機(jī)械原理復(fù)習(xí)8

第十章機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)§10－1作用在機(jī)械上的力與機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)§10－2機(jī)械系統(tǒng)的力學(xué)模型*§10－3機(jī)械系統(tǒng)在外力作用下的真實(shí)運(yùn)動(dòng)§10－4機(jī)械系統(tǒng)速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)§10－1作用在機(jī)械上的力與機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)一、本章研究的內(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。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、作用在機(jī)械上的力1.驅(qū)動(dòng)力根據(jù)原動(dòng)機(jī)械特性的不同，驅(qū)動(dòng)力是不同運(yùn)動(dòng)參數(shù)的函數(shù)位置的函數(shù)：如內(nèi)燃機(jī)、蒸汽機(jī)、彈簧等驅(qū)動(dòng)力是活塞位置（或曲柄轉(zhuǎn)角）的函數(shù)內(nèi)燃機(jī)彈簧常數(shù)：重錘§10－1作用在機(jī)械上的力與機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)速度的函數(shù)：如電動(dòng)機(jī)2.生產(chǎn)阻力(力矩)常數(shù)：如：起重機(jī)、車床位置的函數(shù)：如：曲柄壓力機(jī)、彈簧速度的函數(shù)：如：鼓風(fēng)機(jī)、攪拌機(jī)時(shí)間的函數(shù)：如：球磨機(jī)、和面機(jī)M=M（，，t）F=F（，，t）§10－1作用在機(jī)械上的力與機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)二、作用在機(jī)械上的力1.驅(qū)動(dòng)力三、機(jī)械的運(yùn)動(dòng)和功能關(guān)系功能關(guān)系：ΔW

=ΔE§10－1作用在機(jī)械上的力與機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)1.啟動(dòng)階段若欲使t啟，應(yīng)空載或輕載啟動(dòng)，2.穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)階段（正常工作階段）周期變速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)周期變速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的條件在任意時(shí)間間隔t內(nèi)：產(chǎn)生速度波動(dòng)的原因即:t內(nèi)§10－1作用在機(jī)械上的力與機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)四、機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的三個(gè)階段若欲使t停，應(yīng)：切斷驅(qū)動(dòng)力3.停車階段勻速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)增加制動(dòng)，即

由以上分析知，機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度一般是波動(dòng)的，其危害性：運(yùn)動(dòng)副中產(chǎn)生動(dòng)壓力，引起機(jī)械震動(dòng)，使壽命縮短，效率降低，可靠性下降，故必須加以調(diào)節(jié)。任意t內(nèi)任意t內(nèi)§10－1作用在機(jī)械上的力與機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)等效構(gòu)件Je(me)——等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（質(zhì)量）單自由度機(jī)械系統(tǒng)等效動(dòng)力學(xué)模型13§10－2機(jī)械系統(tǒng)的力學(xué)模型Me(Fe)——等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（等效力）

等效構(gòu)件具有的動(dòng)能=原系統(tǒng)所有構(gòu)件的總動(dòng)能之和

等效力矩（力）產(chǎn)生的瞬時(shí)功率=原機(jī)械系統(tǒng)所有外力（矩）產(chǎn)生的瞬時(shí)功率之和

一、周期性速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)1.周期性速度波動(dòng)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)平均角速度理論上：工程上，可用算術(shù)平均值：速度不均勻系數(shù)(機(jī)器銘牌上的轉(zhuǎn)速)02130612§10－4機(jī)械系統(tǒng)速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)§10－4機(jī)械系統(tǒng)速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)功能增量指示圖Wmax只與E~曲線的峰、谷點(diǎn)有關(guān)，與曲線的形狀無關(guān)。最大盈虧功的求法Eaabcdefa′ΔWmax+abcdefa′---++Wmax是功能增量指示圖中最高點(diǎn)與最低點(diǎn)之間所有功的增量的代數(shù)和，即最高點(diǎn)與最低點(diǎn)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(jī)械系統(tǒng)速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)的任意位置，具有的動(dòng)能為：3.速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)飛輪調(diào)速的基本原理機(jī)械系統(tǒng)中安裝飛輪后，等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為：在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上安裝一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較大的回轉(zhuǎn)體—飛輪飛輪調(diào)速的實(shí)質(zhì)：能量儲(chǔ)存與釋放調(diào)速原理：§10－4機(jī)械系統(tǒng)速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)或飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算討論

安裝飛輪只能抑制速度波動(dòng)，但不能消除速度波動(dòng)。故飛輪應(yīng)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(dòng)不可能§10－4機(jī)械系統(tǒng)速度波動(dòng)的調(diào)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(rèn)為輪緣的質(zhì)量分布集中在平均直徑D上。則：飛輪轉(zhuǎn)矩A---輪緣B---輪轂C---輪輻§10－4機(jī)械系統(tǒng)速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)飛輪設(shè)計(jì)的任務(wù)和步驟基本任務(wù)：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(zhuǎn)動(dòng)慣量JF。求各區(qū)段盈虧功；確定的飛輪尺寸。§10－4機(jī)械系統(tǒng)速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)203051535Tabcdefa′M(Nm)MrMd

某機(jī)械等效構(gòu)件穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)一個(gè)周期的等效驅(qū)動(dòng)力矩和等效阻力矩變化情況如圖所示，并已計(jì)算出曲線包圍的各塊面積所代表的盈虧功值(圖中所標(biāo)數(shù)值)。試求出fa′區(qū)間的盈虧功和最