《机械原理》课件-05机械的动力分析.pdf

第5章

机械的动力分析

一、基本要求

1、了解机械运转过程及作用在机械上的外力。

2、掌握单自由度机器系统等效力学模型的建立，等效力和等效力矩、

等效质量和等效转动惯量的计算。

3、了解机器运动方程的建立及解法。

4、了解研究机器运转及其速度波动调节的目的。掌握稳定运转状态

下机械的周期性速度波动及其调节。

5、掌握飞轮转动惯量的简易计算方法。

二、重点与难点

单自由度机器系统等效力和等效力矩、等效质量和等效转动惯量的计算；

飞轮转动惯量的简易计算。

§5-1概述

本节基本内容

1、研究的目的和内容

2、机械运转的三个阶段

3、转动副中的摩擦和自锁

一、研究的目的和内容

真实情况下，原动件的运动规律并不是匀速的，它的运动参数（位移、

速度、加速度）往往是作用在机械上的外力、各构件的质量和尺寸、运

动副间隙、转动惯量及原动件的位置函数。

分析设计

高速重要！

重载

机械系统运动和力分析原动件真实运动规律

高精度

高度自动化

外力问题！寿命降低

机械效率下降

机械系统原动件运动副工作质量差

速度波动附加动压力机械振动增加

噪声大

降低速度波动

二、机械运转的三个阶段

机械动能的增加或减小，表现为机械运转速度的变化，可以将机械

系统从开始运动到停止运转的全过程概括为三个阶段：

起动阶段

稳定运转阶段

停车阶段

二、机械运转的三个阶段

依据能量守恒定理，列出机械运动的动能方程

1n221n22

W−(W+W)E−E(m+J)−(m+J)

drf02iSiSii2i1iSi0Sii0

i1

式中：E,E0：机械在所研究时间间隔终了、开始时的动能；

n：机械中运动构件的数目；

mi：运动构件i的质量；

Jsi：运动构件i绕其质心轴的转动惯量；

vsi,vsio：运动构件i的质心在所研究时间间隔终了、开始时的速度；

ω,ω：运动构件i在所研究时间间隔终了、开始时的角速度。

ii0

1.起动阶段

原动件的速度从零逐渐增大至某正常工作速度，此后机械开

始稳定运转。

∆W=−+=−=∆0赢功

0

2．稳定运转阶段

机械原动件的