第12章機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及速度波動(dòng)

第12章機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)§12－1

概述§12－2

等效力矩和等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量§12－4

機(jī)械系統(tǒng)的速度波動(dòng)及其調(diào)節(jié)§12－6

飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量及主要尺寸§12－3

機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式§12－5

機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)的平均角速度和不均勻系數(shù)§12－1概述機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析時(shí)，一般假定原動(dòng)件作勻速運(yùn)動(dòng):ω＝const，實(shí)際上是多個(gè)參數(shù)的函數(shù)：ω＝F(P、M、φ、m、J)一、研究?jī)?nèi)容及目的1.研究在外力作用下機(jī)械的真實(shí)運(yùn)動(dòng)規(guī)律，目的是為運(yùn)動(dòng)分析作準(zhǔn)備。2.研究機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)速度的波動(dòng)及其調(diào)節(jié)方法，目的是使機(jī)械的轉(zhuǎn)速在允許范圍內(nèi)波動(dòng)，而保證正常工作。二、機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程1.啟動(dòng)階段穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)啟動(dòng)tω停止驅(qū)動(dòng)力的功大于阻力的功，主動(dòng)件的速度從零值上升到正常工作速度，機(jī)器動(dòng)能增加2.穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)階段（1）勻速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)：ω＝常數(shù)（2）周期變速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)：ω(t)=ω(t+T)（3）非周期變速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)

機(jī)器啟動(dòng)后，原動(dòng)件以正常工作速度運(yùn)轉(zhuǎn)，此階段，原動(dòng)件角速度會(huì)出現(xiàn)下列情況之一：3.停車(chē)階段切斷動(dòng)力源，撤去驅(qū)動(dòng)力，機(jī)器進(jìn)入停車(chē)階段，原動(dòng)件從正常速度降低到零?！?2－2等效力矩和等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量一、等效的概念

JvMv等效構(gòu)件+等效質(zhì)量(等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量)+等效力(等效力矩)等效力學(xué)模型二、等效力矩等效力矩可以根據(jù)等效前后功率相等的原則求取。三、等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量可以根據(jù)等效前后動(dòng)能相等的原則求取。§12－3機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程

等效構(gòu)件在等效力矩作用下繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，其等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為Jv，角速度w，根據(jù)動(dòng)能定理的微分形式可得機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的微分方程式即其中所以得§12－4機(jī)械系統(tǒng)速度的波動(dòng)及調(diào)節(jié)一、周期性速度波動(dòng)及其調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)方法:機(jī)器中某一回轉(zhuǎn)軸上加一適當(dāng)?shù)馁|(zhì)量——飛輪二、非周期性速度波動(dòng)及其調(diào)節(jié)用調(diào)速器調(diào)速離心式調(diào)速器的工作原理油箱供油原理：主要是飛輪的儲(chǔ)能作用。由于飛輪有很大的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，當(dāng)機(jī)械出現(xiàn)盈功時(shí)，飛輪將多余能量?jī)?chǔ)存起來(lái)；當(dāng)機(jī)械出現(xiàn)虧功時(shí)，機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)速度減慢，飛輪將儲(chǔ)存的能量釋放，彌補(bǔ)能量不足。使記協(xié)轉(zhuǎn)速維持在一定范圍內(nèi)?！?2－5機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的平均角速度和不均勻系數(shù)一、平均角速度(1)二、速度不均勻系數(shù)(2)于是可得由(1)和(2)解得§12－6飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量及主要尺寸一、飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的確定要求安裝飛輪的機(jī)械系統(tǒng)，其飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較其它構(gòu)件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大得多，可只考慮飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。通過(guò)計(jì)算得：由上式可知：（1）設(shè)計(jì)飛輪時(shí)，不宜選過(guò)小的許用不均勻系數(shù)，否則將使機(jī)器笨重，成本增加。（2）為減小飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，一般應(yīng)將飛輪安裝在轉(zhuǎn)速較高的軸上。Wmax：最大盈虧功，等于等效驅(qū)動(dòng)力矩的功與等效阻力矩的功之差的最大值。（3）由于JF不可能為無(wú)窮大，Wmax與n又都為有限值，因此，[δ]不可能為零，即安裝飛輪后機(jī)械的轉(zhuǎn)速仍有周期波動(dòng)，只是波動(dòng)的幅度減小了。例：由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的某機(jī)械系統(tǒng)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為1440r/min，轉(zhuǎn)化到電機(jī)軸上的等效力矩Mvr變化情況如圖所示，且等效驅(qū)動(dòng)力矩為常數(shù)，若不計(jì)機(jī)械中其它構(gòu)件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,只考慮飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,

運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)

=0.05,試計(jì)算飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JF。Mv(N.m)MvroMvrW1(+)W2(-)W3(+)1800200500abca解（1）根據(jù)一個(gè)周期的時(shí)間間隔,等效驅(qū)動(dòng)力矩Mvd等于等效阻力矩Mvr的功，求出等效驅(qū)動(dòng)力矩矩Mvd

；（2）畫(huà)能量指示圖，確定最大盈虧功Wmax由左圖知，W1、W3為盈功，W2為虧功。W1=(500-200)×π/2=150πNmW2=-[(1800-500)×(3π/4-π/2)+1/2×(1800-500)×(1800-500)/(1800-200)×π/4]=-457πNmW3=-W1-W2=-150π-(-457π)=307πNmabcaoo畫(huà)出能