《机械原理》课程教学课件（讲稿）第十二章 机器的运转及其速度波动的调节

机械原理第十二章 机器等效动力学模型一、等效力和等效力矩定义：当研究机器在已知力作用下的运动时，用作用在机器某一构件上的一个假想力或力矩来代替作用在该机器上的所有已知外力和力矩，其替代条件（或原则）：假想力F或力矩M所做的功或所产生的功率应等于所有被代替的力和力矩所做的功或所产生的功率之和等效力：假想力F称为等效力。等效力矩：假想力矩M称为等效力矩

机械原理 定义： 当研究机器在已知力作用下的运动时，用作用 在机器某一构件上的一个假想力或力矩来代替作 用在该机器上的所有已知外力和力矩，其替代条 件（或原则）：假想力F或力矩M所做的功或所 产生的功率应等于所有被代替的力和力矩所做的 功或所产生的功率之和。 等效力：假想力F称为等效力。 等效力矩：假想力矩M称为等效力矩。 第十二章 机器等效动力学模型 一、等效力和等效力矩

机械原理第十二章 机器等效动力学模型等效构件：受等效力或等效力矩作用的构件。通常总是选择根据其位置便于进行运动分析的构件作为等效构件。B等效点：等效力作用的点。VB设F为加在等效点B且垂直于AB的等效力，90°F1VB为等效点B的速度TB或设M为作用于等效构件AB的等效力矩O0の为等效构件的角速度M则有：P=Fv=Mの

机械原理 等效构件：受等效力或等效力矩作用的构件。 通常总是选择根据其位置便于进行运动分析的构 件作为等效构件。 等效点：等效力作用的点。 设F为加在等效点B且垂直于AB的等效力， vB为等效点B的速度 第十二章 机器等效动力学模型 或设M为作用于等效构件AB的等效力矩， ω为等效构件的角速度 则有： P   Fv M B 

机械原理第十二童机器等效动力学机型设F、M为作用于第i个构件的力和力矩：v为F作用点的速度，其与F的夹角为：の为该构件的角速度。则作用在机器所有构件上的已知给定力和力矩所产生的功率：2P,-2Fv,cos0 +Z+M,0;=1Fvg = ZFy, coso, + Z±M,o,i=11-1AAMo=Fy,cose, +Z+M,o,J合i=1kkv,coseF=-+M合1VBVB1-1ky,cose0;TM=土00i=li=1

机械原理 设Fi、Mi为作用于第i个构件的力和力矩；vi为Fi作用 点的速度，其与Fi的夹角为θi；ωi为该构件的角速度。 则作用在机器所有构件上的已知给定力和力矩所产生 的功率： 第十二章 机器等效动力学模型 11 1 cos kk k i ii i i i ii i P Fv M         1 1 1 1 cos cos k k B ii i i i i i k k ii i i i i i Fv F v M M Fv M                  1 1 1 1 cos cos k k ii i i i i i B B k k ii i i i i i v FF M v v v MF M                  

第十二章 机器等效动力学模型机械原理kK,coso0,V.+MBVBVBi=1VBi=AKy,cose0;0M=1M90M.00i=1i=lFd0由上可知：1)等效力F和等效力矩M只与各速度比有关，是机构位置的函数。VBB2）各速度比可用任意比例尺所画的速Q度多边形中的相当线段之比来表示，903）若选择绕固定轴线转动的构件作为等效构件，则：M=FIAB4)如果F和M随时间或角速度等因素变化，则F和M是几个变量的函数

机械原理 由上可知： 1) 等效力F和等效力矩M只与各速度 比有关，是机构位置的函数。 2) 各速度比可用任意比例尺所画的速 度多边形中的相当线段之比来表示。 第十二章 机器等效动力学模型 90° ω φ A B vB Md Fd 90° ω φ A B vB Mr Fr 1 1 1 1 cos cos k k ii i i i i i B B k k ii i i i i i v FF M v v v MF M                   3) 若选择绕固定轴线转动的构件作为 等效构件，则：M=FlAB 4) 如果Fi和Mi随时间或角速度等因素 变化，则F和M是几个变量的函数

机械原理第十二章 机器等效动力学模型注意：等效力和等效力矩是一个假想的力或力矩它不是合力或合力矩例12-1在图所示的内燃机推动发电机的机组中，已知机构的尺寸和位置，重力G2和G3，齿轮5、6、7和8的齿数z5、Z6、z和z8，以及气体加于活塞上的压力F3和发电机的阻力矩M：。设不计各构件的重力，求换算到构件1上的等效驱动力矩M和等效阻力矩Mr。FVs20S2RC2F3nRA8L-MG2Mr46G39M

机械原理 注意： 例12-1 在图所示的内燃机推动发电机的机组中，已 知机构的尺寸和位置，重力 G2 和 G3，齿轮 5 、 6 、 7 和 8 的齿数 z 5 、 z 6 、 z 7 和 z 8，以及气体加于活塞上的压力 F3 和发电机的阻力矩 M8。设不计各构件的重力，求换算 到构件 1上的等效驱动力矩 Md和等效阻力矩 Mr 。 第十二章 机器等效动力学模型 等效力和等效力矩是一个假想的力或力矩， 它不是合力或合力矩。 ω 1 Mr Md Fd 3 7 6 4 8 1 c G3 G2 9 5 A M8 B S2 vs2 F3 2 θ