机械原理第十章机械的运转及其速度波动的调节第十章机械的运转及其速度波动的调节10-1概述10-2机械的运动方程式10-3稳定运转状态下机械的周期性速度波动及其调节10-4机械的非周期性速度波动及其调节机械原理第十章机械的运转及其速度波动的调节10-1概述1.研究的目的及内容2.机械运转的三个阶段3.作用在机械上的驱动力和生产阻力机械原理第十章机械的运转及其速度波动的调节1.研究的目的及内容(1)研究在外力作用下机械的真实运动规律机构原动件的运动规律由各构件的质量、转动惯量和作用在机械上的驱动力与阻抗力等因素决定。因而在一般情况下，原动件的速度和加速度是随时间而变化的。为了对机构进行精确的运动分析和力分析，需要确定机构原动件的真实运动规律。机械原理第十章机械的运转及其速度波动的调节1.研究的目的及内容(2)研究机械运转速度的波动及其调节方法机构原动件并非作等速运动，即机械在运动过程中会出现速度波动。这种速度波动，会导致运动副中产生附加动压力，产生振动；降低机械的寿命、效率和工作质量。因此，需要对机械运转速度的波动及其调节方法进行研究，设法将速度波动的程度控制在许可范围内。机械原理第十章机械的运转及其速度波动的调节2.机械运转的三个阶段(1)起动阶段(2)稳定运转阶段(3)停车阶段机械原理第十章机械的运转及其速度波动的调节(1)起动(启动)阶段机械系统的动能增加E=Wd−Wc>0(2)稳定运转阶段„周期性变速稳定运转(ωm=C)机械系统的动能不变E=Wd−Wc=0„等速稳定运转(ω=C)(3)停车阶段机械系统的动能减小E=Wd−Wc<0起动阶段和停车阶段统称为机械的过渡阶段。机械原理第十章机械的运转及其速度波动的调节3.作用在机械上的驱动力和生产阻力(1)驱动力：驱动原动件运动的力常见驱动力的类型：1)常数(重锤作为驱动件)2)位移的函数(弹簧作为驱动件)3)速度的函数(交流异步电动机的驱动力)(2)生产阻力：机械工作时需要克服的工作载荷常见生产阻力的类型：1)常数(如车床)2)位移的函数(如曲柄压力机、活塞式压缩机)3)速度的函数(如鼓风机、离心泵)4)时间的函数(如揉面机)机械原理第十章机械的运转及其速度波动的调节10-2机械的运动方程式1.运动方程的一般表达式2.机械系统的等效动力学模型3.运动方程式的推演机械原理第十章机械的运转及其速度波动的调节1.运动方程的一般表达式已知：构件1的ω1，J1;构件2的ω2，m2,JS2,vS2;构件3的m3,v3。求：运动方程式解：根据动能定理，机械系统在某一瞬间其总动能的增量应等于在该瞬间内作用于该系统的各外力所作的元功之和。dE=dW1111dE=d(Jω2+Jω2+mv2+mv2)2112S2222S2233dW=Pdt=(M1ω1−F3v3)dt1111d(Jω2+Jω2+mv2+mv2)=(Mω−Fv)dt2112S2222S22331133机械原理第十章机械的运转及其速度波动的调节推广：机械运动方程式的一般形式n个活动构件，构件i的质量为mi,质心点的速度为vSi，绕质心点的转动惯量为JSi，构件i上的外力为Fi，力矩为Mi，力作用点速度vi，构件角速度ωi,构件i上的外力Fi与力作用点速度vi间的夹角为αi。nn11d[(mv2+Jω2)]=[(Fvcosα±Mω)]dt∑2iSi2Sii∑iiiiii=1i=1作用在构件i上的力矩Mi与该构件的角速度ωi的方向相同时，取“+”，反之取负。该方程式的求解比较困难，对于单自由度的机械系统可先将其简化为一等效动力学模型。机械原理第十章机械的运转及其速度波动的调节2.机械系统的等效动力学模型若一机械系统的自由度等于1，可将该机械系统用一构件来代替，该构件称为等效构件，它也是原机械系统的等效动力学模型。(1)建模目的(2)建模方法举例机械原理第十章机械的运转及其速度波动的调节2.机械系统的等效动力学模型(1)建模目的对于单自由度系统，在研究其真实运动时，只要知道其中一个构件的运动规律，其余所有构件的运动规律就可随之求得。把复杂的系统简化为一个构件(等效构件)，建立最简单的等效动力学模型，将使问题大大简化。建立等效动力学模型后，原来对于系统运动规律的研究将转化为对等效构件运动规律的研究。机械原理第十章机械的运转及其速度波动的调节2.机械系统的等效动力学模型(2)建模方法1)等效构件选用转动构件„等效转动惯量Je„等效力矩Me2)等效