第7章 机械运转速度波动的调节 ◆内容 §7-1机械运转速度波动调节的目的和方法 §7-2飞轮设计的近似方法（重点） §73飞轮主要尺寸的确定 机械设计基础
第7章 机械运转速度波动的调节 u内容 §7-1 机械运转速度波动调节的目的和方法 §7-2 飞轮设计的近似方法（重点） §7-3 飞轮主要尺寸的确定
§7-1机械运转速度波动调节的目的和方法 一.基本概念 1.速度波动： 实际 匀速 运动速度 (理想) 速度 v/@ 波动 机械设计基础 (为什么会出现速度波动？？)
§7-1 机械运转速度波动调节的目的和方法 一．基本概念 1. 速度波动： v/ω t 匀速 （理想） 实际 运动速度 速度 波动 （为什么会出现速度波动？？）
§7-1机械运转速度波动调节的目的和方法 2.驱动力与输入功：机器要能运转，必须有动 力，这个动力就是驱动力，它由原动机提供， 如电动机、内燃机、蒸气轮机等。则驱动力 做的功就是输入功。 3.工作阻力与输出功：机器的作用就是靠它的 执行机构完成传递运动、力、物料、信息等 任务，那么这个过程中肯定会收到各种各样 的力的作用，这个力称为工作阻力，则工作 机械设计基础 阻力做的功就是输出功
2.驱动力与输入功：机器要能运转，必须有动 力，这个动力就是驱动力，它由原动机提供， 如电动机、内燃机、蒸气轮机等。则驱动力 做的功就是输入功。 3.工作阻力与输出功：机器的作用就是靠它的 执行机构完成传递运动、力、物料、信息等 任务，那么这个过程中肯定会收到各种各样 的力的作用，这个力称为工作阻力，则工作 阻力做的功就是输出功。 §7-1 机械运转速度波动调节的目的和方法
§7-1机械运转速度波动调节的目的和方法 4.盈功与亏功：在某一 个时间段内，输入功 Ma 与输出功的大小可能 M, Ma M, 由三种情况：输入功 大于输出功时，多于 的部分就称作盈功； 输入功小于输出功， E 小的部分就称作亏功； 如果两者相等，在输 入刚好等于输出，刚 机械设计基础 好平衡。 驱动力矩与能量图
4. 盈功与亏功：在某一 个时间段内，输入功 与输出功的大小可能 由三种情况：输入功 大于输出功时，多于 的部分就称作盈功； 输入功小于输出功， 小的部分就称作亏功； 如果两者相等，在输 入刚好等于输出，刚 好平衡。 §7-1 机械运转速度波动调节的目的和方法 驱动力矩与能量图
§7-1机械运转速度波动调节的目的和方法 5.速度波动的原因：机器运转的时，在某阶 段出现盈功，也就是输入的功克服工作阻 力做功外还有盈余，这时候运动件的动能 增加，速度也就增加。相反出现亏功时， 输入功小于输出功，运动件只能释放自己 的动能来补偿，这样，其自身速度就下降 了。所以，机器运转中盈功亏功的出现是 导致运动件速度波动的根本原因。如果输 机械设计基础 入功等于输出功，能量平衡，速度不变
5.速度波动的原因：机器运转的时，在某阶 段出现盈功，也就是输入的功克服工作阻 力做功外还有盈余，这时候运动件的动能 增加，速度也就增加。相反出现亏功时， 输入功小于输出功，运动件只能释放自己 的动能来补偿，这样，其自身速度就下降 了。所以，机器运转中盈功亏功的出现是 导致运动件速度波动的根本原因。如果输 入功等于输出功，能量平衡，速度不变。 §7-1 机械运转速度波动调节的目的和方法
§7-1机械运转速度波动调节的目的和方法 6.机械运转速度的波动的危害： ① 运动副中产生附加的动压力（惯性力） 机械振动 降低机械的寿命、效率和工作可靠性 7.机械速度波动的调节：采取措施把机械运 转速度波动控制在容许范围之内，以减小 其产生的不良影响，称为机械速度波动的 机械设计基础 调节
