理论教育 曲轴转速对传动机构动态特性的影响

曲轴转速对传动机构动态特性的影响

时间:2023-06-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:图4.3.7不同曲轴转速下传动机构动态特性滑块的位移曲线和速度曲线如图4.3.7所示,计算结果表明滑块位移曲线整体趋势基本相同。此外,相对间隙尺寸的影响,曲轴转速对加速度波动的影响较大。从图4.3.9可以得出曲轴转速对滑块下死点动态精度影响较大。因此,曲轴转速对高速转动的机构动态特性影响很大,对于高速重载机械压力机的研究,曲轴转速对传动机构的动态特性影响不可忽略。

曲轴转速对传动机构动态特性的影响

进一步研究曲轴转速对传动机构动态特性的影响,以主滑块质心为参考点,考虑高速重载机械压力机的工作频率范围,分别取曲轴转速为90 r/min,120 r/min,150 r/min,180 r/min,间隙尺寸为0.10 mm进行动力学仿真分析,传动机构的动态性能仿真结果如图4.3.7~图4.3.9所示。

图4.3.7 不同曲轴转速下传动机构动态特性

滑块的位移曲线和速度曲线如图4.3.7所示,计算结果表明滑块位移曲线整体趋势基本相同。为了更清晰地观察曲轴转速对传动机构动态特性的影响,截取局部放大图进行对比分析。由局部放大图可以发现,滑块位移曲线随转速的增加有增大的趋势,但相对间隙尺寸增大的影响来说,曲轴转速对滑块位移曲线的影响较小。而滑块速度曲线受曲轴转速变化影响非常明显,且振动现象始终存在。当曲轴转速为90 r/min时,滑块速度峰值为0.249 3 m/s。当曲轴转速增加到180 r/min时,滑块速度峰值为0.651 8 m/s。结果表明曲轴转速对滑块位移曲线影响较小,对滑块速度变化影响很大。

图4.3.8 曲轴转速对滑块加速度影响(www.daowen.com)

图4.3.9 曲轴转速对机构下死点动态精度影响

图4.3.8描述了曲轴转速对滑块加速度曲线的影响。从图4.3.8中可以看出,不同曲轴转速下滑块加速度均出现波动现象,随曲轴转速的增加,滑块加速度峰值明显增大。当曲轴转速为90 r/min时,加速度峰值为4.25 m/s2,而曲轴转速为180 r/min时,加速度峰值达到了15.02 m/s2。此外,相对间隙尺寸的影响,曲轴转速对加速度波动的影响较大。其原因在于:连续接触运动是传动机构运动的主要阶段,转速的增加会引起轴承与轴之间碰撞速度的增加。

从图4.3.9可以得出曲轴转速对滑块下死点动态精度影响较大。结果表明:在相同间隙尺寸的情况下,下死点平均位置有向下飘移的趋势,而且下死点动态精度明显下降。当曲轴转速为90 r/min时,下死点平均位置为-2 114.746 mm,波动值为0.001 8 mm。随着曲轴转速增加到180 r/min时,下死点平均位置为-2 114.766 mm,波动值为0.007 4 mm。结果表明曲轴转速越大,传动机构的下死点动态精度越低。

分析以上不同曲轴转速时传动机构动态特性可知,转速越高,对含柔性构件传动机构性能影响越大,传动机构的稳定性越差,传动机构的运动精度也越低。因此,曲轴转速对高速转动的机构动态特性影响很大,对于高速重载机械压力机的研究,曲轴转速对传动机构的动态特性影响不可忽略。

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