九年級物理全冊第十六章電流做功與電功率小結與復習習題課件新版滬科版

第七章機械的運轉及其速度波

動的調(diào)節(jié)1ppt精選版第七章機械的運轉及其速度波§7－1概述

一．本章研究的目的及內(nèi)容二．機械運轉的三個階段

根據(jù)動能定理Wd－Wc=E－E0

1.起動階段2.穩(wěn)定運轉階段（

周期性變化）

Wd=Wc+E

3.停車階段（

由

m減小到0）在一個周期內(nèi)：Wd=WcE=E0E=－Wc

2ppt精選版§7－1概述一．本章研究的目的及內(nèi)容二．機械運轉的三三．作用在機械上的驅動力和生產(chǎn)阻力

1.驅動力：（取決于原動機的機械特性）機械特性——通常是指力（或力矩）和運動參數(shù)（位移、速度、時間）之間的關系。1）驅動力是位移的函數(shù)——如蒸汽機、內(nèi)燃機等。2）驅動力是速度的函數(shù)——如電動機等。2.生產(chǎn)阻力力：（取決于機械工藝過程的特點）2）生產(chǎn)阻力是位移的函數(shù)——如曲柄壓力機、活塞式壓縮機等。1）生產(chǎn)阻力常數(shù)——如車床等。3）生產(chǎn)阻力是速度的函數(shù)——如鼓風機、攪拌機機等。4）生產(chǎn)阻力是時間的函數(shù)——如揉面機等。3ppt精選版三．作用在機械上的驅動力和生產(chǎn)阻力1.驅動力：（取決于原動§7－2機械的運動方程式

一．機械運動方程式的一般表達式

機械運動方程式——機械上的力、構件的質量、轉動慣量和其運動參數(shù)之間的函數(shù)關系。對于一單自由度機械系統(tǒng)采用動能定理建立運動方程式。即：

dE=dW

1.建立機械運動方程式的基本原理：動能定理——機械系統(tǒng)在某一瞬間（dt）內(nèi)動能的增量（dE）應等于在該瞬間內(nèi)作用于該機械系統(tǒng)的各外力所作的元功（dW）之和。4ppt精選版§7－2機械的運動方程式一．機械運動方程式的一般表達2.舉例說明：1曲柄滑塊機構中：已知：J1；m2、JS2；m3；M1、F3。設：

1、2、vs2、v3。1）.求機構在dt時間內(nèi)的動能增量：機構的總動能:構件1的動能:構件2的動能:構件3的動能:機構在dt時間內(nèi)的動能增量：5ppt精選版2.舉例說明：1曲柄滑塊機構中：1）.求機構在dt時機械運動方程式的一般表達式為：

由動能定理：dE=dW得2）.求作用于機構上所有外力在dt時間內(nèi)作的功：驅動力M1作的功：阻力F3作的功：所有外力在dt時間內(nèi)作的總功：機械運動方程式：16ppt精選版機械運動方程式的一般表達式為：由動能定理：dE=二．機械系統(tǒng)的等效動力學模型

用等效轉動慣量（Je）和等效力矩（Me）表示的機械運動方程式的表達式為等效力學模型117ppt精選版二．機械系統(tǒng)的等效動力學模型用等效轉動慣量用等效質量（me）和等效力（Fe）表示的機械運動方程式的表達式為等效力學模型1Fe8ppt精選版用等效質量（me）和等效力（Fe）表示的等效等效轉動慣量的一般計算公式為等效力矩的一般計算公式為等效質量的一般計算公式為等效力的一般計算公式為一般推廣1）取轉動構件為等效構件2）取移動構件為等效構件Fe9ppt精選版等效轉動慣量的一般計算公式為等效力矩的一般計算公式為等效等效條件：

1）me(或Je)的等效條件：等效構件的動能應等于原機械系統(tǒng)的總動能。2）Fe(或Me)的等效條件：等效力Fe(或等效力矩Me)的瞬時功率應等于原機構中所有外力在同一瞬時的功率代數(shù)和。11==10ppt精選版等效條件：11==10ppt精選版例題分析已知z1=20、z2=60、J1、

J2、m3、m4、M1、F4及曲柄長為l，現(xiàn)取曲柄為等效構件。求圖示位置時的Je、Me。

解

11ppt精選版例題分析已知z1=20、z2=60三．運動方程式的推演

機械運動方程式的微分形式可簡寫成為：

代入便可得機械運動方程式的力矩形式

12ppt精選版三．運動方程式的推演機械運動方程式的微分形式可簡寫成為：此外還可得到機械運動方程式的動能形式

當選移動件為等效構件時，同理可得類似的運動方程13ppt精選版此外還可得到機械運動方程式的動能形式當選移動件為等效構件時§7－3機械運動方程式的求解

一．等效轉動慣量和等效力矩均為位置的函數(shù)時

（Je=Je（φ）、Me=Me（φ））

應用機械運動方程式的動能形式，有14ppt精選版§7－3機械運動方程式的求解一．等效轉動慣量和等效力矩均假設Me=常數(shù)，Je=常數(shù)。應用力矩形式，有

