第10章机械系统动力学_874606501

第10章机械系统动力学第10章机械系统动力学10.1作用在机械上的力及机械的运转过程10.2机械的等效力学模型10.3机械运动方程式的建立及求解10.4机械的速度波动及调节方法10.5飞轮设计第10章机械系统动力学第10章机械系统动力学作用在机械上的力10.1作用在机械上的力及机械的运转过程工作阻力驱动力第10章机械系统动力学机械的运转过程及特征10.1作用在机械上的力及机械的运转过程第10章机械系统动力学阶段速度特征能量特征启动原动件的速度从零逐渐上升到开始稳定的过程Wd-Wc=E2-E10稳定运行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Wd-Wc=E2-E1=0停车原动件速度从正常工作速度值下降到零Wd-Wc=E2-E10三个运转阶段的特征：第10章机械系统动力学10.2机械的等效动力学模型)21212121(2332222222113311vmvmwJwJddtvFdtMdEdWss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第10章机械系统动力学10.2.1等效动力学模型的建立10.2机械的等效动力学模型原则：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上所做的功，应等于整个系统所做功之和第10章机械系统动力学等效动力学模型等效力矩：Me等效转动惯量：Je等效力：Fe等效质量：me第10章机械系统动力学10.2.2等效量的计算功率和不变等效力等效力矩mjjjniiiiMvFP11cosmjjjniiiieMvFPM11cosmjjjniiiieMvFM11cosmjjjniiiievMvvFF11cos第10章机械系统动力学等效力矩的特征：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；等效力矩与机械系统驱动构件的真实速度无关。第10章机械系统动力学10.2.2等效量的计算动能不变等效质量等效转动惯量22111122nmisisjjijEmvJ22211111222nmeisisjjijEJmvJmjjsjnisiieJvmJ1212)()(mjjsjnisiievJvvmm1212)()(第10章机械系统动力学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；等效转动惯量与机械系统驱动构件的真实速度无关。第10章机械系统动力学10.3机械运动方程式的建立与求解能量形式方程式dEdW211222212121eeeJJdM21122221212121eeeredJJdMdM21122221212121vmvmdsFdsFeeered等效构建为转动构件时等效构建为移动构件时第10章机械系统动力学10.3机械运动方程式的建立与求解力矩形式方程式dEdW)21(22eeJddEdMdWddJddJJddMeeee2)(2122dtdJddJMMMeeerede22dtdvmdsdmvFFFeeerede22等效构建为转动构件时等效构建为移动构件时第10章机械系统动力学10.4机械速度的波动及其调节方法10.4.1周期性速度波动及其调节原因分析：盈功、亏功02121)(2221DaaaardJJdMMW在某一周期内等效构件在稳定运转过程中角速度呈周期性速度波动v第10章机械系统动力学速度波动衡量指标：mminmax)(21minmaxm212221212121minmaxmaxeeeredJJdMdMWD)(maxeeemeeredJJJifJdMdMWD2122121第10章机械系统动力学10.4.1周期性速度波动的调节方法安装飞轮：•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。10.4机械速度的波动及其调节方法第10章机械系统动力学10.5飞轮设计10.5.1飞轮设计原理第10章机械系统动力学10.5.2飞轮设计方法22221mFeFeJJJJEE)())((][minmaxminmaxminmaxDDDDDDDcbdMM)(minmax][)(][2mFeJJWemFJWJ][][2][][2mFWJ最大盈亏功第10章机械系统动力学举列：在一台用电动机作原动机的剪床机械系统中，电动机的转速为nm=1500r/min。已知折算得电机轴上的等效阻力矩Mr的曲线图a所示，电动机的驱动力矩为常数；机械系统本身各构件的转动惯量均忽略不计。当要求该系统的速度不均匀系数为d≤0.05时，求安装在电机轴上的飞轮所需的转动惯量JF。第10章机械系统动力学（1）求等效驱动力矩MdMd=462.5N·m（2）求最大盈亏功[W]第10章机械系统动力学/22第10章机械系统动力学（3)求飞轮的转动惯量)(018.105.015003.1256900][90022222mkgnWJF第10章机械系统动力学10.4机械速度的波动及其调节方法10.4.2非周期性速度波动及其调节原因：机械工作阻力或者驱动力在工作过程中发生突变调节方法（1）：自调性系统第10章机械系统动力学调节方法（2）：安装专用调速器第10章机械系统动力学本章小结