《清華綜合課件》 系統(tǒng)方案設計 第十章 機械系統(tǒng)

第十章機械系統(tǒng)動力學掌握等效動力學模型建立方法；

掌握機械系統(tǒng)速度波動的調節(jié)方法，包括周期性和非周期性速度波動調節(jié)；掌握飛輪調速原理與飛輪設計。第十章機械系統(tǒng)動力學 機械系統(tǒng)一般由原動機、傳動機構和執(zhí)行機構組成。研究機械系統(tǒng)動力學目的:構造系統(tǒng)力學參量和運動學參量之間的聯(lián)系。建立機械系統(tǒng)等效動力學模型。減小機械速度波動。10.1作用在機械中的外力和機械的運轉過程10.1.1作用在機械上的力驅動力工作阻力1.驅動力：原動機發(fā)出的力(力矩)。常用原動機有:內燃機、直流電動機、交流電動機機械特性:機械的力學參數(shù)(力或力矩)與運動參數(shù)(位移、速度、加速度)之間的關系。例如:a、內燃機發(fā)出的驅動力是活塞位置的函數(shù)；b、電動機發(fā)出的驅動力矩是轉子角速度的函數(shù)。1.驅動力：原動機發(fā)出的力(力矩)。 下圖分別為直流并激電動機、直流串激電動機和交流異步電動機的機械特性曲線2.工作阻力：系統(tǒng)工作時需要克服的工作負荷。（1）起重機、車床等:工作阻力是常數(shù)(在一段工作過程中)(2)往復式壓縮機、內燃機:工作阻力是原動件位置的函數(shù)（3）鼓風機葉輪所受空氣阻力: 工作阻力是執(zhí)行件速度的函數(shù)（4）球磨機、粉碎機:工作阻力是時間的函數(shù)10.1.2機械的運轉過程機械系統(tǒng)的運轉過程分為三個階段:啟動、穩(wěn)定運轉和停止。10.1.2機械的運轉過程10.1.2機械的運轉過程10.1.2機械的運轉過程機械系統(tǒng)的動能方程：1.啟動階段：原動件的速度(或角速度)從零逐漸增加，直到開始穩(wěn)定運轉。10.1.2機械的運轉過程2.穩(wěn)定運行階段：原動件速度保持常數(shù)(稱勻速穩(wěn)定運轉)原動件圍繞某一恒定的平均值作周期性速度波動(稱變速穩(wěn)定運轉)。在一個周期內任一時間間隔中，輸入功與總耗功不一定相等。10.1.2機械的運轉過程停車階段:– 原動件從正常轉速下降到0。啟動階段和停車階段統(tǒng)稱為機械系統(tǒng)的過渡過程。10.2

機械的等效動力學模型10.2.1等效動力學模型的建模方法1.等效動力學建模原理：動能不變原則：等效構件的質量或轉動慣量所具有的動能等于整個系統(tǒng)的動能之和。功(功率)不變原則：作用在等效構件的等效力、等效力矩所作的功(或功率)等于整個系統(tǒng)的所有力、力矩所做功(或功率)之和。10.2

機械的等效動力學模型2.等效力矩 求等效力矩遵循的原則:作用在各構件上的外力和外力矩所作功(功率)之和等于作用在等效構件上的等效力矩（或力）所作功(功率)。–選轉動構件為等效構件，根據(jù)功率等效原則:等效力矩:小結:1〕Me是等效力矩,是機構位置的函數(shù)；2〕等效力矩Me為正時,為等效驅動力矩；為負時,為等效工作阻力矩。2〕Me同各構件與等效構件的速比有關；3〕Me與機構所受到的外力、外力矩直接相關。4〕Me是假設的力矩,實際并不存在,不是合力矩。5〕若所受外力不變,定傳動比機構的等效力3.等效轉動慣量 求等效轉動慣量的原則:等效構件所具有的動能等于整個系統(tǒng)的動能之和。根據(jù)動能等效原則:等效轉動慣量:小結（1）Je是機構位置的函數(shù)；Je同各構件與等效構件速比的平方有關；Je是假想的轉動慣量；定傳動比機構的等效轉動慣量Je是常數(shù)4.舉例求曲柄滑塊機構中曲柄上的等效力矩。–選曲柄為等效構件，利用功率等效原則:等效力矩:等效轉動慣量:10.3系統(tǒng)的運動方程及求解常用的機械運動方程有兩種形式:能量式運動方程力、力矩式運動方程10.3.1能量形式的運動方程根據(jù)動能定理:–以轉動等效構件為例。設等效構件由位置1運動到位置2，等效構件運動方程的能量形式:或10.3.2

