《第11章 机械系统动力学》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第11章 机械系统动力学（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、机械工程学院机械设计系机械工程学院机械设计系第第11章章 机械动力学机械动力学机械工程学院机械设计系机械工程学院机械设计系机械的运转过程机械的运转过程11.1.1 机械的运转过程机械的运转过程机械系统运转的三个阶段 机械工程学院机械设计系机械工程学院机械设计系阶段阶段速度特征速度特征能量特征能量特征启启 动动原动件的速度从零逐渐上原动件的速度从零逐渐上升到开始稳定的过程升到开始稳定的过程 W Wd d- -W Wc c= =E E2 2- -E E1 10 0 稳定运行稳定运行原动件速度保持常数或在原动件速度保持常数或在正常工作速度的平均值上正常工作速度的平均值上下作周期性的速度波动下作周期性
2、的速度波动 W Wd d- -W Wc c= =E E2 2- -E E1 1=0=0停停 车车原动件速度从正常工作速原动件速度从正常工作速度值下降到零度值下降到零 W Wd d- -W Wc c= =E E2 2- -E E1 100三个运转阶段的特征：三个运转阶段的特征：机械工程学院机械设计系机械工程学院机械设计系11.1.2 速度不均匀系数速度不均匀系数 n1、平均角速度n2、速度不均匀系数 设计时必须保证机械工程学院机械设计系机械工程学院机械设计系11.1.3 机械的等效动力学模型机械的等效动力学模型n一、 机械系统运动方程的一般表达式 机械工程学院机械设计系机械工程学院机械设计系二、
3、二、 等效动力学模型的建立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。等效构件上所做的功，应等于整个系统所做功之和。机械工程学院机械设计系机械工程学院机械设计系等效动力学模型：等效动力学模型：等效力矩：等效力矩：M Me e 等效转动惯量：等效转动惯量：J Je e等效力：等效力：F F
4、e e 等效质量：等效质量：m me e 定轴转动构件 直线移动构件机械工程学院机械设计系机械工程学院机械设计系（1） 等效质量、等效转动惯量等效质量、等效转动惯量 动能不变动能不变等效质量等效质量等效转动惯量等效转动惯量机械工程学院机械设计系机械工程学院机械设计系等效转动惯量的特征：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；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。等效力矩与机
5、械系统驱动构件的真实速度无关。机械工程学院机械设计系机械工程学院机械设计系（2） 等效力与等效力矩等效力与等效力矩 功率和不变功率和不变等效力等效力等效力矩等效力矩机械工程学院机械设计系机械工程学院机械设计系等效力矩的特征：等效力矩的特征：等效力矩是一个假想力矩；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；度比有关；等效力矩与机械系统驱动构件的真实速度无关。等效力矩与机械系统驱动构件的真
6、实速度无关。机械工程学院机械设计系机械工程学院机械设计系（3） 机械系统等效动力学模型机械系统等效动力学模型 1 1、能量形式方程式、能量形式方程式机械工程学院机械设计系机械工程学院机械设计系2 2、力矩形式方程式、力矩形式方程式机械工程学院机械设计系机械工程学院机械设计系11.1.4 在已知力作用下机械的真实运动在已知力作用下机械的真实运动 n1、等效构件角速度的确定 机械工程学院机械设计系机械工程学院机械设计系n2、等效构件角加速度的确定 n3、机械运动时间的确定 机械工程学院机械设计系机械工程学院机械设计系11.1.5 机械速度波动的调节机械速度波动的调节n一、非周期性速度波动及其调节非
7、周期性速度波动及其调节离心式调速器工作原理图 机械工程学院机械设计系机械工程学院机械设计系二、二、 周期性速度波动的调节周期性速度波动的调节 原因分析：原因分析：机械工程学院机械设计系机械工程学院机械设计系周期性速度波动的调节方法：周期性速度波动的调节方法：安装飞轮：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。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。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。飞轮在系统中的作用相当于一个容量较大的储能器。机械工程学院机械设计系机械工程学院机械设计系最大盈亏功: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：飞轮的设计：机械工程学院机械设计系机械工程学院机械设计系三、三、飞轮尺寸的确定飞轮尺寸的确定 n常用轮幅式飞轮结构示意图 飞轮的转动惯量 ：
