第12章 真實運動

本章內(nèi)容：1、系統(tǒng)運動方程（等效力矩、等效轉(zhuǎn)動慣量）2、周期性速度波動調(diào)、節(jié)飛輪設(shè)計。3、非周期速度波動的調(diào)節(jié)。第十二章：機(jī)器的運轉(zhuǎn)及其速度波動調(diào)節(jié)§12-1:研究機(jī)器運轉(zhuǎn)及其速度波動調(diào)節(jié)的目的1、機(jī)器真實運動：驅(qū)動力和阻力一致情況下，確定原動件和其它構(gòu)件運動真實運動。2、速度波動：1）周期性波動：機(jī)器運轉(zhuǎn)照周期變化。2）非周期性波動：速度變化不規(guī)則，如工況轉(zhuǎn)變、啟動、停車等。3、主要危害：1）產(chǎn)生動壓力，降低效率和可靠性；2）引起振動，影響強(qiáng)度、壽命和功耗；3）使產(chǎn)品質(zhì)量下降。4）引起機(jī)器的損壞或者停車。12-2：機(jī)器等效力學(xué)模型等效構(gòu)件：等效條件：A)力等效：做功或功率等效。等效構(gòu)件為轉(zhuǎn)動時為等效力矩；等效力矩

B)慣性等效：運動動能等效，等效構(gòu)件為轉(zhuǎn)動時為等效慣矩；等效構(gòu)件為移動時為等效質(zhì)量機(jī)器的真實受力等效為某指定構(gòu)件受力與運動分析各個構(gòu)件運動一、等效力矩和等效力：ω等效條件：功率相等等效力F和等效力矩M是機(jī)構(gòu)位置的函數(shù)。全部速比、做功的力均為常數(shù)時，F(xiàn)和M為常數(shù)。1、運動構(gòu)件的動能：ωi、Vsi為構(gòu)件角速度及質(zhì)心速度；Mi、

Jsi為構(gòu)件質(zhì)量和對質(zhì)心的轉(zhuǎn)動慣量。作平面運動的構(gòu)件的動能：二、等效質(zhì)量和等效轉(zhuǎn)動慣ωm4、J4m3、J3m5J2J12.等效質(zhì)量和等效轉(zhuǎn)動慣量等效條件：動能相等等效質(zhì)量m和等效力矩J是機(jī)構(gòu)位置的函數(shù)。全部速比為常數(shù)時，m

和J

為常數(shù)?！?2-3：機(jī)器運動方程式的建立及解法1、動能形式的機(jī)器運動方程式

WFd和WFd分別為等效驅(qū)動力（或力矩）和等效阻力（和力矩）所作的功；一、機(jī)器運動方程式的建立2、力或力矩形式的機(jī)器運動方程式僅討論力已知并且只是位置函數(shù)時其等效構(gòu)件的真實運動的求法。1、解析法：二、機(jī)器運動方程式的解法機(jī)器從啟動算起，則ω0=0，E0=0，而E=W，故：求角速度或速度求角加速度或加速度：求機(jī)器的運動時間：2、圖解法（1）、求曲線ω=ω（φ）a）作出等效驅(qū)動力矩曲線、等效阻力矩曲線。

b）將兩曲線相減，得外力矩曲線。

c）用計算機(jī)求外力矩所作的功。

e）作出等效轉(zhuǎn)動慣量曲線。

f）代入能量方程求出角速度曲線。（2）、求角加速度曲線

a)將角速度曲線對角度微分，得曲線dω/dφ，

b)α=dω/dt=ω(dω/dφ)；作出角加速度曲線。（3）作出角速度的倒函數(shù)曲線，然后積分一次，即可得時間曲線。§12-4：機(jī)器周期性速度波動的調(diào)節(jié)方法和設(shè)計指標(biāo)一、調(diào)節(jié)方法在一個運動循環(huán)內(nèi)機(jī)器的動能的升降幅度是一個定值，如果加大等效轉(zhuǎn)動慣量，就能使主軸的速度波動降低。最簡單的方法就是在機(jī)器中某一回轉(zhuǎn)軸上加一適當(dāng)?shù)馁|(zhì)量，這就是飛輪。二、設(shè)計指標(biāo)如果已經(jīng)知道了機(jī)器主軸的角速度ω與轉(zhuǎn)角φ的關(guān)系ω=ω（φ），那么，其實際的平均角速度ωm可以用按下式用分析法或圖解法求出：定義機(jī)器運轉(zhuǎn)的絕對不均勻度對機(jī)器的平均角速度之比來衡量機(jī)器運轉(zhuǎn)不均勻的程度，該比值稱為機(jī)器運轉(zhuǎn)的不均勻系數(shù)，常常以δ表示：§12-5飛輪的設(shè)計一、基本問題飛輪設(shè)計的基本問題是根據(jù)機(jī)器實際所需的平均速度ωm和許可的不均勻系數(shù)δ來確定飛輪的轉(zhuǎn)動慣量JF。

當(dāng)設(shè)計飛輪時，因為研究的范圍是在穩(wěn)定運動時期的任一個運動循環(huán)內(nèi)，設(shè)一個循環(huán)開始時機(jī)器具有的動能為Eb，E為任意位置的總動能，ΔE為開始至任一位置時機(jī)器的動能的增量。則：E=Eb+ΔEΔEφOMdMrMdMrabcdefga’MOφφΔEmaxΔEminφ1φ2φp對于在等效構(gòu)件上安裝了飛輪的機(jī)器，其等效轉(zhuǎn)動慣量為：J=JF+JC+JV=JF+JRJF為飛輪的轉(zhuǎn)動慣量，其值為常數(shù)；JR除飛輪以外的其余構(gòu)件的等效轉(zhuǎn)動慣量，JC為常量部分，JV為變量部分。機(jī)器總動能：上式為確定飛輪轉(zhuǎn)動慣量的基本方程。二、力是機(jī)構(gòu)位置函數(shù)時飛輪轉(zhuǎn)動慣量的計算方法簡易法：略去機(jī)器只其余各構(gòu)件的等效轉(zhuǎn)動慣量的可變部分，那么飛輪轉(zhuǎn)動慣量的基本方程變?yōu)椋阂虼?，飛輪的轉(zhuǎn)動慣量的計算可歸結(jié)為求最大剩余功［w］。三、飛輪尺寸的確定：（略）§12-6：機(jī)器非周期性速度波動的調(diào)節(jié)方法