力矩形式的運動方程寫成微分形式:將式中,等效構件運動方程式的力矩形式:如果Je為常數(shù)，10.3.3機械運動方程的求解 以等效構件為轉動構件,等效力矩和等效轉動慣量為機構位置函數(shù)的情況為例。已知 ,求解機械的真實運動。采用機械系統(tǒng)運動方程的能量形式。1.等效構件的角速度2.等效構件的角加速度3.系統(tǒng)的運動時間10.4

機械系統(tǒng)的周期性速度波動及其調節(jié)方法1.周期性速度波動產(chǎn)生的原因機械系統(tǒng)在穩(wěn)定運動工作狀態(tài)下運轉時，由于等效力矩和等效轉動慣量的周期性變化引起的速度波動。–產(chǎn)生速度波動的主要原因有:作用在各構件上的外力（包括驅動力和工作阻力）發(fā)生變化；各構件的m和J在不同位置對原動件所產(chǎn)生的慣性影響不同。10.4

機械系統(tǒng)的周期性速度波動及其調節(jié)方法速度波動的危害: 1)在機器各運動副中引起附加動壓力，降低機器效率和工作的可靠性。 2)在機器中引起彈性振動，影響機器的強度、壽命和消耗部分動力。3)影響機器進行的工藝過程，使產(chǎn)品質量下降。2.速度波動程度的衡量指標在周期T內的平均角速度:或為一個循環(huán)中等效構件的轉角。 工程計算中常用算術平均角速度來近似地代替實際的平均角速度:10.4

機械系統(tǒng)的周期性速度波動及其調節(jié)方法10.4

機械系統(tǒng)的周期性速度波動及其調節(jié)方法 機械的絕對不均勻度:機械系統(tǒng)的等效構件的最大角速度與最小角速度之差:來衡量速度的波動程 能否僅用度哪？例如：10.4

機械系統(tǒng)的周期性速度波動及其調節(jié)方法系統(tǒng)運轉的不均勻系數(shù)(速度波動系數(shù)):?設計時10.4

機械系統(tǒng)的周期性速度波動及其調節(jié)方法3.周期性速度波動的調節(jié)方法為了減小機械運轉時的周期性速度波動,最常用的方法是安裝飛輪。**飛輪設計的基本問題:根據(jù)機器實際需要的平均角速度和許可的不均勻系數(shù)(,)來確定飛輪的轉動慣量。10.5飛輪的設計飛輪設計等效力矩等效轉動慣量平均角速度飛輪轉動慣量機械運轉速度不均勻系數(shù)的許用值飛輪尺寸10.5飛輪的設計10.5.1飛輪設計的基本原理10.5.1飛輪設計的基本原理機械在b點處具有最小的動能增量―――對應最大虧功 ＝圖(a)中陰影面積 (-)；在c點,機械具有最大動能增量 ――＝圖(a)中的陰影面對應于最大盈功積。–最大盈虧功:?10.5.1飛輪設計的基本原理根據(jù)動能定理，安裝飛輪后，速度波動系數(shù):?設計飛輪的轉動慣量應滿足:當 時,?小結: 當 與n一定時,如果加大 ,則機械的速度波動系數(shù)下降,起到減小機械速度波動的作用,達到調速的目的；但安裝飛輪不能消除速度波動。如果 值取得很小,飛輪的轉動慣量就會很大；若,而實際工程中 只能是有限值。因此,不能過分地追求機械運轉速度的均勻性,否則將會使飛輪過于笨重。 由于 與n的平方成反比,因此,最好將飛輪安裝在機械的高速軸上。 一般把飛輪安裝在機器的主軸上或與機器主軸有定傳動比的構件上,保證轉動慣量為常數(shù)。 運動構件都能儲能和釋放能量,可以用較大的皮帶輪或齒輪起飛輪作用。10.5.2最大盈虧功[W]的確定10.5.2最大盈虧功[W]的確定10.5.3飛輪主要尺寸的確定 如果將飛輪安裝在構件x上，此時飛輪的轉動慣量 為:1)飛輪應安裝在高速軸上2)應安裝在主軸或有定比傳動的構件上。10.5.3飛輪主要尺寸的確定飛輪按構造大體可分輪形和盤形兩種。1

