第七章 機(jī)械運(yùn)動(dòng)速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)

第七章機(jī)械運(yùn)動(dòng)速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)第一頁(yè)，共四十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四第一節(jié)概述一、本章的研究?jī)?nèi)容及目的第7章機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)二、機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的三個(gè)階段三、作用在機(jī)械上的力第二頁(yè)，共四十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四一、本章的研究?jī)?nèi)容及目的：第7章機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)1.研究在外力作用下機(jī)械的真實(shí)運(yùn)動(dòng)規(guī)律，以便對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行精確的運(yùn)動(dòng)分析和力分析；2.研究機(jī)械速度波動(dòng)及其調(diào)節(jié)的方法，以便將機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)速度的波動(dòng)限制在許可范圍之內(nèi)。第三頁(yè)，共四十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四二、機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的三個(gè)階段：第7章機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)從機(jī)器開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到終止運(yùn)動(dòng)所經(jīng)歷的時(shí)間內(nèi)，機(jī)器的工作過(guò)程一般都要經(jīng)歷啟動(dòng)階段、穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)階段、停車階段三個(gè)階段。第四頁(yè)，共四十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四二、機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的三個(gè)階段：第7章機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)1.啟動(dòng)階段：原動(dòng)件的速度從零逐漸上升到開(kāi)始穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程。特點(diǎn)：驅(qū)動(dòng)力所作的驅(qū)動(dòng)功Wd大于克服阻抗力所消耗的阻抗功Wc（為輸出功Wr與損失功Wf之和），機(jī)械內(nèi)積蓄了動(dòng)能E。即Wd-Wc=Eω：0→ωm2.穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)階段：原動(dòng)件速度保持常數(shù)（勻速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)）或在正常工作速度的平均值上下作周期性的速度波動(dòng)（變速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)）。特點(diǎn)：對(duì)每一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)而言，其初速度等于末速度，即Wd=Wc。第五頁(yè)，共四十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四二、機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的三個(gè)階段：第7章機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)1）周期變速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)：①定義：原動(dòng)件在平均角速度的上下作周期性的反復(fù)波動(dòng)叫周期變速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。②運(yùn)動(dòng)循環(huán)：原動(dòng)件的位置、速度和加速度從某一原始值變回到該原始值的變化過(guò)程叫一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)。③運(yùn)動(dòng)周期：一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)所經(jīng)歷的時(shí)間叫運(yùn)動(dòng)周期。④周期變速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的特點(diǎn)：對(duì)于一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期有：Wd=Wc、ωS=ωd、ES=Ed對(duì)于一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)的某一時(shí)間間隔有：Wd≠

Wc、ωS≠

ωd、ES≠

Ed第六頁(yè)，共四十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四二、機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的三個(gè)階段：第7章機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)2）等速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)：ωm=常數(shù)3.停車階段：原動(dòng)件的速度從正常工作速度值下降到零的過(guò)程。ω：ωm→0Wd=0Wr=0Wc=Wf+制動(dòng)中消耗的功E=-Wc第七頁(yè)，共四十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四三、作用在機(jī)械上的力：第7章機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)當(dāng)忽略機(jī)械中各構(gòu)件的重力以及運(yùn)動(dòng)副中的摩擦力時(shí)，作用在機(jī)械上的力可分為工作阻力和驅(qū)動(dòng)力兩大類：工作阻力驅(qū)動(dòng)力第八頁(yè)，共四十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四三、作用在機(jī)械上的力：第7章機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)1.驅(qū)動(dòng)力（按機(jī)械特性分）：（1）驅(qū)動(dòng)力為常量：如用重錘的質(zhì)量作為驅(qū)動(dòng)力時(shí)。（2）驅(qū)動(dòng)力是位移的函數(shù)：如利用彈簧作驅(qū)動(dòng)力時(shí)。（3）驅(qū)動(dòng)力是速度的函數(shù)：電動(dòng)機(jī)發(fā)出的驅(qū)動(dòng)力。第九頁(yè)，共四十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四三、作用在機(jī)械上的力：第7章機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)2.生產(chǎn)阻力（按機(jī)械特性分）：（1）生產(chǎn)阻力為常量：如起重機(jī)懸吊物的重量。（2）生產(chǎn)阻力是位置的函數(shù)：如往復(fù)式壓縮機(jī)。（3）生產(chǎn)阻力是速度的函數(shù)：如鼓風(fēng)機(jī)、離心泵中的阻力。（4）生產(chǎn)阻力是時(shí)間的函數(shù)：如碎石機(jī)、球磨機(jī)，其機(jī)械特性隨加工材料粒度變化而變化，因此生產(chǎn)阻力隨時(shí)間變化。第十頁(yè)，共四十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四第二節(jié)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)方程式第7章機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)一、機(jī)械運(yùn)動(dòng)方程的一般表達(dá)式：1.機(jī)械的動(dòng)能方程式：在研究機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)問(wèn)題時(shí)，需要建立的作用在機(jī)械上的力、構(gòu)件的質(zhì)量、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和其運(yùn)動(dòng)參數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系，稱為機(jī)械的運(yùn)動(dòng)方程式。對(duì)于只有一個(gè)自由度的機(jī)械，描述它的運(yùn)動(dòng)規(guī)律只需要一個(gè)廣義坐標(biāo)。因此，在研究機(jī)械在外力作用下的運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)也只需要確定出該廣義坐標(biāo)隨時(shí)間變化的規(guī)律即可。為了研究問(wèn)題的方便，對(duì)于單自由度的機(jī)械系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單的方法就是利用動(dòng)能定理建立其運(yùn)動(dòng)方程式。機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式為：dE=dW

