機(jī)械運(yùn)動(dòng)速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)

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1、第七章機(jī)械運(yùn)動(dòng)速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》第一節(jié)概述第二節(jié)穩(wěn)定狀態(tài)下機(jī)械周期性速度波動(dòng)及其調(diào)節(jié)第三節(jié)機(jī)械的非周期性速度波動(dòng)及其調(diào)節(jié)第一節(jié)概述一、本章的研究?jī)?nèi)容及目的第7章機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)二、機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的三個(gè)階段三、作用在機(jī)械上的力一、本章的研究?jī)?nèi)容及目的：第7章機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)1.研究在外力作用下機(jī)械的真實(shí)運(yùn)動(dòng)規(guī)律，以便對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行精確的運(yùn)動(dòng)分析和力分析；2.研究機(jī)械速度波動(dòng)及其調(diào)節(jié)的方法，以便將機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)速度的波動(dòng)限制在許可范圍之內(nèi)。二、機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的三個(gè)階段：第7章機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)從機(jī)器開始運(yùn)動(dòng)到終止運(yùn)

2、動(dòng)所經(jīng)歷的時(shí)間內(nèi)，機(jī)器的工作過(guò)程一般都要經(jīng)歷啟動(dòng)階段、穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)階段、停車階段三個(gè)階段。二、機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的三個(gè)階段：第7章機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)1.啟動(dòng)階段：原動(dòng)件的速度從零逐漸上升到開始穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程。特點(diǎn)：驅(qū)動(dòng)力所作的驅(qū)動(dòng)功Wd大于克服阻抗力所消耗的阻抗功Wc（為輸出功Wr與損失功Wf之和），機(jī)械內(nèi)積蓄了動(dòng)能E。即Wd-Wc=Eω：0→ωm2.穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)階段：原動(dòng)件速度保持常數(shù)（勻速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)）或在正常工作速度的平均值上下作周期性的速度波動(dòng)（變速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)）。特點(diǎn)：對(duì)每一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)而言，其初速度等于末速度，即Wd=Wc。二、機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的三

3、個(gè)階段：第7章機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)1）周期變速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)：①定義：原動(dòng)件在平均角速度的上下作周期性的反復(fù)波動(dòng)叫周期變速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。②運(yùn)動(dòng)循環(huán)：原動(dòng)件的位置、速度和加速度從某一原始值變回到該原始值的變化過(guò)程叫一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)。③運(yùn)動(dòng)周期：一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)所經(jīng)歷的時(shí)間叫運(yùn)動(dòng)周期。④周期變速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的特點(diǎn)：對(duì)于一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期有：Wd=Wc、ωS=ωd、ES=Ed對(duì)于一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)的某一時(shí)間間隔有：Wd≠Wc、ωS≠ωd、ES≠Ed二、機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的三個(gè)階段：第7章機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)2）等速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)：ωm=常數(shù)3.停車階段：原動(dòng)件的速度從正常

4、工作速度值下降到零的過(guò)程。ω：ωm→0Wd=0Wr=0Wc=Wf+制動(dòng)中消耗的功E=-Wc三、作用在機(jī)械上的力：第7章機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)當(dāng)忽略機(jī)械中各構(gòu)件的重力以及運(yùn)動(dòng)副中的摩擦力時(shí)，作用在機(jī)械上的力可分為工作阻力和驅(qū)動(dòng)力兩大類：工作阻力驅(qū)動(dòng)力三、作用在機(jī)械上的力：第7章機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)1.驅(qū)動(dòng)力（按機(jī)械特性分）：（1）驅(qū)動(dòng)力為常量：如用重錘的質(zhì)量作為驅(qū)動(dòng)力時(shí)。（2）驅(qū)動(dòng)力是位移的函數(shù)：如利用彈簧作驅(qū)動(dòng)力時(shí)。（3）驅(qū)動(dòng)力是速度的函數(shù)：電動(dòng)機(jī)發(fā)出的驅(qū)動(dòng)力。三、作用在機(jī)械上的力：第7章機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)2.

