Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Лекции.pdf
Скачиваний:
314
Добавлен:
24.04.2015
Размер:
7.25 Mб
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

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 = 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 t +C2 cost + 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 cost C2 sin t)

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(1cost).

(24.13)

Угловое ускорение ротора двигателя находится из уравнения (24.5):

ω

= M T

= M

I2ε

(1cost) .

 

1

I1

I1 I1

 

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

ω1 =ε +ε I2 cost .

I1

Угловая скорость ротора

ω1 =εt + ε I2 sin t+ D1. 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(1cost),

 

 

 

угловая скорость

 

 

I2

 

 

 

 

 

 

 

 

ε

 

 

 

ω

 

=εt

sin t + D .

(24.15)

2

 

 

 

 

 

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 , 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 / зависит

только от ускорения ε

и частоты 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