第十一頁(yè)，共四十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四一、機(jī)械運(yùn)動(dòng)方程的一般表達(dá)式：第7章機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)現(xiàn)以曲柄滑塊機(jī)構(gòu)為例說(shuō)明運(yùn)動(dòng)方程式的建立方法。已知曲柄1作為原動(dòng)件，其角速度為ω1。曲柄1的質(zhì)心S1在O點(diǎn)，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為J1，連桿2的角速度為ω2，質(zhì)量為m2，其對(duì)質(zhì)心S2的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為JS2，質(zhì)心S2的速度為VS2，滑塊3的質(zhì)量為m3，其質(zhì)心S3在B點(diǎn)，速度為V3。設(shè)此機(jī)構(gòu)上作用有驅(qū)動(dòng)力矩M1和工作阻力F3，在dt瞬間其所作的功為：則該機(jī)構(gòu)在dt瞬間的動(dòng)能增量為：第十二頁(yè)，共四十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四于是曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方程式為：一、機(jī)械運(yùn)動(dòng)方程的一般表達(dá)式：第7章機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)對(duì)于由n個(gè)活動(dòng)構(gòu)件組成的機(jī)構(gòu)若作用于構(gòu)件i上的作用力為Fi，力矩為Mi，力Fi作用點(diǎn)的速度為ui，構(gòu)件的角速度為ωi，則其瞬時(shí)功率為：運(yùn)動(dòng)方程的一般表達(dá)式為：第十三頁(yè)，共四十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四二、機(jī)械系統(tǒng)的等效動(dòng)力學(xué)模型：第7章機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)1.問(wèn)題的提出：①用運(yùn)動(dòng)方程的一般表達(dá)式研究機(jī)械的運(yùn)動(dòng)不方便。②對(duì)于單自由度系統(tǒng)，已知原動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律其余運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律便已知，因此可以把問(wèn)題轉(zhuǎn)化為研究某個(gè)運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，2.機(jī)械系統(tǒng)的等效動(dòng)力學(xué)模型：①定義：假象的具有機(jī)械所有運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的動(dòng)能之和，和所有外力及外力矩所產(chǎn)生的功率之和的構(gòu)件所形成的一級(jí)機(jī)構(gòu)，叫等效動(dòng)力學(xué)模型。第十四頁(yè)，共四十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四二、機(jī)械系統(tǒng)的等效動(dòng)力學(xué)模型：第7章機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)②具體作法：為使問(wèn)題簡(jiǎn)化，常取機(jī)械系統(tǒng)中作簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件為等效構(gòu)件，即取作定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的構(gòu)件或作往復(fù)移動(dòng)的構(gòu)件作等效構(gòu)件。以曲柄滑塊機(jī)構(gòu)為例：AB|Ψ1MeJeABvemeFemeFev③名稱介紹：AB構(gòu)件、滑塊稱為等效構(gòu)件；Je等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；me等效質(zhì)量；Me等效力矩；Fe等效力；B點(diǎn)等效點(diǎn)。第十五頁(yè)，共四十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四二、機(jī)械系統(tǒng)的等效動(dòng)力學(xué)模型：第7章機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)3.等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和等效質(zhì)量：1）等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Je：①定義：取繞定軸回轉(zhuǎn)的構(gòu)件為等效構(gòu)件，用與它共同回轉(zhuǎn)的假想物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量來(lái)代替機(jī)械中運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，其代替條件是這個(gè)假想的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量所具有的動(dòng)能必須等于所代替的運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的動(dòng)能之和。這個(gè)假想的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量叫等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。②計(jì)算公式：第十六頁(yè)，共四十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四二、機(jī)械系統(tǒng)的等效動(dòng)力學(xué)模型：第7章機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)2）等效質(zhì)量me：①定義：用集中在機(jī)械等效構(gòu)件上等效點(diǎn)的一個(gè)假想質(zhì)量來(lái)代替機(jī)械中運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，其代替條件是該假想質(zhì)量所具有的動(dòng)能應(yīng)等于所代替的運(yùn)動(dòng)構(gòu)件之和，該假想的質(zhì)量叫等效質(zhì)量。②計(jì)算公式：第十七頁(yè)，共四十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四二、機(jī)械系統(tǒng)的等效動(dòng)力學(xué)模型：第7章機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)3）討論：⑤mi、Jsi各自對(duì)應(yīng)著mei、Jei，并且式子me=∑mei、Je=∑Jei成立；②Je

