江苏大学：《机械原理及设计》课程PPT教学课件（上）第十一章 机械系统动力学

机械工程学院机械设计系 第11章 机械动力学

机械工程学院机械设计系 第11章 机械动力学

机械工程学院机械设计系 机械的运转过程 11.1.1 机械的运转过程 机械系统运转的三个阶段

机械工程学院机械设计系 机械的运转过程 11.1.1 机械的运转过程 机械系统运转的三个阶段

机械工程学院机械设计系 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：

机械工程学院机械设计系 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：

机械工程学院机械设计系 11.1.2 速度不均匀系数 ◼ 1、平均角速度 ◼ 2、速度不均匀系数 设计时必须保证   [ ] ( ) 2 1  m =  max + min  m    max − min =

机械工程学院机械设计系 11.1.2 速度不均匀系数 ◼ 1、平均角速度 ◼ 2、速度不均匀系数 设计时必须保证   [ ] ( ) 2 1  m =  max + min  m    max − min =

机械工程学院机械设计系 11.1.3 机械的等效动力学模型 ◼ 一、 机械系统运动方程的一般表达式

机械工程学院机械设计系 11.1.3 机械的等效动力学模型 ◼ 一、 机械系统运动方程的一般表达式

机械工程学院机械设计系 二、 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

机械工程学院机械设计系 二、 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

机械工程学院机械设计系 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 定轴转动构件 直线移动构件

机械工程学院机械设计系 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 定轴转动构件 直线移动构件

机械工程学院机械设计系 （1） 等效质量、等效转动惯量 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 ( ) ( ) 

机械工程学院机械设计系 （1） 等效质量、等效转动惯量 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 ( ) ( ) 

机械工程学院机械设计系 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

机械工程学院机械设计系 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

机械工程学院机械设计系 （2） 等效力与等效力矩 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 

机械工程学院机械设计系 （2） 等效力与等效力矩 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 