Уравнение (4.12) называют уравнением движения машины в форме кинетической энергии.

4.4. Уравнение движения машины в дифференциальной форме

Уравнение (4.11) можно записать в следующем виде:

, (4.13)

где Мпр.пр.дв.пр.сопр. – суммарный приведенный момент сил движущих и сил сопротивлений.

Продифференцируем (4.13) по переменной φ:

 

;

 

(4.14)

Преобразуем , разделив числитель и знаменатель на , и получим:

 

,

где - угловое ускорение.

Тогда уравнение (4.14) можно записать в следующем виде:

 

(4.15)

Это есть дифференциальное уравнение движения машины для ведущего вращающегося ведущего звена.

Дифференциальное уравнение движения машины для поступательно движущегося ведущего звена выводится аналогично предыдущим выкладкам и имеет вид:

 

(4.16)

 

Решать дифференциальные уравнения движения можно графическим или численным методом (методом последовательных приближений).

4.4 Режимы движения машины

В общем виде движения машины можно разделить на три основных режима (периода): разгон, установившееся движение и останов (рис. 4.5).

 

 

 

Рис. 4.5. Схема режимов движения машины

 

В режиме разгона угловая скорость в начале режима , в конце , что следует из уравнения (4.12). При этом всегда , иначе разгон невозможен.

В режиме установившегося движения , изменение кинетической энергии (в среднем за один оборот ведущего вала) . В пределах одного оборота происходят периодические колебания угловой скорости вала машины.

В режиме останова (когда двигатель отключен) . При этом выполняется работа, затрачиваемая на преодоление сил трения .

4.5. Механический КПД механизма

В период установившегося движения машины соблюдается условие равенства работ сил движущих и сил сопротивлений:

Адв.сопр.

Работа сил сопротивления складывается из суммы работ сил полезного сопротивления Апол.сопр. и сил вредного сопротивления Авр.сопр.. Тогда

Адв. = Апол.сопр. + Авр.сопр.

Разделим левую и правую части равенства на величину работы сил движущих:

и получим

1 = η + φ , где

- механический (цикловой) коэффициент полезного действия (КПД),

- коэффициент механических потерь.