第11章 機械系統(tǒng)動力學(xué) ppt課件

1、第第11章章 機械動力學(xué)機械動力學(xué) 機械的運轉(zhuǎn)過程機械的運轉(zhuǎn)過程11.1.1 機械的運轉(zhuǎn)過程機械的運轉(zhuǎn)過程機械系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的三個階段 階段階段速度特征速度特征能量特征能量特征啟啟 動動原動件的速度從零逐漸上原動件的速度從零逐漸上升到開始穩(wěn)定的過程升到開始穩(wěn)定的過程 W Wd d- -W Wc c= =E E2 2- -E E1 10 0 穩(wěn)定運行穩(wěn)定運行原動件速度保持常數(shù)或在原動件速度保持常數(shù)或在正常工作速度的平均值上正常工作速度的平均值上下作周期性的速度波動下作周期性的速度波動 W Wd d- -W Wc c= =E E2 2- -E E1 1=0=0停停 車車原動件速度從正常工作速原動件速度從

2、正常工作速度值下降到零度值下降到零 W Wd d- -W Wc c= =E E2 2- -E E1 100三個運轉(zhuǎn)階段的特征：三個運轉(zhuǎn)階段的特征：11.1.2 速度不均勻系數(shù)速度不均勻系數(shù) n1、平均角速度n2、速度不均勻系數(shù) 設(shè)計時必需保證)(21minmaxmmminmax11.1.3 機械的等效動力學(xué)模型機械的等效動力學(xué)模型n一、 機械系統(tǒng)運動方程的普通表達式 二、二、 等效動力學(xué)模型的建立等效動力學(xué)模型的建立目的：經(jīng)過建立外力與運動參數(shù)間的函數(shù)表達式，研討機目的：經(jīng)過建立外力與運動參數(shù)間的函數(shù)表達式，研討機 械系統(tǒng)的真實運動械系統(tǒng)的真實運動原那么：使系統(tǒng)轉(zhuǎn)化前后的動力學(xué)效果堅持不變原那

3、么：使系統(tǒng)轉(zhuǎn)化前后的動力學(xué)效果堅持不變 等效構(gòu)件的動能，應(yīng)等于整個系統(tǒng)的總動能等效構(gòu)件的動能，應(yīng)等于整個系統(tǒng)的總動能 等效構(gòu)件上所做的功，應(yīng)等于整個系統(tǒng)所做功之和。等效構(gòu)件上所做的功，應(yīng)等于整個系統(tǒng)所做功之和。等效動力學(xué)模型：等效動力學(xué)模型：等效能矩：等效能矩：Me Me 等效轉(zhuǎn)動慣量：等效轉(zhuǎn)動慣量：JeJe等效能：等效能：Fe Fe 等效質(zhì)量：等效質(zhì)量：meme 定軸轉(zhuǎn)動構(gòu)件 直線挪動構(gòu)件1 等效質(zhì)量、等效轉(zhuǎn)動慣量等效質(zhì)量、等效轉(zhuǎn)動慣量 動能不變動能不變等效質(zhì)量等效質(zhì)量等效轉(zhuǎn)動慣量等效轉(zhuǎn)動慣量mjjsjnisiiJvmE121221mjjsjnisiieJvmJE121222121mjjsj

4、nisiieJvmJ1212)()(mjjsjnisiievJvvmm1212)()(等效轉(zhuǎn)動慣量的特征：等效轉(zhuǎn)動慣量的特征： 等效轉(zhuǎn)動慣量是一個假想轉(zhuǎn)動慣量；等效轉(zhuǎn)動慣量是一個假想轉(zhuǎn)動慣量； 等效轉(zhuǎn)動慣量不僅與各構(gòu)件質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量有關(guān)，而且與各構(gòu)件相對等效轉(zhuǎn)動慣量不僅與各構(gòu)件質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量有關(guān)，而且與各構(gòu)件相對 于等效構(gòu)件的速度比平方有關(guān)；于等效構(gòu)件的速度比平方有關(guān)； 等效能矩與機械系統(tǒng)驅(qū)動構(gòu)件的真實速度無關(guān)。等效能矩與機械系統(tǒng)驅(qū)動構(gòu)件的真實速度無關(guān)。2 等效能與等效能矩等效能與等效能矩 功率和不變功率和不變等效能等效能等效能矩等效能矩mjjjniiiiMvFP11cosmjjjniiiie

5、MvFPM11cosmjjjniiiieMvFM11cosmjjjniiiievMvvFF11cos等效能矩的特征：等效能矩的特征： 等效能矩是一個假想力矩；等效能矩是一個假想力矩； 等效能矩為正，是等效驅(qū)動力矩，反之，為等效阻力矩；等效能矩為正，是等效驅(qū)動力矩，反之，為等效阻力矩； 等效能矩不僅與外力矩有關(guān)，而且與各構(gòu)件相對于等效構(gòu)件的速等效能矩不僅與外力矩有關(guān)，而且與各構(gòu)件相對于等效構(gòu)件的速 度比有關(guān)；度比有關(guān)； 等效能矩與機械系統(tǒng)驅(qū)動構(gòu)件的真實速度無關(guān)。等效能矩與機械系統(tǒng)驅(qū)動構(gòu)件的真實速度無關(guān)。3 機械系統(tǒng)等效動力學(xué)模型機械系統(tǒng)等效動力學(xué)模型 1 1、能量方式方程式、能量方式方程式EW2

6、122212121eeeJJdM21122221212121eeeredJJdMdM21122221212121vmvmdsFdsFeeered2 2、力矩方式方程式、力矩方式方程式dEdW )21( 22eeJddEdMdWddJddJJddMeeee2)(2122dtdJddJMMMeeerede22dtdvmdsdmvFFFeeerede2211.1.4 在知力作用下機械的真實運動在知力作用下機械的真實運動 n1、等效構(gòu)件角速度確實定 n2、等效構(gòu)件角加速度確實定 n3、機械運動時間確實定 001( )ttd 則：ddtt0)(1011.1.5 機械速度動搖的調(diào)理機械速度動搖的調(diào)理n一、

7、非周期性速度動搖及其調(diào)理離心式調(diào)速器任務(wù)原理圖 二、二、 周期性速度動搖的調(diào)理周期性速度動搖的調(diào)理 緣由分析：緣由分析：0 2121 )(2221aaaardJJdMMW周期性速度動搖的調(diào)理方法：周期性速度動搖的調(diào)理方法：安裝飛輪：安裝飛輪： 所謂飛輪，就是一個具有較大轉(zhuǎn)動慣量的盤狀零件。所謂飛輪，就是一個具有較大轉(zhuǎn)動慣量的盤狀零件。 機械出現(xiàn)盈功時，飛輪以動能的方式存儲能量；機械出現(xiàn)盈功時，飛輪以動能的方式存儲能量； 機械出現(xiàn)虧功時，飛輪釋放其存儲的能量。機械出現(xiàn)虧功時，飛輪釋放其存儲的能量。 飛輪在系統(tǒng)中的作用相當(dāng)于一個容量較大的儲能器。飛輪在系統(tǒng)中的作用相當(dāng)于一個容量較大的儲能器。cbmaxmineder( )( )dWWWMM 最大盈虧功:設(shè) Je 為常數(shù)，那么 、 。minbmaxc222maxmineFmaxmineFm1()()()2WEEJJJJ 設(shè)飛輪的轉(zhuǎn)動慣量為 JF ，那么2meF()WJJ安