动力系统课件.ppt

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1、第3章动力系统本章要点：1.工作机械的8种负载特性；2.载荷的3种确定方法；3.处理随机载荷的雨流计数法；4.选用动力机的依据；5.电动机、内燃机、液压马达、气动马达的种类、机械特性与选择。3.1载荷类型及其确定方法3.1.1工作机械的负载特性工作机械的负载特性——工作机械的转矩T与转速n之间的关系。常见工作机械的负载特性见表3-1。3.1.2载荷类型载荷：机械在工作中受到的外力。1.按载荷产生的来源分⑴.工作载荷：①驱动载荷：起重机；②制动载荷：制动器；③阻力载荷：带式输送机、车辆的摩擦阻力，曲柄压力机的曲轴转矩。⑵.动力载荷：①惯性载荷；②（弹性）振动载荷；③冲击（振动）载荷⑶.

2、自然载荷：①自重载荷；②风力载荷；③水力载荷；④温度载荷2.按载荷表示的形式分⑴力⑵力矩⑶转矩⑷压力⑸功率⑹加速度3.按载荷是否随时间变化分⑴.静载荷：是指大小、方向和位置都不变的载荷(如自重)。⑵.动载荷：是指大小、方向或位置随时间变化的载荷。工程中大多数机械所承受的都是动载荷。工程实际中有时将动载荷简化处理成静载荷，以简化设计计算。载荷历程：载荷－时间历程的简称。载荷随时间的变化。4.按动载荷的载荷历程分⑴周期载荷:载荷的幅值和频率在某一时域保持不变、而幅值呈周期性变化。①简谐载荷：以正弦（或余弦）规律变化的载荷。②冲击载荷：特点是作用时间短、幅值变化较大。——常按一般周期载荷来

3、处理。①简谐载荷②冲击载荷③复杂周期载荷：可由傅里叶级数分解成一个常量与无限个简谐载荷的叠加。即：⑵非周期载荷:载荷的幅值和频率都随时间变化。其变化有一定规律并可重复，可用一定的数学公式来表达。①准周期载荷：是由若干个频率比是有理数的正弦量合成的载荷，它仍可用周期载荷的处理方法(频率比是有理数的正弦载荷合成后仍是周期载荷)。②瞬变载荷：除准周期载荷之外的非周期载荷，对它常采用傅里叶变换建立载荷的时间函数和频率函数之间的一一对应关系。⑵非周期载荷:⑶随机载荷:是时间的函数，不可能用确定的数学关系来描述，其具有几个性质：不可重复性：其每次的观测结果都不一样不可预测性：不可能预测它未来某一

4、时刻的精确值但在正常的使用条件下，对某一具体机械，它又具有统计规律例：汽车、拖拉机、船舶等的工作载荷。由于其不确定性，因而只能采用统计的方法来获得它们的统计规律。5.各种载荷的处理⑴静载荷：它的处理较为简单，可用静强度判据来设计计算。⑵动载荷：为了简化计算，也采用名义载荷乘以大于1的动载因数的办法，将动载荷转化为静载荷进行近似的设计计算。⑶周期载荷和非周期载荷为确定性载荷，即可对周期载荷进行傅里叶展开，对非周期载荷进行傅里叶变换以获得它们的变化规律，从而利用疲劳强度理论进行设计计算。⑷随机载荷：是一种无规律的不重复的载荷，对它只能进行统计处理。3.1.3载荷的确定方法机械设计需根据机

5、械的功能预先确定载荷。在确定载荷时，有国家标准的应优先采用国家标准，没有国家标准的，则根据经验或参照其他设计确定。确定载荷通常有三种方法：类比法，计算法，实测法。对于一些复杂的难以确定的载荷，可以把上述几种方法结合起来使用。1.类比法参照同类或相近的机械，根据经验或简单的计算确定所设计机械的载荷。它主要应用在载荷较难确定的场合或设计的初步阶段，也可用在不需精确确定载荷的情况。应用类比法需要一定的实际经验，通常采用几何尺寸类比和动力类比等。式中：F1、L1、P1、T1、－待设计机械的载荷、尺寸F2、L2、P2、T2、－现有机械的载荷、尺寸f(L)－该类机械的尺寸L和载荷Ｆ间的函数关系。

6、T=FD/2N·m，P=Tn/9549kw，P=Fv/1000=Tω/1000kw2.计算法根据机械的功能要求和结构特点，运用静力学、动力学、经验公式或图表等计算确定载荷的方法。例如：重力载荷Ｗ＝mg(m为物体的质量，g为重力加速度)移动部分的惯性载荷F＝ma——(m为物体的质量，a为物体的加速度)；物体所受的摩擦载荷F＝μFn——(μ为摩擦因数，Fn为正压力)3.实测法——用实验分析测定载荷的方法。如果所设计的机械属于创新或研制，无可借鉴和参考，且载荷的确定较重要时，则需通过模型或原型由实测法精确确定。当表征载荷的参数难以直接测量时，必须将它们转换为其他参数，对转换后的参数进行测量

7、。目前广泛采用的方法是将各种非电量的被测参数转化成电量参数进行测量(常称非电量的电测法)，这种方法具有以下优点①可将不同的被测参数转换成相同的电量参数，因此可以使用相同的测量和记录仪器；3.实测法用实验分析测定载荷的方法——创新或研制这种方法具有以下优点：①可将不同的被测参数转换成相同的电量参数，因此可以使用相同的测量和记录仪器；②输出的信号可以作远距离传输，有利于远距离操作和自动控制；③采用电测法可对变化中的参数进行动态测量，可测量和记录其瞬时值及变化过