6.机械运转速度的波动的危害： ① 运动副中产生附加的动压力（惯性力） ② 机械振动 ③ 降低机械的寿命、效率和工作可靠性 7.机械速度波动的调节：采取措施把机械运 转速度波动控制在容许范围之内，以减小 其产生的不良影响，称为机械速度波动的 调节。 §7-1 机械运转速度波动调节的目的和方法
§7-1机械运转速度波动调节的目的和方法 一、周期性速度波动 1.周期性速度波动： 当外力作周期性变 化时，机械主轴的 角速度也作周期性 的变化，如图7-1 虚线所示。机械的 这种有规律的、周 期性的速度变化称 机械设计基础 为周期性速度波动。 图7-1周期性速度波动
一、周期性速度波动 1. 周期性速度波动： 当外力作周期性变 化时，机械主轴的 角速度也作周期性 的变化，如图7-1 虚线所示。机械的 这种有规律的、周 期性的速度变化称 为周期性速度波动。 §7-1 机械运转速度波动调节的目的和方法
§7-1机械运转速度波动调节的目的和方法 2.周期性速度波动的重要特征：在一个整周期中，驱动力所 作的输入功与阻力所作的输出功是相等的。但是在周期中 的某段时间内，输人功与输出功却是不相等的（如图所 示)，因而出现速度的波动。 3.调节方法：调节周期性速度波动的常用方法是在机械中加 上一个转动惯量很大的回转件一一飞轮。 飞轮平衡原理：盈功时飞轮转速略增并将多余的功以动能 的形式储存起来，使机械的速度上升较慢；亏功时飞轮转 速略减并将储存的能量释放出来以补充驱动力功的不足， 使机械的速度下降较慢；从而把速度波动控制在允许的范 机械设计基 围内。图7-1中实线为安装飞轮调节后的速度曲线
2. 周期性速度波动的重要特征：在一个整周期中，驱动力所 作的输入功与阻力所作的输出功是相等的。但是在周期中 的某段时间内，输人功与输出功却是不相等的（如图所 示），因而出现速度的波动。 3. 调节方法：调节周期性速度波动的常用方法是在机械中加 上一个转动惯量很大的回转件——飞轮。 n 飞轮平衡原理：盈功时飞轮转速略增并将多余的功以动能 的形式储存起来，使机械的速度上升较慢；亏功时飞轮转 速略减并将储存的能量释放出来以补充驱动力功的不足， 使机械的速度下降较慢；从而把速度波动控制在允许的范 围内。图7-1中实线为安装飞轮调节后的速度曲线。 §7-1 机械运转速度波动调节的目的和方法
§7-1机械运转速度波动调节的目的和方法 二、非周期性速度波动 1.非周期性速度波动：在机械运转过程中，由于机械驱 动力或阻力的不规则变化等原因使机械动能的平衡关 系遭到破坏，因而使机械的运转速度发生不规则的随 机变化。 2.非周期性速度波动的危害：如果输入功在很长一段时 间内总是大于输出功，则机械运转速度将不断升高， 直至超越机械强度所容许的极限转速而导致机械损坏； 机械设计基 反之，如输入功总是小于输出功，则机械运转速度将 不断下降，直至停车。 础
二、非周期性速度波动 1. 非周期性速度波动：在机械运转过程中，由于机械驱 动力或阻力的不规则变化等原因使机械动能的平衡关 系遭到破坏，因而使机械的运转速度发生不规则的随 机变化。 2. 非周期性速度波动的危害：如果输入功在很长一段时 间内总是大于输出功，则机械运转速度将不断升高， 直至超越机械强度所容许的极限转速而导致机械损坏； 反之，如输入功总是小于输出功，则机械运转速度将 不断下降，直至停车。 §7-1 机械运转速度波动调节的目的和方法
§7-1机械运转速度波动调节的目的和方法 3.调节方法：安装调速器。通过调速器，可以使驱 动力作的功和阻力作的功趋于平衡，以使机械重 新恢复稳定运转。 正常速度运转 右图所示为 机械式离心 调速器的工 作原理图。 机械设计基础 油箱供油 发动机用油
3. 调节方法：安装调速器。通过调速器，可以使驱 动力作的功和阻力作的功趋于平衡，以使机械重 新恢复稳定运转。 n 右图所示为 机械式离心 调速器的工 作原理图。 §7-1 机械运转速度波动调节的目的和方法