輪形飛輪

2

盤形飛輪10.6非周期性速度波動及其調節(jié)1非周期性速度波動產(chǎn)生原因非周期性速度波動多是由于工作阻力或驅動力在機械運轉過程中發(fā)生突變，使輸入能量與輸出能量在一段較長時間內失衡所造成的。危害:使系統(tǒng)的轉速持續(xù)地上升或下降，嚴重時，將導致“飛車”或停止運轉。非周期性速度波動調節(jié)目的:防止非周期性速度波動所引起的機器毀壞或者停車。10.6非周期性速度波動及其調節(jié) 2非周期性速度波動的調節(jié)方法非周期性速度波動調節(jié)問題可分為兩種情況:–(1)穩(wěn)定系統(tǒng)的自動調節(jié):如果機械系統(tǒng)由于某種干擾而偏離了原來的工作狀態(tài)，經(jīng)過一個過程后，能夠以足夠的精度回到原來的狀態(tài)，那末這個機械系統(tǒng)是一穩(wěn)定的系統(tǒng)，具有自調性。(2)采用調速器調節(jié)(沒有自調性的系統(tǒng)參考文獻1機械系統(tǒng)運動方程求解方法 唐錫寬著，“機械動力學”，北京:高等教育出版社，1984 徐業(yè)宜主編，“機械系統(tǒng)動力學”，北京:機械工業(yè)出版社，19912多自由度系統(tǒng)動力學 王洪恩主編，“機械動力學”，重慶大學出版社，1989 唐錫寬著，“機械動力學”，北京:高等教育出版社，1984參考文獻3 飛輪轉動慣量的計算方法 孫序梁編著，“飛輪設計”，北京:高等教育出版社，19924 面向計算機的機械系統(tǒng)動力學建模 Haug著，劉興祥等譯，機械系統(tǒng)的計算機輔助運動學和動力學，第一卷:基本方法，北京:高等教育出版社，1996 HustonRL，劉又午著，多體系統(tǒng)動力學，天津大學出版社，1987/19915機械彈性動力學張策等著，彈性連桿機構的分析與設計（第二版），機械工業(yè)出版社，1997作業(yè):謝謝觀看/歡迎下載BYFAITHIMEANAVISIONOFGOODONECHERISHESANDTHEENTHUSIASMTHATPUSHESONETOSEEKITSFULFILLMENTREGARDLESSOFOBSTACLES.BYFAITHIBYFAITH一本萬利工程1.背景驅動2.盈利策略3.選菜試菜4.價值創(chuàng)造5.完美呈現(xiàn)6.成功面試7、持續(xù)改造（一）、一本萬利工程的背景驅動1、什么是一本萬利2.餐飲時代的變遷菜單經(jīng)驗的指導方針運營市場定位的體現(xiàn)經(jīng)營水平的體現(xiàn)體現(xiàn)餐廳的特色與水準溝通的工具餐廳對顧客的承諾菜單承諾的六大表現(xiàn)1、名字的承諾2、質量的承諾3、價格的承諾4、規(guī)格標準的承諾5、外文翻譯的準確6.保證供應的承諾1.顧客滿意度餐廳價值、價格、合理感、愉快感、安心感、美味感、便利感、滿足感、有價值感、喜悅感、特別感2-2.初期投資餐廳面積、保證金、設備投資、店鋪裝潢、器具用品投資、制服選定、菜單制作2-1.開業(yè)準備廚具、供應商選定、設計、用品選定、餐廳配置、員工訓練、餐廳氣氛、促銷方式3.經(jīng)營數(shù)據(jù)營業(yè)額、客流量、成本率、人均消費、顧客回頭率、出品速度、人事費用菜單內容決定決定相關相關決定決定決定決定以菜單為導向的硬件投資1、餐廳的裝修風格2、硬件設施服務操作3、餐廳動線4、餐具與家俬5、廚房布局6.廚房設備菜單設計正果1、能誘導顧客購買你想讓他買的餐點2、能迅速傳達餐廳要表達的東西3.雙贏：顧客喜歡、餐廳好賣餐廳時代的變遷軟體時代硬體時代食物時代心體時代食物食品饑食飽食品質挑食品味品食品德懼食體驗人們正在追尋更多的感受,更多的意義更多的體驗,更多的幸福（二）盈利策略1、組建工程團隊2、確定核心價值3、確定盈利目標4、確定客單價5、設計盈利策略6.確定核心產(chǎn)品誰來設計菜單？產(chǎn)品=做得出來的物品商品=賣得出去的物品商家=產(chǎn)品具備商品附加值物（什么產(chǎn)品）+事（滿足顧客何種需求）從物到事從食物到餐飲從吃什么到為什么吃產(chǎn)品本身決定一本,產(chǎn)品附加值決定萬利從生理到心理從物質到精神從概念到五覺體驗創(chuàng)造產(chǎn)品的五覺附加值體驗何來一家企業(yè)以服務為舞臺以商品為道具,讓消費者完全投入的時候,體驗就出現(xiàn)了PA

