機械原理復習8

第十章機械的運轉及其速度波動的調節(jié)§10－1作用在機械上的力與機械的運轉§10－2機械系統(tǒng)的力學模型*§10－3機械系統(tǒng)在外力作用下的真實運動§10－4機械系統(tǒng)速度波動的調節(jié)§10－1作用在機械上的力與機械的運轉一、本章研究的內容及目的1.研究在外力作用下機械的真實運動規(guī)律。2.研究機械運轉速度的波動及其調節(jié)方法，目的是使機械的轉速在允許范圍內波動，而保證正常工作。二、作用在機械上的力1.驅動力根據(jù)原動機械特性的不同，驅動力是不同運動參數(shù)的函數(shù)位置的函數(shù)：如內燃機、蒸汽機、彈簧等驅動力是活塞位置（或曲柄轉角）的函數(shù)內燃機彈簧常數(shù)：重錘§10－1作用在機械上的力與機械的運轉速度的函數(shù)：如電動機2.生產阻力(力矩)常數(shù)：如：起重機、車床位置的函數(shù)：如：曲柄壓力機、彈簧速度的函數(shù)：如：鼓風機、攪拌機時間的函數(shù)：如：球磨機、和面機M=M（，，t）F=F（，，t）§10－1作用在機械上的力與機械的運轉二、作用在機械上的力1.驅動力三、機械的運動和功能關系功能關系：ΔW

=ΔE§10－1作用在機械上的力與機械的運轉1.啟動階段若欲使t啟，應空載或輕載啟動，2.穩(wěn)定運轉階段（正常工作階段）周期變速穩(wěn)定運轉實現(xiàn)周期變速穩(wěn)定運轉的條件在任意時間間隔t內：產生速度波動的原因即:t內§10－1作用在機械上的力與機械的運轉四、機械運轉的三個階段若欲使t停，應：切斷驅動力3.停車階段勻速穩(wěn)定運轉增加制動，即

由以上分析知，機械系統(tǒng)的運轉速度一般是波動的，其危害性：運動副中產生動壓力，引起機械震動，使壽命縮短，效率降低，可靠性下降，故必須加以調節(jié)。任意t內任意t內§10－1作用在機械上的力與機械的運轉等效構件Je(me)——等效轉動慣量（質量）單自由度機械系統(tǒng)等效動力學模型13§10－2機械系統(tǒng)的力學模型Me(Fe)——等效轉動慣量（等效力）

等效構件具有的動能=原系統(tǒng)所有構件的總動能之和

等效力矩（力）產生的瞬時功率=原機械系統(tǒng)所有外力（矩）產生的瞬時功率之和

一、周期性速度波動的調節(jié)1.周期性速度波動的運動參數(shù)平均角速度理論上：工程上，可用算術平均值：速度不均勻系數(shù)(機器銘牌上的轉速)02130612§10－4機械系統(tǒng)速度波動的調節(jié)§10－4機械系統(tǒng)速度波動的調節(jié)功能增量指示圖Wmax只與E~曲線的峰、谷點有關，與曲線的形狀無關。最大盈虧功的求法Eaabcdefa′ΔWmax+abcdefa′---++Wmax是功能增量指示圖中最高點與最低點之間所有功的增量的代數(shù)和，即最高點與最低點之間垂直距離所表示功的值。be區(qū)間出現(xiàn)WmaxΔWmax代數(shù)和EbEcEdEfEeacdfa′EabeΔWmaxacdfa′Eabe§10—4機械系統(tǒng)速度波動的調節(jié)系統(tǒng)在一個運動循環(huán)的任意位置，具有的動能為：3.速度波動的調節(jié)飛輪調速的基本原理機械系統(tǒng)中安裝飛輪后，等效轉動慣量為：在轉動軸上安裝一個轉動慣量較大的回轉體—飛輪飛輪調速的實質：能量儲存與釋放調速原理：§10－4機械系統(tǒng)速度波動的調節(jié)或飛輪轉動慣量的計算討論

安裝飛輪只能抑制速度波動，但不能消除速度波動。故飛輪應安裝在高速軸上，但要注意軸的剛性。問題：飛輪能否消除速度波動不可能§10－4機械系統(tǒng)速度波動的調節(jié)飛輪尺寸的確定D1D2DBACJF=JA+JB+JC≈JA

輪緣厚度與直徑相比很小，近似認為輪緣的質量分布集中在平均直徑D上。則：飛輪轉矩A---輪緣B---輪轂C---輪輻§10－4機械系統(tǒng)速度波動的調節(jié)飛輪設計的任務和步驟基本任務：已知[]、m，求JF。求解步驟：求等效力矩Md、Mr的曲線；求最大盈虧功Wmax—繪制功能增量指示圖；求飛輪轉動慣量JF。求各區(qū)段盈虧功；確定的飛輪尺寸?！?0－4機械系統(tǒng)速度波動的調節(jié)203051535Tabcdefa′M(Nm)MrMd

某機械等效構件穩(wěn)定運轉一個周期的等效驅動力矩和等效阻力矩變化情況如圖所示，并已計算出曲線包圍的各塊面積所代表的盈虧功值(圖中所標數(shù)值)。試求出fa′區(qū)間的盈虧功和最