1. 启动阶段

· 定义 ：机械从静止状态过渡到工作状态的过程。

特点 ：

§ 机械从静止开始加速，驱动力对系统做正功（ W d >W r ），系统动能增加（E=W d −W r ），运转速度逐渐上升至工作转速。

§ 速度波动较大，需克服惯性力、摩擦力等阻力。

能量关系 ：

§ 驱动功 ：外力输入的功（如电动机扭矩、燃油燃烧产生的动力）。

§ 总耗功 ：包括摩擦损耗、空气阻力等消耗的功。

§ 动能积累 ：驱动功与总耗功的差值转化为系统动能，推动速度提升

· 注意事项 ：

· 需确保机械各部件预热（如润滑油温度）、润滑系统正常。

· 避免启动时负载过大导致机械损坏。

· 检查传动系统（如齿轮、皮带）的紧固性和运行状态。

2. 稳定运转阶段

· 定义 ：机械在达到工作速度后，以相对稳定的参数运行的阶段。

· 特点 ：

· 速度波动类型 ：

a. 匀速稳定运转 ：角速度恒定（ ω=常数），无需调节。

b. 周期性变速稳定运转 ：角速度随时间呈周期性波动（ ω(t)=ω(t+T p )），例如机床主轴的周期性负载变化。

c. 非周期性变速稳定运转 ：角速度波动无规律，需通过调速器调节。

· 能量平衡 ：在一个运动循环内，驱动功与阻抗功相等（ A_驱动 = A_阻抗），动能变化为零，但速度可能呈现周期性波动。

· 功能关系 ：驱动功 = 总阻抗功（包括有用功和损失功，如摩擦损耗）。

· 速度波动的不良后果 ：

· 附加动压力 ：运动副中产生额外应力，加剧磨损。

· 弹性振动 ：消耗能量，降低机械效率。

· 工艺影响 ：产品质量下降（如加工精度波动）。

· 极端情况 ：载荷突变可能导致飞车（转速失控）或停车事故。

· 调节方法 ：

· 周期性波动 ：通过安装 飞轮 （质量较大的回转体）储存和释放能量，平抑速度波动。

· 非周期性波动 ：使用 调速器 （如离心式调速器）动态调节驱动力或负载。

能量关系 ：

o 周期始末动能相等 ： E A =E B ，即动能增量为零，但瞬时速度可能因波动而变化。

o 速度波动调节 ：通过飞轮等装置储存动能，抑制波动。飞轮设计需满足 不均匀系数（ δ ） 要求，确保平均速度稳定

3. 停车阶段

· 定义 ：机械从工作状态逐渐停止运行的过程。

· 特点 ：

· 驱动力与阻抗力的关系 ：驱动功降为零，阻抗力（如摩擦力、制动阻力）消耗系统动能。

· 速度变化 ：角速度逐步下降至零，机械完全停止。

· 能量释放 ：系统动能通过阻抗力转化为热能或其他形式散失。

· 注意事项 ：

· 安全停车 ：逐步卸载负载，避免急停导致机械冲击。

· 防止惯性损伤 ：对高速运转部件（如飞轮）需采取制动措施。

· 检查维护 ：停车后需检查润滑系统、传动部件及易损件状态。

4、 机械运转过程中的关键问题

速度波动调节 ：

· 周期性波动 ：飞轮通过其转动惯量储存盈功（驱动功 > 阻抗功时）并释放亏功（阻抗功 > 驱动功时），使速度波动范围缩小。

· 非周期性波动 ：调速器根据转速变化调整驱动力或负载，维持稳定运行（如蒸汽机的离心调速器）。

等效动力学模型 ：

· 通过等效构件（如主轴）简化机械系统，将所有构件的质量、转动惯量及外力等效集中到该构件上，便于分析运动规律。

· 等效原则 ：

· 动能等效 ：等效构件的动能等于系统总动能。

· 功等效 ：等效构件上的外力做功等于系统所有外力的总功。

5、 机械传动的影响 ：

· 摩擦传动 （如带传动）：易实现无级变速，但传动比不恒定，适用于小功率场合。

· 啮合传动 （如齿轮、链传动）：传动比准确，适用于大功率和高精度场景。