、me僅與速比有關(guān)，與速度真值無(wú)關(guān)，可在不知速度的真實(shí)值的情況下任選μν求得；④Je、me都是假想的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和質(zhì)量，它們不是機(jī)械中所有運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和質(zhì)量之和；③取繞固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的構(gòu)件為等效構(gòu)件時(shí)，則有⑥機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)能,而是。①Je

、me可能是常數(shù)，也可能是機(jī)構(gòu)位置的周期函數(shù)；（∵）第十八頁(yè)，共四十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四二、機(jī)械系統(tǒng)的等效動(dòng)力學(xué)模型：第7章機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)4）例：如圖所示的內(nèi)燃機(jī)推動(dòng)發(fā)電機(jī)的機(jī)組中，已知機(jī)構(gòu)的尺寸和位置，齒輪5、6、7、8的齒數(shù)為Z5、Z6、Z7、Z8

以及曲柄1對(duì)于A軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J1A，連桿2對(duì)其質(zhì)心S2的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JS2，連桿2的質(zhì)量m2和活塞3的質(zhì)量m3。求該機(jī)構(gòu)所有運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量換算到曲柄銷B時(shí)的等效質(zhì)量m

和等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Je。pbcS2m2867951234ABCm3S2ω１第十九頁(yè)，共四十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四二、機(jī)械系統(tǒng)的等效動(dòng)力學(xué)模型：第7章機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)解：1.任選μν作速度多邊形;2.求等效質(zhì)量me;3.求等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Je;=JC+JV+JF第二十頁(yè)，共四十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四二、機(jī)械系統(tǒng)的等效動(dòng)力學(xué)模型：第7章機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)式中：JF=J9(為飛輪的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，其值恒定不變)；為等效構(gòu)件1及與它有定傳動(dòng)比的各構(gòu)件5、6、7、8的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，其值也恒定不變；為該機(jī)組其余構(gòu)件，即與等效構(gòu)件有變傳動(dòng)比的各構(gòu)件的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，它的值是機(jī)構(gòu)位置的函數(shù)。右圖是一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中該機(jī)組的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J隨等效構(gòu)件轉(zhuǎn)角而變化的曲線圖。JFJV因此在計(jì)算時(shí)常常只計(jì)算JF。第二十一頁(yè)，共四十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四二、機(jī)械系統(tǒng)的等效動(dòng)力學(xué)模型：第7章機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)4.等效力矩和等效力：1）等效力矩：①定義：取繞定軸旋轉(zhuǎn)的構(gòu)件為等效構(gòu)件，使作用在等效構(gòu)件上的假想力矩在所研究的瞬時(shí)所產(chǎn)生的功率等于它所代替的外力和外力矩在同一瞬時(shí)產(chǎn)生的功率之和。這個(gè)假想的力矩叫等效力矩。②計(jì)算公式：第二十二頁(yè)，共四十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四二、機(jī)械系統(tǒng)的等效動(dòng)力學(xué)模型：第7章機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)1）等效力：①定義：作用在等效構(gòu)件上等效點(diǎn)的一個(gè)假想力在所研究的瞬時(shí)所產(chǎn)生的功率等于它所代替的外力和外力矩在同一瞬時(shí)產(chǎn)生的功率之和。這個(gè)假想的力叫等效力。②計(jì)算公式：第二十三頁(yè)，共四十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四二、機(jī)械系統(tǒng)的等效動(dòng)力學(xué)模型：第7章機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)3）討論：⑤Mi、Fi對(duì)應(yīng)各自的Mei、Fei，當(dāng)Mi、Fi為正值時(shí)對(duì)應(yīng)的Mei、Fei為正值；當(dāng)Mi、Fi為負(fù)值時(shí)對(duì)應(yīng)的Mei、Fei為負(fù)值．有時(shí)分別按驅(qū)動(dòng)力矩（或驅(qū)動(dòng)力）和阻力矩（或阻力）或按原動(dòng)件和工作機(jī)求機(jī)械的等效力矩和等效阻力矩，然后再求機(jī)組的等效力矩（或等效力）。