1、第第11章章 機械動力學機械動力學機械的運轉過程機械的運轉過程11.1.1 機械的運轉過程機械的運轉過程機械系統運轉的三個階段 階段階段速度特征速度特征能量特征能量特征啟啟 動動原動件的速度從零逐漸上原動件的速度從零逐漸上升到開始穩定的過程升到開始穩定的過程 w wd d- -w wc c= =e e2 2- -e e1 10 0 穩定運行穩定運行原動件速度保持常數或在原動件速度保持常數或在正常工作速度的平均值上正常工作速度的平均值上下作周期性的速度波動下作周期性的速度波動 w wd d- -w wc c= =e e2 2- -e e1 1=0=0停停 車車原動件速度從正常工作速原動件速度從正

2、常工作速度值下降到零度值下降到零 w wd d- -w wc c= =e e2 2- -e e1 100三個運轉階段的特征：三個運轉階段的特征：11.1.2 速度不均勻系數速度不均勻系數 n1、平均角速度n2、速度不均勻系數 設計時必須保證)(21minmaxmmminmax11.1.3 機械的等效動力學模型機械的等效動力學模型n一、 機械系統運動方程的一般表達式 二、二、 等效動力學模型的建立等效動力學模型的建立目的：通過建立外力與運動參數間的函數表達式，研究機目的：通過建立外力與運動參數間的函數表達式，研究機 械系統的真實運動械系統的真實運動原則：使系統轉化前后的動力學效果保持不變原則：使

3、系統轉化前后的動力學效果保持不變等效構件的動能，應等于整個系統的總動能等效構件的動能，應等于整個系統的總動能等效構件上所做的功，應等于整個系統所做功之和。等效構件上所做的功，應等于整個系統所做功之和。等效動力學模型：等效動力學模型：等效力矩：等效力矩：mme e 等效轉動慣量：等效轉動慣量：j je e等效力：等效力：f fe e 等效質量：等效質量：mme e 定軸轉動構件 直線移動構件（1） 等效質量、等效轉動慣量等效質量、等效轉動慣量 動能不變動能不變等效質量等效質量等效轉動慣量等效轉動慣量mjjsjnisiijvme121221mjjsjnisiiejvmje121222121mjjs

4、jnisiiejvmj1212)()(mjjsjnisiievjvvmm1212)()(等效轉動慣量的特征：等效轉動慣量的特征：等效轉動慣量是一個假想轉動慣量；等效轉動慣量是一個假想轉動慣量；等效轉動慣量不僅與各構件質量和轉動慣量有關，而且與各構件相對等效轉動慣量不僅與各構件質量和轉動慣量有關，而且與各構件相對于等效構件的速度比平方有關；于等效構件的速度比平方有關；等效力矩與機械系統驅動構件的真實速度無關。等效力矩與機械系統驅動構件的真實速度無關。（2） 等效力與等效力矩等效力與等效力矩 功率和不變功率和不變等效力等效力等效力矩等效力矩mjjjniiiimvfp11cosmjjjniiiiem

5、vfpm11cosmjjjniiiiemvfm11cosmjjjniiiievmvvff11cos等效力矩的特征：等效力矩的特征：等效力矩是一個假想力矩；等效力矩是一個假想力矩；等效力矩為正，是等效驅動力矩，反之，為等效阻力矩；等效力矩為正，是等效驅動力矩，反之，為等效阻力矩；等效力矩不僅與外力（矩）有關，而且與各構件相對于等效構件的速等效力矩不僅與外力（矩）有關，而且與各構件相對于等效構件的速度比有關；度比有關；等效力矩與機械系統驅動構件的真實速度無關。等效力矩與機械系統驅動構件的真實速度無關。（3） 機械系統等效動力學模型機械系統等效動力學模型 1 1、能量形式方程式、能量形式方程式ew2

6、122212121eeejjdm21122221212121eeeredjjdmdm21122221212121vmvmdsfdsfeeered2 2、力矩形式方程式、力矩形式方程式dedw )21( 22eejddedmdwddjddjjddmeeee2)(2122dtdjddjmmmeeerede22dtdvmdsdmvfffeeerede2211.1.4 在已知力作用下機械的真實運動在已知力作用下機械的真實運動 n1、等效構件角速度的確定 n2、等效構件角加速度的確定 n3、機械運動時間的確定 001( )ttd 則：ddtt0)(1011.1.5 機械速度波動的調節機械速度波動的調節n

7、一、非周期性速度波動及其調節非周期性速度波動及其調節離心式調速器工作原理圖 二、二、 周期性速度波動的調節周期性速度波動的調節 原因分析：原因分析：0 2121 )(2221aaaardjjdmmw周期性速度波動的調節方法：周期性速度波動的調節方法：安裝飛輪：安裝飛輪： 所謂飛輪，就是一個具有較大轉動慣量的盤狀零件。所謂飛輪，就是一個具有較大轉動慣量的盤狀零件。 機械出現盈功時，飛輪以動能的形式存儲能量；機械出現盈功時，飛輪以動能的形式存儲能量； 機械出現虧功時，飛輪釋放其存儲的能量。機械出現虧功時，飛輪釋放其存儲的能量。 飛輪在系統中的作用相當于一個容量較大的儲能器。飛輪在系統中的作用相當于一個容量較大的儲能器。cbmaxmineder( )( )dwwwmm 最大盈虧功:設 je 為常數，則 、 。minbmaxc222maxminefmaxminefm1()()()2weejjjj 設飛輪的轉動慣量為 jf ，則2mef()wjj