第 10章 机械系统动力学
第 10章 机械系统动力学
10.1 作用在机械上的力及机械的运转过程
10.2 机械的等效力学模型
10.3 机械运动方程式的建立及求解
10.4 机械的速度波动及调节方法
10.5 飞轮设计
第 10章 机械系统动力学
作用在机械上的力
10.1 作用在机械上的力及机械的运转过程
工作阻力
驱动力
第 10章 机械系统动力学
机械的运转过程及特征
10.1 作用在机械上的力及机械的运转过程
第 10章 机械系统动力学
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,
第 10章 机械系统动力学
10.2.1 等效动力学模型的建立
10.2 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。
第 10章 机械系统动力学
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
第 10章 机械系统动力学
10.2.2 等效量的计算
功率和不变
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第 10章 机械系统动力学
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。
第 10章 机械系统动力学
10.2.2 等效量的计算
动能不变
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第 10章 机械系统动力学
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。
第 10章 机械系统动力学
10.3 机械运动方程式的建立与求解
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第 10章 机械系统动力学
10.3 机械运动方程式的建立与求解
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第 10章 机械系统动力学
10.4 机械速度的波动及其调节方法
10.4.1 周期性速度波动及其调节
原因分析,
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第 10章 机械系统动力学
速度波动衡量指标,
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第 10章 机械系统动力学
周期性速度波动的调节方法,
安装飞轮,
? 机械出现盈功时，飞轮以动能的形式存储能量；
? 机械出现亏功时，飞轮释放 其存储的能量 。
第 10章 机械系统动力学
10.4 机械速度的波动及其调节方法
10.4.2 非周期性速度波动及其调节
原因：机械工作阻力或者驱动力在工作过程中发生突变
调节方法（ 1）：自调性系统
第 10章 机械系统动力学
调节方法（ 2）：安装专用调速器
第 10章 机械系统动力学
10.5 飞轮设计
10.5.1 飞轮设计原理
第 10章 机械系统动力学
10.5.2 飞轮设计方法
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第 10章 机械系统动力学
本 章 小 结
第 10章 机械系统动力学
10.1 作用在机械上的力及机械的运转过程
10.2 机械的等效力学模型
10.3 机械运动方程式的建立及求解
10.4 机械的速度波动及调节方法
10.5 飞轮设计
第 10章 机械系统动力学
作用在机械上的力
10.1 作用在机械上的力及机械的运转过程
工作阻力
驱动力
第 10章 机械系统动力学
机械的运转过程及特征
10.1 作用在机械上的力及机械的运转过程
第 10章 机械系统动力学
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,
第 10章 机械系统动力学
10.2.1 等效动力学模型的建立
10.2 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。
第 10章 机械系统动力学
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
第 10章 机械系统动力学
10.2.2 等效量的计算
功率和不变
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第 10章 机械系统动力学
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。
第 10章 机械系统动力学
10.2.2 等效量的计算
动能不变
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第 10章 机械系统动力学
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。
第 10章 机械系统动力学
10.3 机械运动方程式的建立与求解
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第 10章 机械系统动力学
10.3 机械运动方程式的建立与求解
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第 10章 机械系统动力学
10.4 机械速度的波动及其调节方法
10.4.1 周期性速度波动及其调节
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第 10章 机械系统动力学
速度波动衡量指标,
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第 10章 机械系统动力学
周期性速度波动的调节方法,
安装飞轮,
? 机械出现盈功时，飞轮以动能的形式存储能量；
? 机械出现亏功时，飞轮释放 其存储的能量 。
第 10章 机械系统动力学
10.4 机械速度的波动及其调节方法
10.4.2 非周期性速度波动及其调节
原因：机械工作阻力或者驱动力在工作过程中发生突变
调节方法（ 1）：自调性系统
第 10章 机械系统动力学
调节方法（ 2）：安装专用调速器
第 10章 机械系统动力学
10.5 飞轮设计
10.5.1 飞轮设计原理
第 10章 机械系统动力学
10.5.2 飞轮设计方法
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第 10章 机械系统动力学
本 章 小 结
