机械动力学基础详细版.ppt

在工程的实际应用中， 我们常近似地采用算术平均值来表示： 可查机械铭牌上的n(r/min)进行换算。 机械速度波动的程度不能仅用速度变化的幅度（ ）来表示。因为当（ ）一定时，对低速机械速度波动就显得十分明显（严重），而对高速机械就显得不十分明显。因此，平均角速度 也是一个重要指标。 机械系统速度波动及调节 综合考虑这两方面的因素，我们用速度不均匀系数 来表示机械速度波动的程度，其定义为：角速度波动的幅度（ ）与平均角速度之比，即： 不同类型的机械,对速度不均匀系数的要求是不同的。在教材和有关手册上都给出了一些常用机械参考的速度不均匀系数的[ ]。在设计机械时，应满足： ≤[ ] 机械系统速度波动及调节 为了调节周期性波动,可以在机械中安装一个转动惯量很大的回转构件——飞轮，来调节周期性速度的波动。根据等效构件的方法原理和力学定律，我们可以得到式： 可知，在 一定的条件下，加大 可以使等效构件的角加速度 减小，从而使机械的运转趋于平稳。 机械系统速度波动及调节 三、机械系统速度波动的调节 1、周期速度性波动调节 产生周期性速度波动的原因 作用在机械上的驱动力矩和阻抗力矩往往是原动件转角 的周期性函数。其等效力矩Me与 必然是等效构件转角 的周期性函数。 如图所示为某一机构在稳定运转过程中其等效构件（一般取原动件）在一个周期转角 中所受等效驱动力矩Md与等效阻抗力矩 的变化曲线。 机械系统速度波动及调节 在等效构件任意回转角 的位置，其驱动功与阻抗功分别为： 也就是等效构件从起始位置 转过角 时，等效力矩Me所作的功为： 称为盈亏功。当 0时，称为盈功；当 0时，称为亏功。 是Md、 、 和 的函数。 机械系统速度波动及调节 机械动能的增量为： 由此可得到机械能 的变化曲线如图b。 机械系统速度波动及调节 在盈功阶段，等效构件的角速度由于动能的增加而上升；反之，亏功阶段，等效构件的角速度由于动能减少而下降。 在等效力矩Me和等效转动惯量 的公共变化周期内，即图中 到 的一段中，驱动功等于阻抗功，机械能的增量为零，即： 于是，经过一个公共周期，机械的动能又恢复到原来的值，因而等效构件的角速度又恢复到原来的值。 机械系统速度波动及调节 机械系统在外力（驱动力和各种阻力）的作用下运转时，如果每一瞬时都保证所作的驱动功与各种阻抗功相等，机械系统就能保持匀速运转。但是，多数机械系统在工作时并不能保证这一点，从而会导致机械在驱动功大于或小于阻抗功的情况工作，机械转速就会升高或降低，出现波动。 周期性速度波动是由于机械系统动能增减呈周期性变化，造成主轴角速度随之作周期性波动，如图所示。 机械系统速度波动及调节 由图可见，在b点处出现能量最小值 ，而在点c处出现能量最大值 。如果机械的等效惯量 =常数，则当 时， ；当 时， ，而在 和 之间出现最大盈亏功 ， 可由下式计算： 机械系统速度波动及调节 为了调节机械的周期性速度波动，可在机械上安装飞轮。现设机械的等效转动惯量为 ，飞轮的等效转动惯量为 ，则由上式得： = 所以，有： 机械系统速度波动及调节 如果 ，则可以忽略不计，近似得到： 空议由乙方提供他人呢 空议由乙方提供他人呢 空议由乙方提供他人呢 空议由乙方提供他人呢 空议由乙方提供他人呢 空议由乙方提供他人呢 空议由乙方提供他人呢 空议由乙方提供他人呢 空议由乙方提供他人呢 空议由乙方提供他人呢 空议由乙方提供他人呢 空议由乙方提供他人呢 第十三章 机械动力学基础 教学目标 1、掌握回转构件的动平衡和静平衡原理 2、掌握机械产生周期性速度波动的原因及调节； 3、掌握机械系统效率及机械的自锁计算； 0.0 * 刚性转子的平衡 一． 机械平衡的意义 在机械的运转过程中，由于机械构件结构的不对称、内部材质的不均匀或者制造安装不精确等原因，都可能使其中心惯性主轴与回转轴线不重合而产生离心力。构件产生的不平衡惯性力，不仅会在运动副中引起附加的动载荷，增大运动副中的摩擦和构件的内应力，降低机械的效率和使用寿