5、生產(chǎn)阻力（按機(jī)械特性分）：（1）生產(chǎn)阻力為常量：如起重機(jī)懸吊物的重量。（2）生產(chǎn)阻力是位置的函數(shù)：如往復(fù)式壓縮機(jī)。（3）生產(chǎn)阻力是速度的函數(shù)：如鼓風(fēng)機(jī)、離心泵中的阻力。（4）生產(chǎn)阻力是時(shí)間的函數(shù)：如碎石機(jī)、球磨機(jī)，其機(jī)械特性隨加工材料粒度變化而變化，因此生產(chǎn)阻力隨時(shí)間變化。第二節(jié)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)方程式第7章機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)一、機(jī)械運(yùn)動(dòng)方程的一般表達(dá)式：1.機(jī)械的動(dòng)能方程式：在研究機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)問(wèn)題時(shí)，需要建立的作用在機(jī)械上的力、構(gòu)件的質(zhì)量、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和其運(yùn)動(dòng)參數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系，稱為機(jī)械的運(yùn)動(dòng)方程式。對(duì)于只有一個(gè)自由度的機(jī)械，描述它的運(yùn)

6、動(dòng)規(guī)律只需要一個(gè)廣義坐標(biāo)。因此，在研究機(jī)械在外力作用下的運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)也只需要確定出該廣義坐標(biāo)隨時(shí)間變化的規(guī)律即可。為了研究問(wèn)題的方便，對(duì)于單自由度的機(jī)械系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單的方法就是利用動(dòng)能定理建立其運(yùn)動(dòng)方程式。機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式為：dE=dW一、機(jī)械運(yùn)動(dòng)方程的一般表達(dá)式：第7章機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)現(xiàn)以曲柄滑塊機(jī)構(gòu)為例說(shuō)明運(yùn)動(dòng)方程式的建立方法。已知曲柄1作為原動(dòng)件，其角速度為ω1。曲柄1的質(zhì)心S1在O點(diǎn)，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為J1，連桿2的角速度為ω2，質(zhì)量為m2，其對(duì)質(zhì)心S2的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為JS2，質(zhì)心S2的速度為VS2，滑塊3的質(zhì)量為m3，其質(zhì)

7、心S3在B點(diǎn)，速度為V3。設(shè)此機(jī)構(gòu)上作用有驅(qū)動(dòng)力矩M1和工作阻力F3，在dt瞬間其所作的功為：則該機(jī)構(gòu)在dt瞬間的動(dòng)能增量為：于是曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方程式為：一、機(jī)械運(yùn)動(dòng)方程的一般表達(dá)式：第7章機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)對(duì)于由n個(gè)活動(dòng)構(gòu)件組成的機(jī)構(gòu)若作用于構(gòu)件i上的作用力為Fi，力矩為Mi，力Fi作用點(diǎn)的速度為ui，構(gòu)件的角速度為ωi，則其瞬時(shí)功率為：運(yùn)動(dòng)方程的一般表達(dá)式為：二、機(jī)械系統(tǒng)的等效動(dòng)力學(xué)模型：第7章機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)1.問(wèn)題的提出：①用運(yùn)動(dòng)方程的一般表達(dá)式研究機(jī)械的運(yùn)動(dòng)不方便。②對(duì)于單自由度系統(tǒng)，已知原動(dòng)件的運(yùn)

8、動(dòng)規(guī)律其余運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律便已知，因此可以把問(wèn)題轉(zhuǎn)化為研究某個(gè)運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，2.機(jī)械系統(tǒng)的等效動(dòng)力學(xué)模型：①定義：假象的具有機(jī)械所有運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的動(dòng)能之和，和所有外力及外力矩所產(chǎn)生的功率之和的構(gòu)件所形成的一級(jí)機(jī)構(gòu)，叫