如果已知邊界條件為：當t=t0時，φ=φ0、ω=ω0，則由上式積分可得再次積分即可得15ppt精選版假設Me=常數(shù)，Je=常數(shù)。應用力矩形式，有二．等效轉動慣量是常數(shù)，等效力矩是速度的函數(shù)時

（Je=常數(shù)，Me=Me（ω））應用機械運動方程式的力矩形式,有設t=t0=0時，ω0=0，則積分得設t0=0時，φ0=0，則16ppt精選版二．等效轉動慣量是常數(shù)，等效力矩是速度的函數(shù)時應用機械運動三．等效轉動慣量是位置的函數(shù)，等效力矩是位置和速度的函數(shù)時

將轉角φ等分為n個微小的轉角，其中每一份為

應用機械運動方程式的微分形式,有17ppt精選版三．等效轉動慣量是位置的函數(shù)，等效力矩是位置和速度將轉角φ等§7－4穩(wěn)定運轉狀態(tài)下機械的周

期性速度波動及其調(diào)節(jié)一．產(chǎn)生周期性速度波動的原因

在一個周期內(nèi)：Wd=Wr“+”盈功“-”功18ppt精選版§7－4穩(wěn)定運轉狀態(tài)下機械的周

期性速度波動二.周期性速度波動的調(diào)節(jié)

1.平均角速度ωm和速度不均勻系數(shù)δ

[δ]——速度不均勻系數(shù)的許用值，表7－2為了使

可在機械中安裝飛輪。飛輪——轉動慣量比較大的回轉件19ppt精選版二.周期性速度波動的調(diào)節(jié)1.平均角速度ωm和速度不2.飛輪的調(diào)速原理及其轉動慣量JF的計算

（1）飛輪調(diào)速的基本原理

Wmax在Emax處：

max

對應的

角記作

max

在Emin處：

min

對應的

角記作

min最大盈虧功△Wmax:Emax和Emin所處的位置之間所有外力作的功的代數(shù)和。20ppt精選版2.飛輪的調(diào)速原理及其轉動慣量JF的計算（1）飛輪調(diào)速若在等效構件上加一個轉動慣量為JF的飛輪，則：結論：在等效構件上加一個轉動慣量為JF的飛輪后，

將減小，周期性速度減小。（2）飛輪轉動慣量JF的近似計算飛輪的等效轉動慣量JF的計算公式為：21ppt精選版若在等效構件上加一個轉動慣量為JF的飛輪，則：結論：在等效構如果Je<<JF，則Je可以忽略不計，于是上式可近似寫為：又如果上式中的平均角速度ωm用額定轉速n（r/min）代替，有：

結論：1）當ΔWmax與ωm一定時，如[δ]取值很小，則飛輪的轉動慣量就需很大。所以，過分追求機械運動速度均勻性，將會使飛輪過于笨重。2）JF不可能為無窮大，所以[δ]不可能為零。即周期性速度只能減小，不可能消除。3）當ΔWmax與[δ]一定時，JF與ωm的平方成反比。所以，最好將飛輪安裝在機械的高速軸上。22ppt精選版如果Je<<JF，則Je可以忽略不計，于是上式可近似寫為W1=580,W2=-320,W3=390,W4=-520,W5=190,W6=-390,W7=260,W8=-190式中△Wmax，用能量指示法確定畫能量指示圖+0a-b（580）c（260）d（650）e（130）g（320）h（-70）i（190）a′

max

min△Wmax=W4+W5+W6=-520+190-390=-720虧功23ppt精選版W1=580,W2=-320,W3=390,W4=-5400M（N·m）

0

2Mr例：已知：等效阻力矩Mr變化曲線如圖示，等效驅動力矩Md為常數(shù)，

m=100rad/s，=0.05，不計機器的等效轉動慣量J。求：1）Md=?；2）△Wmax=?；3）在圖上標出

max和min的位置；4）JF=?。5)等效構件的最低和最高角速度解：1）Md

2=（2400）/2Md=200N·mMd200abca′/23/2ab（50）c（-50）a′

max

min2）△Wmax=-100

N·m3）

max和min的位置如圖示5）由得24ppt精選版400M（N·m）02Mr例：已知：等效阻力矩Mr變化（3）飛輪尺寸的確定25ppt精選版（3）飛輪尺寸的確定25ppt精選版§7－5機械的非周期性速度波動

及其調(diào)節(jié)（調(diào)速器）

調(diào)速器的結構如下圖所示：26ppt精選版§7－5機械的非周期性速度波動

及其調(diào)節(jié)（第七章機械的運動及其速度波

動的調(diào)節(jié)

基本要求：了解