②Me、Fe僅僅與速比有關(guān)，可在不知速度的真實(shí)值的情況下求得；④Me、Fe是假想的力矩和力，它不等于所代替的外力矩（或力）的合力矩（或力）；③取繞固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的構(gòu)件為等效構(gòu)件時(shí)，由于并且，所以式子成立；①M(fèi)e、Fe可能是常數(shù)也可能是幾個(gè)變量的函數(shù)；第二十四頁(yè)，共四十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四二、機(jī)械系統(tǒng)的等效動(dòng)力學(xué)模型：第7章機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)4）例：如圖所示的內(nèi)燃機(jī)推動(dòng)發(fā)電機(jī)的機(jī)組中，已知機(jī)構(gòu)的尺寸和位置，重量Ｇ２、Ｇ３，齒輪5、6、7、8的齒數(shù)為Z5、Z6、Z7、Z8以及氣體加于活塞上的壓力Ｆ３和發(fā)電機(jī)的阻力矩Ｍ８。設(shè)不計(jì)其余各構(gòu)件的重量，求換算到構(gòu)件１上的等效驅(qū)動(dòng)力矩和等效阻力矩。pbcS2m2867951234ABCＧ3S2Ｇ２Ｆ3Ｍ８ＭrＭdω１第二十五頁(yè)，共四十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四解：1.任選μν作速度多邊形;2.求等效驅(qū)動(dòng)力矩Med;二、機(jī)械系統(tǒng)的等效動(dòng)力學(xué)模型：第7章機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)3.求等效阻力矩Mer;4.求等效力矩Me;Me=Med-Mer第二十六頁(yè)，共四十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四三、運(yùn)動(dòng)方程式的推演：第7章機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)1.取繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的構(gòu)件為等效構(gòu)件：運(yùn)動(dòng)方程式的一般式：將上式改寫(xiě)為：即：式中：(2)對(duì)于繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的構(gòu)件有：(1)將（2）式代入（1）式得力矩形式的機(jī)械運(yùn)動(dòng)方程式：將上式積分得動(dòng)能形式的運(yùn)動(dòng)方程式：第二十七頁(yè)，共四十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四第7章機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)三、運(yùn)動(dòng)方程式的推演：2.取移動(dòng)構(gòu)件為等效構(gòu)件：1）力矩形式的機(jī)械運(yùn)動(dòng)方程式2）動(dòng)能形式的機(jī)械運(yùn)動(dòng)方程式：3.例：一機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，已知n1=1450r/min,d1=100mm,J1=0.3kgm2,d2=200mm,J2=0.3kgm2,J3=0.1kgm2,J4=0.2kgm2,J5=0.1kgm2,J6=0.25kgm2,Z3=32,Z4=56,Z5=32,Z6=56。求切斷電源后用制動(dòng)器制動(dòng)要求在2S內(nèi)使系統(tǒng)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，求所需的制動(dòng)力矩Mer。123456第二十八頁(yè)，共四十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四第7章機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)三、運(yùn)動(dòng)方程式的推演：解：1.求Je。2.求α。第二十九頁(yè)，共四十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四第7章機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)第二節(jié)穩(wěn)定狀態(tài)下機(jī)械周期性速度波動(dòng)及調(diào)節(jié)一、產(chǎn)生周期性速度波動(dòng)的原因：１.Ｍed、Ｍer都是φ的函數(shù)作用在機(jī)械上的驅(qū)動(dòng)力矩和阻抗力矩往往都是原動(dòng)件轉(zhuǎn)角φ的周期性函數(shù)。其等效力矩Ｍed、Ｍer必然也是等效構(gòu)件轉(zhuǎn)角φ的周期性函數(shù)。２.機(jī)械動(dòng)能的增量為：當(dāng)輸入功大于輸出功時(shí)多余的功稱為盈功。盈功——?jiǎng)幽堋偈箘?dòng)能增加,E>0，用“+”號(hào)表示。當(dāng)輸入功小于輸出功時(shí)兩者之差稱為虧功。虧功——補(bǔ)償——導(dǎo)致動(dòng)能減少E<0，用“-”號(hào)表示。第三十頁(yè)，共四十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四一、產(chǎn)生周期性速度波動(dòng)的原因：第7章機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)3.公共周期：Me=Med-Mer、Je從某一原始值開(kāi)始又回到該原始值得變化過(guò)程，是Me=Med-Mer、Je的最小公倍數(shù)。在一個(gè)公共周期內(nèi)等效構(gòu)件的機(jī)械動(dòng)能增量等于零，即4.最大盈虧功的確定：（最大盈虧功Wmax指一個(gè)周期內(nèi)，驅(qū)動(dòng)功和阻抗功之差的最大值）（1）能量指示圖：用于表示機(jī)構(gòu)在各位置時(shí)的能量大小的相對(duì)變化關(guān)系。第三十一頁(yè)，共四十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四一、產(chǎn)生周期性速度波動(dòng)的原因：第7章機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)圖示為某機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)能E()在一個(gè)周期T內(nèi)的變化曲線。b處：Emin

