《机械原理》课程教学课件（PPT讲稿）第十二章 机器的运转及其速度波动的调节

第十二章机器的运转及其速 度波动的调节 主要内容： 1)机器等效动力学模型 2)机器运动方程式的建立及解法

第十二章机器的运转及其速 度波动的调节 主要内容： １）机器等效动力学模型 ２）机器运动方程式的建立及解法

12-1，研究机器运转及其速度 波动的目的 1.研究机构运转的目的： 确定机构原动件的真实运动规律，再用运动分 析的方法求其它运动构件相应的运动参数。这 对于设计新机器或分析现有机器的工作性能都 是必需的 2.研究机器速度波动的目的 )调节机器主轴的周期性速度波动 2)防止非周期性速度波动所引起的机器毁坏或 者停车

12-1．研究机器运转及其速度 波动的目的 1.研究机构运转的目的： 确定机构原动件的真实运动规律，再用运动分 析的方法求其它运动构件相应的运动参数。这 对于设计新机器或分析现有机器的工作性能都 是必需的． 2. 研究机器速度波动的目的 1)调节机器主轴的周期性速度波动 2)防止非周期性速度波动所引起的机器毁坏或 者停车

12-2机器等效动力学模型 对于单自由度的机械系统，当其中某 一构件的运动确定后，整个系统的运动也 就确定了，所以整个机器的运动问题化为 它的某一构件的运动问题来研究.为此， 引用等效力等效力矩以及等效质量和等效 转动惯量的概念，以便建立单自由度机械 系统的等效动力学模型

• 对于单自由度的机械系统，当其中某 一构件的运动确定后，整个系统的运动也 就确定了，所以整个机器的运动问题化为 它的某一构件的运动问题来研究．为此， 引用等效力等效力矩以及等效质量和等效 转动惯量的概念，以便建立单自由度机械 系统的等效动力学模型． 12-2 机器等效动力学模型

·一、等效力和等效力矩 ·原则：假想力F或力矩M所做的功或所产生 的功率应等于所有被代替的力和力矩所做 的功或所产生的功率之和。 ·等效力：假想力「称为等效力。 ·等效力矩：假想力矩M称为等效力矩

• 一、等效力和等效力矩 • 原则：假想力F或力矩M所做的功或所产生 的功率应等于所有被代替的力和力矩所做 的功或所产生的功率之和。 • 等效力：假想力F称为等效力。 • 等效力矩：假想力矩M称为等效力矩

·等效构件：受等效力或 等效力矩作用的构件。 ·等效点：等效力所作用 的点。 ·通常总是选择根据其位 置便于进行运动分析的 构件作为等效构件。 等效力「所产生的功率 P=FVB 等效力矩M所产生的功率 P=Mo

• 等效构件：受等效力或 等效力矩作用的构件。 • 等效点：等效力所作用 的点。 • 通常总是选择根据其位 置便于进行运动分析的 构件作为等效构件。 ¦ Ψ ¦ Ψ ¦ Υ 等效力F所产生的功率 P FvB = 等效力矩M所产生的功率 P = M

作用在机器所有构件上的已知给定力和力矩 所产生的功率： 1)等效力F和等效力矩M只与各速度比有关， 是机构位置的函数。 2)各速度比可用任意比例尺所画的速度多边形 中的相当线段之比来表示

作用在机器所有构件上的已知给定力和力矩 所产生的功率：              i k i i i i k i i B i i k B i i i k i i k i i i i i k i i i i k i i i k i B i k i i i i i k i i k i i M v M F v M v v F F M Fv M Fv Fv M P Fv M            = = = = = = = = = = = = +  = +  = +  = +  = +  1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 cos cos cos cos cos 或 于是 2）各速度比可用任意比例尺所画的速度多边形 中的相当线段之比来表示。 1）等效力F和等效力矩M只与各速度比有关， 是机构位置的函数

·3)若选择绕固定轴线转动的构件作为等效 构件，则： M-FIAB ■4)如果P和M随时间或角 90 速度等因素变化，则和M 是几个变数的函数。 ■用速度多边形杠杆法求 等效力和等效力矩：

• 3）若选择绕固定轴线转动的构件作为等效 构件，则： M = FlAB ¦ Ψ ¦ Ψ ¦ Υ ◼4)如果Fi和Mi随时间或角 速度等因素变化，则F和M 是几个变数的函数。 ◼用速度多边形杠杆法求 等效力和等效力矩：

·根据虚位移原理 ∑d4,=∑Fjds,cos0,=0 Σ5-∑-∑F,o0,=0 a b) 作速度的垂线，速度 多边形转向0，则此？=FYyC0s81=Fh, 力的功率为 ∑Fh,=0

• 根据虚位移原理 dAj =Fj dsj cos j = 0  = = cos = 0 d d j j j j j F v t A P  作速度的垂线，速度 多边形转向900，则此 力的功率为 j j j j Fj hj P = F v cos = Fj hj = 0

M B F= 14B

AB l M F =

·例9-8 F a b F= 1AB 作转向90的速度多边形pbc,加入各力，对p点取矩 ∑Fh,=0 Fi pd+F pb-Fcb-Fs pc=0 Fn=Frapd-Feb-Fs pe pb Mo Fbl

• 例9-8 AB i l M F 2 = 作转向900的速度多边形pbc，加入各力，对p点取矩 Fj hj = 0 Fi2 pd + Fb pb− Fcb− F3 pc = 0 pb F pd Fcb F pc F i b 2 − − 3 = AB M F l b = b