第7講 第7章 機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析

1、本章目錄：7-1 概述；概述；7-2 機(jī)械機(jī)械的運(yùn)動(dòng)方程式；的運(yùn)動(dòng)方程式；7-3 機(jī)械運(yùn)動(dòng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)方程的求解；方程的求解；7-4 機(jī)械機(jī)械周期性速度波動(dòng)及其調(diào)節(jié)周期性速度波動(dòng)及其調(diào)節(jié)；7-5 機(jī)械非周期性速度波動(dòng)機(jī)械非周期性速度波動(dòng)及其調(diào)節(jié)及其調(diào)節(jié)；1、7-1 概述概述力、力矩、機(jī)構(gòu)位置、構(gòu)件質(zhì)量、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量驅(qū)動(dòng)力是由原動(dòng)機(jī)提供的動(dòng)力，根據(jù)其特性的不同，它們可以是不同運(yùn)動(dòng)參數(shù)的函數(shù)：7-2 機(jī)械機(jī)械的運(yùn)動(dòng)方程的運(yùn)動(dòng)方程式式xy123s2OAB1 1Md1F3v3 7-2 機(jī)械機(jī)械的運(yùn)動(dòng)方程的運(yùn)動(dòng)方程式式xyOAB1 1JeOA1(a) Fev3me(b)7-2 機(jī)械機(jī)械的運(yùn)動(dòng)方程的運(yùn)動(dòng)方程式式一

2、般結(jié)論一般結(jié)論：7-2 機(jī)械機(jī)械的運(yùn)動(dòng)方程的運(yùn)動(dòng)方程式式t Wd Wr + Wf = Wd = Wr + Wf = 07-4 機(jī)械機(jī)械周期性速度波動(dòng)及其周期性速度波動(dòng)及其調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)m m tm m t t7-4 機(jī)械機(jī)械周期性速度波動(dòng)及其周期性速度波動(dòng)及其調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)Md BNAC0 0 0 工作轉(zhuǎn)速7-2 機(jī)械機(jī)械的運(yùn)動(dòng)方程的運(yùn)動(dòng)方程式式s sMd 7-2 機(jī)械機(jī)械的運(yùn)動(dòng)方程的運(yùn)動(dòng)方程式式7-4 機(jī)械機(jī)械周期性速度波動(dòng)及其周期性速度波動(dòng)及其調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)7-4 機(jī)械機(jī)械周期性速度波動(dòng)及其周期性速度波動(dòng)及其調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)dMWadd)()(dMWarr)()()()(rdWWEMdMra bcde aadMMr

3、d)()(2221)()(21aaJJ根據(jù)能量守恒，外力所作功等于動(dòng)能增量。MdMrMdMra bcde aMdMr盈功盈功“”b-cb-cMdMr盈功盈功“”d-ed-eMdMr虧功虧功“”e-ae-aW Wd d=W=Wr r即：即：= 0動(dòng)能的變化曲線E()、和速度曲線()分別如圖所示：E()aadrEMMd222121aaaaJJE=0aa區(qū)區(qū) 間間外力矩所作功外力矩所作功主軸的主軸的動(dòng)能動(dòng)能ETmdT01T T對(duì)于周期性速度波動(dòng)的機(jī)械，加裝飛輪可以對(duì)速度波動(dòng)的范圍進(jìn)行調(diào)節(jié)。下面介紹有關(guān)原理。maxmaxminmin7-4 機(jī)械機(jī)械周期性速度波動(dòng)及其周期性速度波動(dòng)及其調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)7-4 機(jī)

4、械機(jī)械周期性速度波動(dòng)及其周期性速度波動(dòng)及其調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)如如: max min， m110，m2100則：則：1(maxmin) / m1 = 2(maxmin) / m2 = 由由m(max +min) /2 以及上式可得：以及上式可得： 機(jī)器1速度波動(dòng)對(duì)平均速度的影響程度為10%，而機(jī)器2的影響程度達(dá)到1%7-4 機(jī)械機(jī)械周期性速度波動(dòng)及其周期性速度波動(dòng)及其調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)對(duì)于不同的機(jī)器，因工作性質(zhì)不同而取不同的值對(duì)于不同的機(jī)器，因工作性質(zhì)不同而取不同的值。設(shè)計(jì)時(shí)要求：設(shè)計(jì)時(shí)要求：造紙?jiān)旒埧棽伎棽?1/401/401/501/50紡紗機(jī)紡紗機(jī) 1/601/601/1001/100發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī) 1/100

5、1/1001/3001/300機(jī)械名稱機(jī)械名稱 機(jī)械名稱機(jī)械名稱 機(jī)械名稱機(jī)械名稱 碎石機(jī)碎石機(jī) 1/51/51/201/20汽車拖拉機(jī)汽車拖拉機(jī) 1/201/201/601/60沖床、沖床、剪床剪床 1/71/71/101/10切削機(jī)床切削機(jī)床 1/301/301/401/40軋壓機(jī)軋壓機(jī) 1/101/101/201/20水泵、風(fēng)機(jī)水泵、風(fēng)機(jī) 1/301/301/501/50表表7-2 7-2 常用機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)速度不均勻系數(shù)的許用值常用機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)速度不均勻系數(shù)的許用值驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的活塞式內(nèi)燃機(jī)，主軸速度波動(dòng)范圍太大，勢(shì)必影響輸出電壓的穩(wěn)定性，故這類機(jī)械的應(yīng)取小些；反之，如沖床、破碎機(jī)等機(jī)械，速度波動(dòng)

