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动态力及其对构件的影响

时间:2023-07-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:动态力就是零件或部件等物体在进行加速或减速运动、单自由度物体受外力作强迫振动时产生的力,以及物体作加速或减速旋转运动时产生的力或旋转力矩。当采用减小构件的质量、或者改变形状来减小惯性矩时,动态力使构件的变形可能增大、强度可能降低。此时必须注意产生的后果,即转动构件的变形和强度是否允许。图2.3-3 与力及力矩大小对应的设计形状a)力作用路径 b)弯矩图 c)实际的变形 d)设计形状表2.3-1 动态力的运动方程式

动态力及其对构件的影响

动态力就是零件或部件等物体在进行加速或减速运动(直线或旋转运动)、单自由度物体受外力作强迫振动时产生的力,以及物体作加速或减速旋转运动时产生的力或旋转力矩。动态力的运动方程式(力或力矩计算式)见表2.3-1。

直线加(减)速运动产生的力F,与旋转加(减)速运动产生的旋转力矩M的方程式,在形式上是一致的。直线运动物体的质量m越大,力F也越大。旋转运动的物体惯性矩I越大,转矩M也越大。常用的构件形状及其惯性矩计算式可参看本篇第2章表2.2-3。

由转矩方程式M可知,如果给出了电动机的转矩M,又计算出减速器及旋转物体(构件)的转动总惯性矩,便可算出转动的角加速度角速度,需要达到某一角加速度或角速度的时间t也可计算出来。若要缩短加速(如电动机起动)或减速(如电动机制动)的时间t,可以用减小惯性矩I或增大电动机转矩M(增大电动机的功率)的办法解决。增大转矩的方法,除了增大电动机容量(功率)外,还可采用离合器接入转动惯量很大的飞轮的方法。减小转动惯性矩的方法,除了减小转动件的质量m,还可用改变转动件形状的方法减小转动惯性矩。当采用减小构件的质量(用密度低的轻材料)、或者改变形状(用减小结构尺寸的方法)来减小惯性矩时,动态力使构件的变形可能增大、强度可能降低。此时必须注意产生的后果,即转动构件的变形和强度是否允许。

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2.3-3 与力及力矩大小对应的设计形状(www.xing528.com)

a)力作用路径 b)弯矩图 c)实际的变形 d)设计形状

2.3-1 动态力的运动方程式

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