Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Лекции.pdf
Скачиваний:
366
Добавлен:
24.04.2015
Размер:
7 Мб
Скачать
☆

На рисунке 24.4 представлена кинематическая схема привода с массами, движущимися с различными скоростями.

Рисунок 24.4 – Кинематическая схема привода с ременной передачей:

I2

 

и I3 – моменты инерции шкивов, c – жесткость

упругого податливого ремня

 

Пользуясь приведенными моментами инерции (24.1)

 

I

3пр

=

I3

,

 

I

4пр

=

I4

,

i =

ω1

,

 

 

 

 

 

i2

 

 

 

 

i2

 

 

14

 

ω

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14

 

 

 

 

 

 

 

 

14

 

 

 

 

 

 

 

 

приведенными моментами полезного и вредного сопротивления (24.2)

 

 

M4пр = M4 , Mc4пр = Мс4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i14

 

 

 

и эквивалентной податливостью

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

=

 

1

+

1

+

1

 

,

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

С

 

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

экв

 

С

 

 

 

 

пр

 

 

 

2пр

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где приведенные жесткости (24.3, 24.4)

 

 

 

 

 

 

 

 

Vp

 

C

2пр

=

С

2 ;

 

C

пр

= сρ

2

, ρ

=

,

 

 

 

 

 

ω

 

 

 

i2

 

 

 

 

 

1P

 

 

1P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

где Vp – скорость ремня, придем к рассмотрению двухмассовой упругой системы на рисунке 24.5.

Рисунок 24.5 – Двухмассовая упругая система – модель привода на рисунке 24.4

24.5 Пуск двигателя

Пренебрегая моментом потерь на трение Mc4 (рис. 24.5), рассмотрим двухмассовую упругую систему на рисунке 24.6 с несколько иными

165

обозначениями. На нем Mд – постоянный момент двигателя, MC – постоянный момент потерь на трение, T – моменты «закручивающие» упругую связь.

 

Рисунок 24.6 – Пуск двигателя

 

Уравнение движения ротора двигателя

 

 

M −T = I1ω1 , M = Mд − Mc .

(24.5)

Закон Гука в приложении к упругой связи

 

 

T = c(ϕ1 −ϕ2 ) ,

(24.6)

где ϕ1 и ϕ2 –

угловые перемещения ее концов;

уравнение движения

приведенного выходного звена

 

 

T = I2ω2

(24.7)

(точкой обозначено однократное дифференцирование по времени) .

Дважды дифференцируем соотношение (24.6) и выражая ускорения ω1 и ω2 из уравнений (24.5, 24,7), получим дифференциальное уравнение относительно крутящего момента T :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T

 

 

T = c(ω1 −ω2 ) = c M −T −

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I1

I2

 

T + c

I1 + I2

 

T = c

 

I1 + I2

 

I1I2

 

M .

(24.8)

 

 

 

 

 

 

 

 

I1I2

 

 

 

 

 

 

I1I2

 

I1 + I2 I1

 

Вводя в уравнение (24.8) обозначения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ω2 = c

 

I1 + I2

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I I

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M

1

 

 

 

 

 

 

 

 

ε =

 

 

 

 

 

= const ,

 

 

 

 

 

 

 

I

+ I

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

перепишем его:

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

2

I ε .

 

 

 

(24.9)

 

T + Ω T = Ω

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

Его общее решение слагается из общего решения однородного уравнения

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T + Ω T = 0

 

 

 

 

 

 

и какого-либо частного решения исходного неоднородного уравнения (24.9):

T =C1 sin Ωt +C2 cosΩt + I2ε .

(24.10)

Произвольные постоянные C1 и C2

 

 

в решении (24.10) находятся из начальных

условий пуска – в момент t = 0 угловые скорости,

угловое ускорение ротора,

производная крутящего момента

166

ω10 = 0, ω20 = 0, ω10

=

M

 

= c(ω10 +ω20 ) = 0

(24.11)

I1

, T0

(получаем из соотношения (24.6)), крутящий момент

 

 

T0 = 0

 

(24.12)

(получается из уравнения (24.5)). Подставляя решение (24.10) и производную

T = Ω(C1 cosΩt −C2 sin Ωt)

в условия (24.11, 24.12), находим постоянные C1 и C2 :

C1 = 0 , C2 = −I2ε .

Решение, отвечающее начальным условиям (24.11), (24.12),

 

T = I2ε(1−cosΩt).

(24.13)

Угловое ускорение ротора двигателя находится из уравнения (24.5):

ω

= M −T

= M −

I2ε

(1−cosΩt) .

 

1

I1

I1 I1

 

Возвращаясь здесь к обозначениям в уравнении (24.8), получим ускорение ротора:

ω1 =ε +ε I2 cosΩt .

I1

Угловая скорость ротора

ω1 =εt + ε I2 sin Ωt+ D1. Ω I1

Начальное условие ω10 = 0 дает D1 = 0.

Угловое ускорение выходного звена находится из уравнения использованием решения (24.13):

(24.14)

(24.7) с

ω2

=

T

=ε(1−cosΩt),

 

 

 

угловая скорость

 

 

I2

 

 

 

 

 

 

 

 

ε

 

 

 

ω

 

=εt −

sin Ωt + D .

(24.15)

2

 

 

 

 

 

Ω

2

 

Начальное условие ω20 = 0 дает D2 = 0 .

 

I1 и I2

Из решений (24.14), (24.15)

видно, что угловые скорости масс

получаются наложением (рис. 24.7) гармонических колебаний с частотой Ω, происходящих в противофазе, на равноускоренное движение с угловым ускорением ε (которое получается, если пренебречь податливостью упругой связи, то есть из рассмотрения жесткого приведенного звена). При малом моменте инерции I2 угловая скорость

 

 

ω1 ≈εt

изменяется во

времени по линейному закону, тогда как угловая скорость ω2

колеблется по

закону

(24.15), так как амплитуда ее колебаний ε / Ω зависит

только от ускорения ε

и частоты Ω свободных колебаний системы.

167

Рисунок 24.7 – Угловые скорости при пуске двигателя

Решение (24.13) представлено на рисунке 24.8. Как видим, возможна большая (двукратная) перегрузка упругой связи – по сравнению со средней нагрузкой I2ε .

Рисунок 24.8 – Крутящий момент в упругой связи

168