6、大也不影響其工作性能，故可取大些7-4 機(jī)械機(jī)械周期性速度波動(dòng)及其周期性速度波動(dòng)及其調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)MdMra bcde aE加裝飛輪的目的就是為了增加機(jī)器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量進(jìn)而起到調(diào)節(jié)速度波動(dòng)的目的。為什么加裝飛輪之后就能減小速度的波動(dòng)呢？maxmax E Emaxmaxminmin E Eminmin7-4 機(jī)械機(jī)械周期性速度波動(dòng)及其周期性速度波動(dòng)及其調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)當(dāng)當(dāng)J JF F運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。v飛輪調(diào)速的實(shí)質(zhì)飛輪調(diào)速的實(shí)質(zhì)：起能量?jī)?chǔ)存器的作用。轉(zhuǎn)速增高時(shí)，將：起能量?jī)?chǔ)存器的作用。轉(zhuǎn)速增高時(shí)，將多余能量轉(zhuǎn)化為飛輪的動(dòng)能儲(chǔ)存起來，限制增速的幅度；轉(zhuǎn)多余能量轉(zhuǎn)化為飛輪的動(dòng)能儲(chǔ)存起來，限制增速的幅度；轉(zhuǎn)速降低時(shí)

7、，將能量釋放出來，阻止速度降低。速降低時(shí)，將能量釋放出來，阻止速度降低。7-4 機(jī)械機(jī)械周期性速度波動(dòng)及其周期性速度波動(dòng)及其調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)鍛壓機(jī)械：在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)內(nèi)，工作時(shí)間短，但載荷峰值大，鍛壓機(jī)械：在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)內(nèi)，工作時(shí)間短，但載荷峰值大，利用飛輪在非工作時(shí)間內(nèi)儲(chǔ)存的能量來克服尖峰載荷，選用小利用飛輪在非工作時(shí)間內(nèi)儲(chǔ)存的能量來克服尖峰載荷，選用小功率原動(dòng)機(jī)以降低成本。功率原動(dòng)機(jī)以降低成本。應(yīng)用應(yīng)用：玩具小車、鍛壓機(jī)械、縫紉機(jī)：玩具小車、鍛壓機(jī)械、縫紉機(jī) 縫紉機(jī)等機(jī)械利用飛輪順利越過死點(diǎn)位置?？p紉機(jī)等機(jī)械利用飛輪順利越過死點(diǎn)位置。 玩具小車?yán)蔑w輪提供前進(jìn)的動(dòng)力；玩具小車?yán)蔑w輪提供前進(jìn)的動(dòng)力；

8、 7-4 機(jī)械機(jī)械周期性速度波動(dòng)及其周期性速度波動(dòng)及其調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)7-4 機(jī)械機(jī)械周期性速度波動(dòng)及其周期性速度波動(dòng)及其調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)MdMrEa bcde avW Wmax的確定方法的確定方法W WmaxE EmaxE Emin E EmaxW Wmax E Emaxmax E Eminmin可用折線代替曲線求得E7-4 機(jī)械機(jī)械周期性速度波動(dòng)及其周期性速度波動(dòng)及其調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)202drMM d111102(10)5222 2dM三個(gè)三角形面積之和0 0/4/4/4/43/43/43/43/49/89/89/89/811/811/811/811/813/813/813/813/815/815/815/815

9、/82210/1610/16 -20/16-20/16 15/1615/16 -10/16-10/16 10/1610/16-10/16-10/165/165/16區(qū)間區(qū)間面積面積1010Mr作能量指示圖22kN-m3/23/20 0Md10/1610/167-4 機(jī)械機(jī)械周期性速度波動(dòng)及其周期性速度波動(dòng)及其調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)由能量指示圖，得：由能量指示圖，得：W Wmaxmax10/1610/1610/167-4 機(jī)械機(jī)械非周期性速度波動(dòng)及其非周期性速度波動(dòng)及其調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)離心式調(diào)速器的工作原理：離心式調(diào)速器的工作原理：發(fā)動(dòng)機(jī)用油發(fā)動(dòng)機(jī)用油油箱供油油箱供油油箱供油油箱供油發(fā)動(dòng)機(jī)用油發(fā)動(dòng)機(jī)用油油箱供油油箱供油進(jìn)油減少進(jìn)油減少轉(zhuǎn)速降低轉(zhuǎn)速降低開口增大開口增大回油增加回油增加7-3： 在電機(jī)驅(qū)動(dòng)剪床的機(jī)組中，阻力矩Mr變化曲線如圖，驅(qū)動(dòng)力矩Md=常數(shù)，n=1500r/min， =0.05，Jv、JC忽略不計(jì)，求安裝在電機(jī)軸上的飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JF。M2234解：1、求M