机械设计手册:单行本·机构·结构设计(第六版)
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4.1 机器的运动过程和运动方程式

机器的整个运动(常以主轴代表)可以分为三个阶段,如图4-1-10所示。

图4-1-10

在启动阶段,机器存在着较大的加速度以及由其惯性所引起的附加动载荷,很容易引起机件的损坏,因而对于惯性大的机器应仔细地考虑其启动方式,并设置相应的装置。

在稳定运动阶段,机器主轴的运动速度为常数,即匀速运动,如图4-1-10中曲线1所示(例如电动机、鼓风机等),或在其正常工作速度相对应的平均值ωm的上下作周期性(周期为tc)变动,即变速运动,如图4-1-10中曲线2所示(例如各种活塞式原动机和工作机)。这是机器的正常工作阶段,其运动特性应满足工作机械的要求。

在停车阶段,为了缩短停车时间往往在机器中设置制动装置。

机器在运动过程中的功能关系可用下列运动方程式表示

Ac-Az-Am±AG=E2-E1  (4-1-8)

式中 Ac——在时间间隔t2-t1内驱动力Pc所作的功;

Az——在时间间隔t2-t1内生产阻力Pz所作的功;

Am——在时间间隔t2-t1内摩擦阻力Pm等所作的功;

AG——在时间间隔t2-t1内所有构件重力所作的功;有时为正,取“+”号;有时为负,取“-”号;

E2机器在t2时所具有的总动能,

E1机器在t1时所具有的总动能,

t2时第i个构件质心的线速度(第i个构件的角速度);

t1时第i个构件质心的线速度(第i个构件的角速度)。