第十八章 机械系统的动力学分析 《机械设计基础》教案（机电专业 6 0 学时） 3 2 6 第十八章 机械系统的动力学分析 1．教学目标 1、掌握机械产生周期性速度波动的原因及调节； 2、理解飞轮调速的基本原理； 3、掌握回转构件的动平衡和静平衡原理 2．教学重点和难点 【重点、难点】 掌握周期性速度波动的原因及调节；飞轮调速的基本原理；回转构件的动平衡和静平衡原理 3．讲授方法：多媒体和演示柜教学 正 文 §18.1 机械系统速度波动及调节 我们在前面对机构进行研究时，都是假定运动件的运动规律已知，并且假定原动件作等速运动。实际上，机构原动件的运动规律是由各构件的质量、转动惯量和作用在机械上的力等因素共同决定的。 在一般情况下，原动件的运动参数（位移、速度、加速度）往往是随时间而变化的，这时我们需要将机器作为一个整体来进行研究的。所以，研究在外力作用下机械的真实运动规律，对于设计机械，尤其是对于高速、重载、高自动化的机械是十分重要的。 同时，机械运动过程中出现的速度波动，也会导致运动副中产生附加动载荷、，引起机械的振动，从而会降低机械的寿命、效率和工作质量。所以，这就需要我们对机械的运转速度波动及调节方法进行研究。 为了研究这两个问题，我们必须首先了解机械运转过程中三个阶段的运动状态。 1．起动阶段 如图所示，机械原动件的角速度 随时间t 变化的曲线。 在起动阶段，原动件 由零逐渐上升，直至达到正图 1 8 -1 第十八章 机械系统的动力学分析 《机械设计基础》教案（机电专业 60 学时） 327 常的运转平均角速度m为止。 这一阶段，由于机械所受的驱动力所作的驱动功dW 大于为克服生产阻力所需的功rW 和克服有害阻力消耗的损耗功fW ，所以系统内积蓄了动能E。该阶段的功能关系为： dW =rW +fW + E 2．稳定运行阶段 起动阶段完成之后,机械进入稳定运行阶段。此时,机械原动件以平均角速度m作稳定运转。此时E=0，故有： dW =rW +fW 一般情况下，在该阶段机械原动件的角速度 会出现不大的周期性波动，即在一个周期T内，各个瞬时 略有升降，但在同一个周期内的始末 相等，机械动能也相等（即E=0），也就是机械的总驱动功与总阻抗功相等。 3．停止（停车）阶段 这一阶段dW =0，rW =0（有用功），故有： fW + E=0 起动和停车阶段，我们统称为机械运转的过渡阶段。 多数机械都是在稳定阶段进行工作的...