c處：Emax

Wmax：在b與c之間Amax代表(bc線段)最大盈虧功Wmax的大小能量指示圖的作法：任取一點(diǎn)a作為基點(diǎn)，以表示a點(diǎn)處動(dòng)能的大小，從a向下畫(huà)向量ab,其長(zhǎng)度等于Wab的大小，則b點(diǎn)表示b點(diǎn)所在位置動(dòng)能的相對(duì)大小。同理，再以b點(diǎn)為起點(diǎn)，向上畫(huà)長(zhǎng)度等于Wbc的向量bc得到c點(diǎn)，以此類推，作依次銜接地向量cd、de、ef得d、e、f點(diǎn)。由于機(jī)構(gòu)在一個(gè)穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)循環(huán)中，等效驅(qū)動(dòng)力所作的功恒等于等效阻力所作的功，故動(dòng)能變化后應(yīng)回到原來(lái)位置，即a、a’點(diǎn)應(yīng)在同一條水平線上。第三十二頁(yè)，共四十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四一、產(chǎn)生周期性速度波動(dòng)的原因：第7章機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)（2）推算動(dòng)能的方法：設(shè)周期的起點(diǎn)為a，對(duì)應(yīng)的動(dòng)能為Ea。（3）分析確定：Wmax=Emax–Emin=Ec-Eb第三十三頁(yè)，共四十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四二、周期性速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)：第7章機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)2.速度波動(dòng)程度的衡量指標(biāo)：（1）平均角速度m確定機(jī)械平均角速度m的途徑和方法：

