機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)

機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)

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1、第七章機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)§7-1概述§7-2機(jī)械的運(yùn)動(dòng)方程式§7-3穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下機(jī)械的周期性速度波動(dòng)及其調(diào)節(jié)返回§7-1概述1.本章研究的內(nèi)容及目的在平面機(jī)構(gòu)分析中,一般假設(shè)原動(dòng)件作等角速運(yùn)動(dòng),但實(shí)際上,由于驅(qū)動(dòng)力,工作阻力及各構(gòu)件慣性的變化,往往使原動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)隨時(shí)間而變化。(2)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)速度的波動(dòng)及其調(diào)節(jié)方法(1)研究在外力作用下機(jī)械的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。機(jī)械原動(dòng)件角速度變化,即所謂的機(jī)械速度波動(dòng),將在機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)副中產(chǎn)生附加動(dòng)壓力,降低機(jī)械效率,引起振動(dòng),影響機(jī)件壽命。2.機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的三個(gè)階段(1)起動(dòng)階段——原動(dòng)件的速度從零逐漸上升到開始穩(wěn)定

2、的過程。特點(diǎn):Wd>Wr+Wf,即盈功部分用來增加機(jī)械的動(dòng)能E,其運(yùn)轉(zhuǎn)速度逐漸加快,主動(dòng)件作加速運(yùn)動(dòng)。功能關(guān)系Wd=(Wr+Wf)+E(2)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)階段——原動(dòng)件速度保持常數(shù)或在正常工作速度的平均值上下作周期性的速度波動(dòng)。類型:1)在一個(gè)波動(dòng)周期T內(nèi):Wd=Wr+Wf,周期變速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)(ω周期變化)2)在任意瞬時(shí):Wd=Wr+Wf,等速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)(ω=常數(shù))(3)停車階段——原動(dòng)件從正常工作速度值下降到零。特點(diǎn):Wd=0E=-(Wr+Wf)機(jī)械在停車開始時(shí)的動(dòng)能將繼續(xù)克服阻力作功,直至全部耗盡。**為了及時(shí)停車,可設(shè)置制動(dòng)器。OFds重錘COFd

3、sFd=Ks彈簧3.驅(qū)動(dòng)力和生產(chǎn)阻力(1)驅(qū)動(dòng)力1)分類,作用在機(jī)械上的力常按其機(jī)械特性來分類。機(jī)械特性通常是指力(或力矩)和運(yùn)動(dòng)參數(shù)(位移、速度、時(shí)間等)之間的關(guān)系。OMdω交流異步電動(dòng)機(jī)MOωABC交流異步電動(dòng)機(jī)2)驅(qū)動(dòng)力的表達(dá)式當(dāng)用解析法研究機(jī)械在外力作用下的運(yùn)動(dòng)時(shí),原動(dòng)機(jī)發(fā)出的驅(qū)動(dòng)力必須以解析式表達(dá)。為了簡(jiǎn)化計(jì)算,常將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性用簡(jiǎn)單的多項(xiàng)式來近似表示。Nω0MnωnMdω設(shè)交流異步電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩為Mn,額定角速度為ωn;同步轉(zhuǎn)速為ω0,此時(shí)轉(zhuǎn)矩為零。其機(jī)械特性曲線BC的部分,又常近似地以直線NC(或拋物線)來代替。其上任意一點(diǎn)

4、所確定的驅(qū)動(dòng)力矩Md可表達(dá)為Md=Mn(ω0-ω)/(ω0-ωn)式中Mn、ω0、ωn可由電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品目錄中查出。(2)工作阻力機(jī)械的執(zhí)行構(gòu)件所承受的生產(chǎn)阻力的變化規(guī)律,常取決于機(jī)械工藝過程的特點(diǎn)。按其機(jī)械特性來分,生產(chǎn)阻力可分為:常數(shù)執(zhí)行構(gòu)件的位置函數(shù)執(zhí)行構(gòu)件速度的函數(shù)時(shí)間的函數(shù)§7-2機(jī)械的運(yùn)動(dòng)方程式1.機(jī)械運(yùn)動(dòng)方程的一般表達(dá)式動(dòng)能定理:在dt時(shí)間間隔內(nèi),動(dòng)能變化=外力做功。即dE=dW或dE=Pdt。因此一般表達(dá)式:對(duì)于圖示的曲柄滑塊機(jī)構(gòu),其機(jī)械運(yùn)動(dòng)方程為:2.機(jī)械系統(tǒng)的等效動(dòng)力學(xué)模型機(jī)械系統(tǒng)簡(jiǎn)化為一個(gè)構(gòu)件——等效構(gòu)件(等效動(dòng)力學(xué)模型)目的

5、:通過建立外力與運(yùn)動(dòng)參數(shù)間的函數(shù)表達(dá)式,研究機(jī)械系統(tǒng)的真實(shí)運(yùn)動(dòng)原則:使系統(tǒng)轉(zhuǎn)化前后的動(dòng)力學(xué)效果保持不變等效構(gòu)件的動(dòng)能,應(yīng)等于整個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)能—求Je和me等效構(gòu)件的功率,應(yīng)等于整個(gè)系統(tǒng)的功率—求Me和Fe等效力矩:Me等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量:Je等效力:Fe等效質(zhì)量:me等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(質(zhì)量)的特征:等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是一個(gè)假想轉(zhuǎn)動(dòng)慣量;等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不僅與各構(gòu)件質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量有關(guān),而且與各構(gòu)件相對(duì)于等效構(gòu)件的速度比平方有關(guān);等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與機(jī)械系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)構(gòu)件的真實(shí)速度無關(guān)。等效力矩(力)的特征:等效力矩是一個(gè)假想力矩;等效力矩為正,是等效驅(qū)動(dòng)力矩,反之,為等效阻力矩

6、;等效力矩不僅與外力(矩)有關(guān),而且與各構(gòu)件相對(duì)于等效構(gòu)件的速度比有關(guān);等效力矩與機(jī)械系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)構(gòu)件的真實(shí)速度無關(guān)。2.等效構(gòu)件為移動(dòng)構(gòu)件—求等效質(zhì)量me和等效力Fe2)瞬時(shí)功率相等——求Fe1)動(dòng)能相等——求me例:曲柄滑塊機(jī)構(gòu)1)等效構(gòu)件為轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件時(shí),求Je和Me。例:曲柄滑塊機(jī)構(gòu)2)等效構(gòu)件為移動(dòng)構(gòu)件時(shí),求me和Fe?!?-3機(jī)械的周期性速度波動(dòng)及其調(diào)節(jié)1.機(jī)械的周期性速度波動(dòng)機(jī)械在穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)階段,其原動(dòng)件的角速度ω在其恒定的平均角速度ωm上下瞬時(shí)的變化(即出現(xiàn)波動(dòng)),但在一個(gè)周期T的始末,其角速度是相等的,這時(shí)機(jī)械具有的動(dòng)能是相等的。這種速

7、度波動(dòng)就稱為機(jī)械的周期性速度波動(dòng)。(1)產(chǎn)生周期性速度波動(dòng)的原因贏功(Med>Mer):E增加(速度加快)虧功(Med

8、1)周期性速度波動(dòng)調(diào)節(jié)的方法機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的速度波動(dòng)對(duì)機(jī)械的工作是不利的,它不僅影響機(jī)械的工作質(zhì)量,而且會(huì)影響到機(jī)械的效率和壽命,所以必須加以控制和調(diào)節(jié),將

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