深圳大学：《系统动力学》课程教学资源（PPT课件）第一讲 机械系统动力学

机械系统动力学 1作用在机械上的力及机械的运转过程 2机械的等效力学模型 3机械运动方程式的建立及求解 4机械的速度波动及调节方法 57飞轮设计

机械系统动力学 1 作用在机械上的力及机械的运转过程 2 机械的等效力学模型 3 机械运动方程式的建立及求解 4 机械的速度波动及调节方法 5 飞轮设计

1作用在机械上的力及机械的运转过程 。作用在机械上的力 工作阻力 驱动力

作用在机械上的力 1 作用在机械上的力及机械的运转过程 工作阻力 驱动力

1作用在机械上的力及机械的运转过程 。机械的运转过程及特征 启动 稳定运转 停车

机械的运转过程及特征 1 作用在机械上的力及机械的运转过程

三个运转阶段的特征： 阶段 速度特征 能量特征 原动件的速度从零逐渐上 启动 升到开始稳定的过程 %-W。=E-E>0 原动件速度保持常数或在 稳定运行 正常工作速度的平均值上 W%-"。=E2E=0 下作周期性的速度波动 原动件速度从正常工作速 停车 度值下降到零 M%M。=E-E<0

阶段 速度特征 能量特征 启 动 原动件的速度从零逐渐上 升到开始稳定的过程 Wd -Wc =E2 -E1 >0 稳定运行 原动件速度保持常数或在 正常工作速度的平均值上 下作周期性的速度波动 Wd -Wc =E2 -E1 =0 停 车 原动件速度从正常工作速 度值下降到零 Wd -Wc =E2 -E1 <0 三个运转阶段的特征：

2机械的等效动力学模型 2.1等效动力学模型的建立 目的：通过建立外力与运动参数间的函数表达式，研究机 械系统的真实运动 原则：使系统转化前后的动力学效果保持不变 。等效构件的动能，应等于整个系统的总动能 。等效构件上所做的功，应等于整个系统所做功之和

2.1 等效动力学模型的建立 2 机械的等效动力学模型 目的：通过建立外力与运动参数间的函数表达式，研究机 械系统的真实运动 原则：使系统转化前后的动力学效果保持不变 等效构件的动能，应等于整个系统的总动能 等效构件上所做的功，应等于整个系统所做功之和

等效动力学模型 Fe 等效力矩：Me 等效力：Fe 等效转动惯量：J。 等效质量：me

等效动力学模型 等效力矩：Me 等效转动惯量：Je 等效力：Fe 等效质量：me

2.2等效量的计算 P-字w8+2生 功率和不变 a=P-2os8+宫0 等效力 等效力矩

2.2 等效量的计算 功率和不变 等效力 等效力矩   = = = +  m j j j n i P Fi vi i M 1 1 cos    = = = = +  m j j j n i Me P Fi vi i M 1 1  cos    = = = +  m j j j n i i i e i M v M F 1 1 cos       = = = +  m j j j n i i i e i v M v v F F 1 1 cos 

等效力矩的特征： ·等效力矩是一个假想力矩； ·等效力矩为正，是等效驱动力矩，反之，为等效阻力矩； ·等效力矩不仅与外力（矩）有关，而且与各构件相对于等效构件的速 度比有关； 。等效力矩与机械系统驱动构件的真实速度无关

等效力矩的特征： 等效力矩是一个假想力矩； 等效力矩为正，是等效驱动力矩，反之，为等效阻力矩； 等效力矩不仅与外力（矩）有关，而且与各构件相对于等效构件的速 度比有关； 等效力矩与机械系统驱动构件的真实速度无关

2.2等效量的计算 12 i= 动能不变 ” m ↓ E=2J.0 2 等效质量 等效转动惯量 广s1 m.=立m(

2.2 等效量的计算 动能不变 等效质量 等效转动惯量   = = = +  m j sj j n i i si E m v J 1 2 1 2 2 1    = = = = +  m j sj j n i e i si E J m v J 1 2 1 2 2 2 1 2 1     = = = + m j j sj n i si e i J v J m 1 2 1 2 ( ) ( )      = = = + m j j s j n i s i e i v J v v m m 1 2 1 2 ( ) ( ) 

等效转动惯量的特征： 。等效转动惯量是一个假想转动惯量； 。等效转动惯量不仅与各构件质量和转动惯量有关，而且与各构件相对 于等效构件的速度比平方有关； ·等效力矩与机械系统驱动构件的真实速度无关

等效转动惯量的特征： 等效转动惯量是一个假想转动惯量； 等效转动惯量不仅与各构件质量和转动惯量有关，而且与各构件相对 于等效构件的速度比平方有关； 等效力矩与机械系统驱动构件的真实速度无关