①利用機(jī)械系統(tǒng)在一個(gè)周期內(nèi)等效構(gòu)件角速度的變化曲線，通過(guò)計(jì)算獲得；

②工程實(shí)際中，通過(guò)計(jì)算其算術(shù)平均值獲得；

③通過(guò)機(jī)械的銘牌上的額定轉(zhuǎn)速換算而得。1.周期性速度波動(dòng)的定義：機(jī)械有規(guī)律的、周期性的速度變化。名義轉(zhuǎn)速，常用的。第三十四頁(yè)，共四十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四二、周期性速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)：第7章機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)（2）絕對(duì)不均勻度：機(jī)器主軸的最大角速度與最小角速度之差，稱為機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的絕對(duì)不均勻度。其值表示機(jī)器主軸速度波動(dòng)的幅度大小。只能部分反映，不能完全反映機(jī)器的不均勻程度。1000500100199950149922（3）速度不均勻系數(shù)δ：的許用值參考課本表。第三十五頁(yè)，共四十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四二、周期性速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)：第7章機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)（4）ωm一定時(shí)，δ愈小，則差值ωmax－ωmin也愈小，機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)愈平穩(wěn)。機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)的大小反映機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的速度波動(dòng)大小，是飛輪設(shè)計(jì)的重要指標(biāo)。第三十六頁(yè)，共四十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四二、周期性速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)：第7章機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)3.周期性速度波動(dòng)程度的調(diào)節(jié)：為了減少周期性速度波動(dòng)，最常用的是安裝飛輪來(lái)調(diào)節(jié)速度波動(dòng)。當(dāng)速度升高時(shí)，飛輪的慣性阻止其速度增加，飛輪儲(chǔ)存能量，限制了速度的升高。當(dāng)速度降低時(shí)，飛輪的慣性阻止其速度減少，飛輪釋放能量，限制了速度的降低，從而實(shí)現(xiàn)了速度波動(dòng)調(diào)節(jié)的目的。4.飛輪的簡(jiǎn)易設(shè)計(jì)方法：（1）飛輪調(diào)速的基本原理：基本原理：第三十七頁(yè)，共四十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四二、周期性速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)：第7章機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)（2）飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的近似計(jì)算：當(dāng)△Ｗmax和[δ]一定時(shí)，JF和ωm成反比，因此最好將飛輪安裝在高速軸上。原為周期性波動(dòng)加飛輪后仍為周期性波動(dòng)，只不過(guò)波動(dòng)幅度變小了；當(dāng)△Ｗmax、ωm一定時(shí)，JF和[δ]成反比；第三十八頁(yè)，共四十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四二、周期性速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)：第7章機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)（3）飛輪的作用：①飛輪能調(diào)節(jié)周期性速度波動(dòng)；②飛輪能克服尖峰載荷。例1某刨床的主軸為等效構(gòu)件，在一個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)周期內(nèi)的等效驅(qū)動(dòng)力矩如下圖所示， 。等效驅(qū)動(dòng)力矩 為常數(shù)，刨床的主軸的平均轉(zhuǎn)數(shù)n=60r/min，運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)=0.1，若不計(jì)飛輪以外的構(gòu)件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，計(jì)算安裝在主軸上的飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。第三十九頁(yè)，共四十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四二、周期性速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)：第7章機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)解：在一個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)周期內(nèi)，等效驅(qū)動(dòng)力矩與等效阻抗力矩作的功相等：∵等效驅(qū)動(dòng)力矩為常數(shù)即∴作一條代表Md、平行軸的直線，在一個(gè)周期內(nèi)與M軸、及周期末端線的交點(diǎn)為A、B、C、D、E、F。設(shè)周期開(kāi)始點(diǎn)的動(dòng)能為 ，則其余各點(diǎn)的動(dòng)能分別為：0=EEAp12501+=D+=EEEEAB第四十頁(yè)，共四十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四二、周期性速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)：第7章機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)ppp5.37412525.6003+=′++=D+=EEEEECDppp25.64)125600(125002+=′--+=D-=EEEEEBCpp67.411250min0max-=+=EEEEpp312567.41005=′+-=D+=EEEEEEFppp67.416)125600(5.37004-=′--+=D-=EEEEEDE代入簡(jiǎn)易公式中第四十一頁(yè)，共四十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四二、周期性速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)：第7章