R

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1物=你的企業(yè)賣什么產(chǎn)品+事=能滿足顧客何種需求？確定核心價值理念核心價值理念1.賣什么樣的菜2.賣什么樣的氛圍？3.如何接待顧客？賣給誰？賣什么事？賣什么價？企業(yè)目標的設定1.理論導向的目標設定2.預算3.制定利潤目標費用營業(yè)額虧損區(qū)利潤區(qū)臨界點變動費用總費用營業(yè)額曲線費用線X型損益圖利潤導向的目標設定確定目標設定營業(yè)收入=固定成本+目標利潤1-變動成本率-營業(yè)稅率例:A餐廳每月固定成本40萬，變動成本50%，營業(yè)稅率5.5%，目標利率每月8萬，問A餐廳的月營業(yè)收入:月營收入=（40+8）÷（1-50%-5.5%）=48÷0.445=108萬測算損益平衡點保本線=固定成本1-變動成本率-營業(yè)稅率例:A餐廳保本線=40÷（1-50%-5.5%）=40÷0.445=90萬定價的三重意義2.向競爭對手發(fā)出的信息和信號1.是利潤最大化和最重要的決定因素3.價格本事是價值的體現(xiàn)定價由此開始1.評估產(chǎn)品、服務的質量2.尋求顧客價值與平衡點3.以價值定義市場確定客單價盈利占比策略占比策略內部策略銷售占比占比策略內部策略10%40%10%20%20%（三）、選菜試菜1、ABC產(chǎn)品分析2、產(chǎn)品的確定（食材、口味、烹調、餐飲）3.成本的確定ABC分析策略毛利率營業(yè)額CBACABBACCCAA營業(yè)額C毛利A優(yōu)化、提升增加銷售雙A雙贏ABC顧客商品漲價保留虧本商品刪營業(yè)額A毛利C顧客超額、成本過高有意義的保留無意義的刪除雙C雙輸菜單內容選擇的標準因素成本設備廚師技術操作空間菜系風格吻合度品質可控度原料供應顧客喜好菜單協(xié)議度（銷售目標、顏色、口味、造型、營養(yǎng)等）產(chǎn)品類別確定的四個方面1、按食材確定比例2、按口味確定比例3、按烹飪確定比例4.按餐飲確定比例（無酒精飲品、含酒精飲品比例）框架依據(jù)操作依據(jù)目標依據(jù)成本依據(jù)試口味成本操作第一次試菜的內容精確的成本核算—五個關鍵詞1、凈料率（一料一控、一料多檔）2、調味料成本（單件產(chǎn)品、批量產(chǎn)品）3、燃料成本4、統(tǒng)一計量單位5.標準食譜成本卡試口味餐具造型色彩第二次試菜的內容四料構成表1、符合思想審定2、符合目標審定3、符合定位審定4.符合框架審定四平構成表(四) 、

