机械速度波动及调节.ppt

第七章 机械的运动及其速度波动的调节
◆ 机械的运动方程式
◆ 机械运动方程式的求解
◆ 稳定运转状态下机械的周期性速度
波动及其调节
◆ 机械的非周期性速度波动及其调节
◆ 了解机器运动和外力的定量关系
◆ 了解机器运动速度波动的原因、特点、危害
◆ 掌握机器运动速度波动的调节方法
本章教学目的
本章教学内容
本章重点：
等效质量、等效转动惯量、等效力、等效力矩的概念及其计算方法；
机械运动产生速度波动的原因及其调节方法。
难点：
计算飞轮转动惯量时最大盈亏功的计算。
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§7-1 概述
一．研究目的和内容
1、由于机械的运动规律是由各构件的质量、转动惯量和作用力等因素决定的，随时间变化而变化，要对机械进行精确的运动分析和力分析，就要研究在外力作用下，机械的真实运动规律。
2、由于机械在运动过程中会出现速度波动，导致运动副产生附加动压力，并引起振动，从而降低机械使用寿命、效率和工作质量，因此需研究机械运转过程中，速度的波动及其调节方法。
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运动分析时，都假定原动件作匀速运动，实际上是多个参数的函数。
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二．机械运转的三个阶段
1. 起动阶段——原动件的速度由零逐渐上升到开始稳定的过程。
根据动能定理
Wd－Wc=E
驱动功
阻抗功输出功Wr和损失功Wf之和
动能
功(率)特征：外力对系统做正功Wd-Wc>0
动能特征：系统的动能增加E=Wd-Wc>0
速度特征：系统的速度增加=0m
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2. 稳定运转阶段 ——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。
功(率)特征：Wd-WcT=0
动能特征：E= Wd-WcT=0
速度特征：T=T+1
此阶段分两种情况：
①  常数，但在正常工作速度的平均值m上下作周期性速度波动——周期变速稳定运转
②  =常数——等速稳定运转
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3. 停车阶段——驱动力为零，机械系统由正常工作速度逐渐减速，直到停止。
功(率)特征：Wd-Wc= -Wc
动能特征：E= Wd-Wc= -Wc<0
速度特征：i+1< i
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三．作用在机械上的力
1. 作用在机械上力的的种类
内力
外力
惯性力
驱动力
生产阻力
重力
2. 驱动力和生产阻力
驱动力——由原动机产生。其变化规律决定于原动机的机械特性。
原动机的机械特性：原动机发出的驱动力与运动参数（位移、速度或时间）之间的关系称为原动机的机械特性。
不同的原动机具有不同的机械特性。
或
——反力、摩擦力
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交流异步电动机机械特性曲线——驱动力是转动速度的函数。
其特征曲线可以用一条通过N点和C点的直线近似代替。直线方程为：
Mn
Md
直流电机机械特性曲线
——驱动力是转动速度的函数。
直流串激电机
直流并激电机
Mn： 电动机的额定转矩；
n：电动机的额定角速度；
o：电动机的同步角速度；
Md、  ：任意点的驱动力矩和角速度
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内燃机的机械 特性曲线
——驱动力是转动位置的函数。
工作阻力——机械工作时需要克服的工作负荷，它决定于机械的工艺特性。
1）生产阻力常数
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3）生产阻力是速度的函数
2）生产阻力是位移的函数
4）生产阻力是时间的函数
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§7-2 机械的运动方程式
一．机械运动方程式的一般表达式
机械运动方程式——机械上的力、构件的质量、转动惯量和
其运动参数之间的函数关系。
对于单自由度机械系统采用动能定理建立运动方程式。
即： dE = dW
1. 建立机械运动方程式的基本原理
动能定理——机械系统在某一瞬间(dt)内动能的增量(dE)应等于在该瞬间内作用于该机械系统的各外力所作的元功 (dW)之和。
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