer如图10.6所示，主动轴上的等效驱动力矩Med近似为一常数，主动轴的平均转速n1＝100 r/min，速度不均匀系数δ＝0.055，该机器关于主动轴的等效转动惯量的平均值Je＝2 kgm2，Je(φ)的周期为2π。求安装在该机器主动轴上的飞轮转动惯量JF 的大小。 （4）计算功的累计量，令W0＝0，得 最大盈功为Wmax＝23.562 Nm 　　飞轮的结构如图10.9所示。飞轮由轮缘A、轮辐B和轮毂C 组成，图10.9(a)的轮辐为板状，图10.9(b)的轮辐为筋板。飞轮的转动惯量主要集中在轮缘上，设飞轮的重量为G(N)，轮缘的外径为D1、内径为D2，中径D＝(D1＋D2)/2、宽度为b，长度的单位为m，则飞轮的转动惯量JF(kgm2)约为 设飞轮材料的密度为γ(N/m3)，则飞轮的重量G 约为 * 10.1 概述　　　　　　　　 10.2　机械运动的微分方程及其解 10.3　稳定运转状态下机械的周 期性速度波动及其调节 　　　 Chapter 10 Motion of Mechanical Systems and Its Velocity Fluctuation Regulation 　 研究机械在外力作用下的真实运动规律的分析与求解方法；提出等效构件、等效质量与等效转动惯量的概念以及等效力与等效力矩的概念；研究周期性速度波动的机械的速度波动的调节方法。 Chapter 10 Motion of Mechanical Systems and Its Velocity Fluctuation Regulation 　　机械在工作时，其上作用有驱动力（矩）、工作阻力（矩） 、重力、惯性力（矩）和摩擦力（矩）。其中，驱动力矩（电机）常常是速度的函数，工作阻力常常是位移的函数。在它们的共同作用下，机器的速度常常是变化的，在构件之间的相互作用力中，惯性力分量有时超过或远远超过由负载引起的分量。 　　机械的运转及其速度波动的调节研究如何调节机器的速度大小以及使惯性力对机器的影响达到理想状态或较为理想状态。 　　对于单自由度机械系统，机械动力学将整个系统的动能视与一个假想构件的动能相等，将系统上全部外力（不包括重力）所做的功率视与一个假象构件上具有的功率相同，该假想构件称为等效构件。等效构件的运动规律与系统中某一个构件的运动规律相同。依据这一原理，将对系统的运动微分方程组（3n个）的求解问题转化为一个运动微分方程的求解问题，从而大大简化了求解过程。该运动微分方程为二阶变系数非齐次微分方程。 干扰 二阶变系数非齐次微分方程 N个构件 n =N－1个可动构件 n =N－1个可动质量 n =N－1个转动惯量 作用有n个阻力矩Mri(含有零阻力矩) 作用有n个阻力Fri (含有零阻力) 转化为 能量输入 ω Md 能量输出 Mr t F＝1 等效转动构件或等效移动构件 此处略去不计 图10.2F01 机械的逻