宁先雄第10章机械系统动力学.pptVIP

10机械系统动力学研究机械的运动，不涉及质量和力。如运动分析、运动综合。研究机械〔某一位置〕的受力，不涉及惯性力。如：静力分析。运动学：静力学：动力学：研究机械的受力或运动，综合考虑外力、构件质量和运动之间的相互作用。几个术语的含义(不是定义)运动、质量和局部外力，求未知外力，属于动态静力分析。质量和外力，求运动，属于真实运动规律分析，又叫动态仿真。

10.1作用在机械上的力及机械的运转过程10.1.1作用在机械上的力1.工作阻力2.驱动力

10.2机械的运转过程启动稳定运转停车?m?tOTT?E0?E=0(T内)?E0?W=Wd-Wc?E=E2-E1?W=?E本章研究机器的真实运动规律

─为运动分析作准备。─求出并调节机械运转速度的波动，确保机械正常工作。运动分析时假定原动件:?=const实际情况：●研究真实运动规律目的

10.2机械的等效力学模型10.2.1等效力学模型的建立●建立系统运动方程建立依据：

123s2CBm2g

重写：

123s2CB

?1?1Me123s2CB等效动力学模型1为等效构件Je为等效转动惯量Me为等效力矩

关于等效构件：是系统中的一个构件；具有真实角速度(速度)；具有假想的Je〔me〕；作用有假想的Me(Fe)；具有与真实系统相同的动能和外力功。只求单自由度系统的一个构件的真实规律。?1?1Me?1Fes1

10.2.2等效量的计算Je(me)计算原那么：动能相等。Me(Fe)计算原那么：功率相等；等效力(矩)的功率=系统中所有外力(矩)的功率等效构件的动能＝系统动能

【教师例10-1】图示轮系各构件的质心均在其转轴上，3轮有3个，轮1上作用有驱动力矩M1，轮4上作用有阻力矩M4，又知各构件的齿数和转动惯量，以构件1为等效构件，求Je及Me。【解】1.求Je42213

42213

2.求Me：

●低速级构件的J(或m)在Je中的比重很小，有时可以忽略之；3.讨论●高速级构件的J(或m)在Je中的比重大；●系统中定比传动局部的Je为常数;●系统中执行机构的Je可能随机构的位置变化，经常被忽略；●系统中所有驱动力(矩)的等效值定义为等效驱动力(矩)Med；系统中所有阻力(矩)的等效值定义为等效阻力(矩)Mer；Me=Med-Mer

10.4机械系统的周期性速度波动的及其调节方法10.4.1周期性速度波动产生的原因原因：(Md-Mr)以及J的周期变化

-+MdφTMrwmin+-TφMdMrφ?A

术语盈功亏功剩余功＝?W＝?E最大盈亏功一个T内：?W＝ΔE＝0以Md与Mr的交叉点为度量结点以任何时段为度量结点-+MdφTMrwminφMdMrφ?A

10.4.2速度波动程度的衡量指标设计时要求：?????机械名称[?]机械名称[?]碎石机1/5～1/20水泵风机1/30～1/50冲床剪床1/7～1/10造纸织布1/40～1/50轧压机1/10～1/25纺纱机1/60～1/100汽车拖拉机1/20～1/60直流发电机1/100～1/200切削机床1/30～1/40交流发电机1/200～1/300

1.飞轮调节原理10.4.3周期性速度波动的调节-+MdφTMrwminφMdMrφ?A加飞轮以增加系统的J。

2.飞轮转动惯量的计算-+MdφTMrwminφMdMrφ?A

3.[W]确实定方法─能量指示图??A?Amax?Amin?MdMr能量指示图

Mer【例教师10-2】牛头刨床：切削行程H=0.5m，切削力F=4000N，切削行程对应的曲柄转角?1=1.2?(K=1.5)，曲柄角速度?=8.38，假设飞轮装在曲柄上，电机的等效力矩为常数，求JF。T内:Med的功=Mer的功【解】切削功=Mer的功Med1.2?T=2?M?

总结●任何情况下:Me的功=所有外力功=剩余功=ΔE。●T内:Med的功=Mer的功。●盈(亏)功是指Med曲线与Mer曲线所夹的面积。●最大盈亏功是剩余功曲线最大值与最小值的差:[W]=?Amax-?Amin。●飞轮计算的3个简化:─忽略系统Je中的变量局部甚至常量局部;─?m=(?max-?min)/2;─Me不是?的函数。

作业：10.110.910.10