創(chuàng)造價值1、定價策略的確定2、提升雙A核心產(chǎn)品的附加值3.增加更多的顧客選擇性顧客會記住的價格最低價人均消費熱門暢銷品商品較多的價格帶最高價產(chǎn)品價格和觀念價值永遠是不一樣的,體驗經(jīng)濟時代出售的不是產(chǎn)品價格,而是觀念定價與確定價格的區(qū)別確定價格產(chǎn)品、服務主導思路確定一個易于銷售的價格由企業(yè)根據(jù)成本以及和其他企業(yè)的比較確定定價基于顧客的價值私立評估價值、確定等級在顧客和企業(yè)的來往過程中確定企業(yè)定價三大策略1、薄利多銷策略2、相對穩(wěn)定價格策略3.高價位價格策略提升產(chǎn)品附加值“十大絕招三好七增名字好賣相故事服務時間體驗健康文案選擇推廣感覺“附加值”提升產(chǎn)品附加值的“兩大前提”—好味道

二品質確定好賣相美色器形設攝狀增健康少油湯汁鹽多有機養(yǎng)生品種增時間原材料生長原材料獲得制作耗時美味時間要求增文案—文字敘述九問1、餐點是什么？2、如何烹調制作？3、如何呈現(xiàn)？4、有何故事？5、有否獨特的口味？6.有否體現(xiàn)品質等級？7、食材的來源？8、有何獨特的體驗？9、對人有何好處？一料多烹多吃多味增選擇增推廣易拉寶臺卡小畫冊傳媒宣傳銷售人員介紹POP（五）、完美呈現(xiàn)1.專業(yè)團隊的選擇與合作2核心價值的呈現(xiàn)平面制片攝影助理攝影師食品造型翻譯修圖師文案設計師跟印完稿員餐飲行業(yè)中照片的功能的三個層次傳播文化吸引顧客傳遞信息菜式拍攝菜式拍攝的本質是靜物拍攝最根本的原則是對你的店鋪產(chǎn)生愉悅感不僅僅要讓顧客看見,更要問道和嘗到照片對菜單設計師的要求對餐飲行業(yè)有一定的了解了解餐廳的定位有全局觀和預見性善于溝通對平面設計師的要求熟練掌握各類設計軟件

Photoshop,Indesign,Illustrator,Coreldraw等色彩管理知識印刷機裝幀知識深厚的美術功底眼光和創(chuàng)意——了解潮流趨勢字體整體性板式美觀度圖片板式的五個建議1、餐廳的風格吻合度2、桌面的大小考慮3、燈光的明暗考慮4、閱讀的舒適度5.紙張文稿的撰寫封面設計六指標完美指標特色期望值形象氣氛價位風格封面材質耐用性厚度手感分量封面設計選擇材質時的考慮防水防油防污損抗摔打不掉色封面色調與餐館主色調相一致與餐館主色調形成情趣