第12章 真實(shí)運(yùn)動(dòng)

本章內(nèi)容：1、系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程（等效力矩、等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量）2、周期性速度波動(dòng)調(diào)、節(jié)飛輪設(shè)計(jì)。3、非周期速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)。第十二章：機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)調(diào)節(jié)§12-1:研究機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)調(diào)節(jié)的目的1、機(jī)器真實(shí)運(yùn)動(dòng)：驅(qū)動(dòng)力和阻力一致情況下，確定原動(dòng)件和其它構(gòu)件運(yùn)動(dòng)真實(shí)運(yùn)動(dòng)。2、速度波動(dòng)：1）周期性波動(dòng)：機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)照周期變化。2）非周期性波動(dòng)：速度變化不規(guī)則，如工況轉(zhuǎn)變、啟動(dòng)、停車等。3、主要危害：1）產(chǎn)生動(dòng)壓力，降低效率和可靠性；2）引起振動(dòng)，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(dòng)時(shí)為等效力矩；等效力矩

B)慣性等效：運(yùn)動(dòng)動(dòng)能等效，等效構(gòu)件為轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)為等效慣矩；等效構(gòu)件為移動(dòng)時(shí)為等效質(zhì)量機(jī)器的真實(shí)受力等效為某指定構(gòu)件受力與運(yùn)動(dòng)分析各個(gè)構(gòu)件運(yùn)動(dòng)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(shí)，F(xiàn)和M為常數(shù)。1、運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的動(dòng)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(duì)質(zhì)心的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。作平面運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件的動(dòng)能：二、等效質(zhì)量和等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣ωm4、J4m3、J3m5J2J12.等效質(zhì)量和等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等效條件：動(dòng)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(shí)，m

和J

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

WFd和WFd分別為等效驅(qū)動(dòng)力（或力矩）和等效阻力（和力矩）所作的功；一、機(jī)器運(yùn)動(dòng)方程式的建立2、力或力矩形式的機(jī)器運(yùn)動(dòng)方程式僅討論力已知并且只是位置函數(shù)時(shí)其等效構(gòu)件的真實(shí)運(yùn)動(dòng)的求法。1、解析法：二、機(jī)器運(yùn)動(dòng)方程式的解法機(jī)器從啟動(dòng)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(yùn)動(dòng)時(shí)間：2、圖解法（1）、求曲線ω=ω（φ）a）作出等效驅(qū)動(dòng)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(jì)算機(jī)求外力矩所作的功。

e）作出等效轉(zhuǎn)動(dòng)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(duì)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(shí)間曲線?！?2-4：機(jī)器周期性速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)方法和設(shè)計(jì)指標(biāo)一、調(diào)節(jié)方法在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)內(nèi)機(jī)器的動(dòng)能的升降幅度是一個(gè)定值，如果加大等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，就能使主軸的速度波動(dòng)降低。最簡(jiǎn)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(jì)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(shí)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(yùn)轉(zhuǎn)的絕對(duì)不均勻度對(duì)機(jī)器的平均角速度之比來(lái)衡量機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻的程度，該比值稱為機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的不均勻系數(shù)，常常以δ表示：§12-5飛輪的設(shè)計(jì)一、基本問(wèn)題飛輪設(shè)計(jì)的基本問(wèn)題是根據(jù)機(jī)器實(shí)際所需的平均速度ωm和許可的不均勻系數(shù)δ來(lái)確定飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JF。

當(dāng)設(shè)計(jì)飛輪時(shí)，因?yàn)檠芯康姆秶窃诜€(wěn)定運(yùn)動(dòng)時(shí)期的任一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)內(nèi)，設(shè)一個(gè)循環(huán)開(kāi)始時(shí)機(jī)器具有的動(dòng)能為Eb，E為任意位置的總動(dòng)能，ΔE為開(kāi)始至任一位置時(shí)機(jī)器的動(dòng)能的增量。則：E=Eb+ΔEΔEφOMdMrMdMrabcdefga’MOφφΔEmaxΔEminφ1φ2φp對(duì)于在等效構(gòu)件上安裝了飛輪的機(jī)器，其等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為：J=JF+JC+JV=JF+JRJF為飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)慣量，JC為常量部分，JV為變量部分。機(jī)器總動(dòng)能：上式為確定飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的基本方程。二、力是機(jī)構(gòu)位置函數(shù)時(shí)飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算方法簡(jiǎn)易法：略去機(jī)器只其余各構(gòu)件的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的可變部分，那么飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的基本方程變?yōu)椋阂虼耍w輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)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(dòng)的調(diào)節(jié)方法