机械系统的动力学分析和设计.ppt

第十七章机械系统的动力学分析和设计§17-1机械系统速度波动产生原因及调节方法§17-2机械系统运转的平均速度和不均匀系数§17-3飞轮的设计原理§17-4机械系统平衡的目的§17-5刚性回转体的平衡卸默春掏端谭镇孕乏超迷潦蛛玉逝城崭种果沸柬打甲厨露槛犯肮熄毒筐嘘机械系统的动力学分析和设计机械系统的动力学分析和设计一、,目的是为运动分析作准备。前述运动分析曾假定是常数,但实际上是变化的设计新的机械,或者分析现有机械的工作性能时,往往想知道机械运转的稳定性、构件的惯性力以及在运动副中产生的反力的大小、Vmaxamax的大小,因此要对机械进行运动分析。而前面所介绍的运动分析时,都假定运动件作匀速运动(ω=const)。但在大多数情况下,ω≠const,而是力、力矩、机构位置、构件质量、转动惯量等参数的函数:ω=F(P、M、φ、m、J)。只有确定了的原动件运动ω的变化规律之后,才能进行运动分析和力分析,从而为设计新机械提供依据。这就是研究机器运转的目的。,目的是使机械的转速在允许范围内波动,而保证正常工作。§17-1机械系统速度波动产生原因及调节方法运动分析时,都假定原动件作匀速运动:ω=const实际上是多个参数的函数:ω=F(P、M、φ、m、J)力、力矩、机构位置、构件质量、转动惯量揪监岳旱易羞林蹬帖郎潮灌光席畜堤袄凝浩矮吱藏谅训臻乔聊吮耻碌偏例机械系统的动力学分析和设计机械系统的动力学分析和设计机械的运转过程稳定运转阶段的状况有:①匀速稳定运转:ω=常数稳定运转②周期变速稳定运转:ω(t)=ω(t+Tp)启动三个阶段:启动、稳定运转、停车。③非周期变速稳定运转tω停止ωmtω稳定运转启动停止启动ωmtω稳定运转停止匀速稳定运转时,速度不需要调节。后两种情况由于速度的波动,会产生以下不良后果:旅施帛悼只隆窜跪艺袱讳败闪盂针起狮掸体峨珊炉葬蔡孔健阅随剑零盒刊机械系统的动力学分析和设计机械系统的动力学分析和设计速度波动产生的不良后果:①在运动副中引起附加动压力,加剧磨损,使工作可靠性降低。②引起弹性振动,消耗能量,使机械效率降低。③影响机械的工艺过程,使产品质量下降。④载荷突然减小或增大时,发生飞车或停车事故。为了减小这些不良影响,就必须对速度波动范围进行调节。哇饯貌董咳竣厚帖皇姑猎占科提惶怒咏兰剑执来任纵孟嘉另孩滩圣嫂峦痒机械系统的动力学分析和设计机械系统的动力学分析和设计二、产生周期性波动的原因作用在机械上的驱动力矩Md(φ)和阻力矩Mr(φ)往往是原动机转角的周期性函数。分别绘出在一个运动循环内的变化曲线。动能增量:MdMrabcdea'φ在一个运动循环内,驱动力矩和阻力矩所作的功分别为:分析以上积分所代表的的物理含义根据能量守恒,外力所作功等于动能增量。MdφaMrφa庸代寥雀陇辗蕴笺远眷变殷欠燃框往锯卿朴蝉冶蕉餐捍往贩触影糠境峡淤机械系统的动力学分析和设计机械系统的动力学分析和设计MdMrabcdea'φ力矩所作功及动能变化:↓↓Md<Mr亏功“-”a-b↑↑Md>Mr盈功“+”b-c↓↓Md<Mr亏功“-”c-d↑↑Md>Mr盈功“+”d-e↓↓Md<Mr亏功“-”e-a’在一个循环内:这说明经过一个运动循环之后,机械又回复到初始状态,其运转速度呈现周期性波动。Ad=Ar即:=0动能的变化曲线E(φ)、和速度曲线ω(φ)分别如图所示:φEωφ△E=0ωaωa’区间外力矩所作功主轴的ω动能E弧拥屹得锻镇巨蝎秩剖诵丫猩季否从荤咋钎江许曹常湘粮鼓问造墩朗活肪机械系统的动力学分析和设计机械系统的动力学分析和设计发动机用油油箱供油油箱供油发动机用油三、,可在转动轴上安装一个质量较大的回转体(俗称飞轮)达到调速的目的。,需采用专门的调速器才能调节。离心式调速器的工作原理油箱供油进油减少转速降低开口增大回油增加厩栖嚏镍成沈链鸽勺峪慑务熏婴甚尹辱横掳班徒焕啸钧桔锈展溯摄腺椅徊机械系统的动力学分析和设计机械系统的动力学分析和设计一、机械运转的平均速度和不均匀系数平均角速度:T额定转速已知主轴角速度:ω=ω(t)不容易求得,工程上常采用算术平均值:ωm=(ωmax+ωmin)/2对应的转速:n=60ωm/2πrpmωmax-ωmin表示了机器主轴速度波动范围的大小,称为绝对不均匀度。但在差值相同的情况下,对平均速度的影响是不一样的。ωφ对于周期性速度波动的机械,加装飞轮可以对速度波动的范围进行调节。下面介绍有关原理。§17-2机械系统运转的平均速度和不均匀系数ωmaxωmin妻灌找轿拼缚辽碴硒刷朝甭弛辨救蟹矮萎嗅绊豢靛擦傅省养泻橙润壤秘串机械系统的动力学分析和设计机械系统的动力学分析和设计如: