江苏大学机械原理及设计课件第十一章 机械系统动力学.ppt

11.1.2 速度不均匀系数 1、平均角速度 11.1.3 机械的等效动力学模型 一、 机械系统运动方程的一般表达式 11.1.4 在已知力作用下机械的真实运动 1、等效构件角速度的确定 2、等效构件角加速度的确定 11.1.5 机械速度波动的调节 一、非周期性速度波动及其调节 三、飞轮尺寸的确定 常用轮幅式飞轮结构示意图 机械工程学院机械设计系 * 第11章 机械动力学 机械的运转过程 11.1.1 机械的运转过程 机械系统运转的三个阶段 能量特征 速度特征 阶段 Wd-Wc=E2-E10 Wd-Wc=E2-E1=0 Wd-Wc=E2-E10 原动件速度从正常工作速度值下降到零 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 原动件的速度从零逐渐上升到开始稳定的过程 停 车 稳定运行 启 动 三个运转阶段的特征： 2、速度不均匀系数 设计时必须保证 二、 等效动力学模型的建立 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 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 定轴转动构件 直线移动构件 （1） 等效质量、等效转动惯量 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； 等效力矩与机械系统驱动构件的真实速度无关。 （2） 等效力与等效力矩 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。 （3） 机械系统等效动力学模型 1、能量形式方程式 2、力矩形式方程式 3、机械运动时间的确定 离心式调速器工作原理图 二、 周期性速度波动的调节 原因分析： 周期性速度波动的调节方法： 安装飞轮： 所谓飞轮，就是一个具有较大转动惯量的盘状零件。 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。 飞轮在系统中的作用相当于一个容量较大的储能器。 最大盈亏功: 设 Je 为常数，则 、 。 设飞轮的转动惯量为 JF ，则 安装飞轮后，系统的速度波动系数为 为使 ，必须 飞轮的设计： 飞轮的转动惯量 ： 机械工程学院机械设计系