第七章机械运转速度波动的調节p97 机器运转速度波动调节的目的和方法 飞蚣设针的近纵方法
第七章机械运转速度波动的调节 p.97
圖口 §7-1机器运转速度波动调节的目的和方法 ()调节机器速度波动的目的和方法 目的:如果机械驱动力所作的功=阻力所作的功 A驱=A阻→机械主轴匀速运转(风扇) 但许多机器,每一瞬间A驱≠A阻 A驱>A阻→盈功→机械动能↑→机械速度的波动 A驱<A阻→亏功→机械动能↓ 使运动副产生附加动压力→机械振动↑↓质量↓ →必须对机械速度波动进行调节 分类与方法 这类机械容许的范围内
如果机械驱动力所作的功=阻力所作的功 A驱＝A阻→机械主轴匀速运转(风扇) 一.目的: 使运动副产生附加动压力→机械振动↑η↓质量↓ →必须对机械速度波动进行调节 →这类机械容许的范围内 (一)调节机器速度波动的目的和方法 (二)机器主轴的平均角速度 和运转速度不均匀系数 但许多机器，每一瞬间A驱≠A阻 A驱＞A阻→盈功→机械动能↑ A驱＜A阻→亏功→机械动能↓ →机械速度的波动 §7-1 机器运转速度波动调节的目的和方法 二.分类与方法:
圖口 二分类与方法:p97 1.周期性的速度波动:图7 现象:当外力驱动力和阻力作周期性变化→机器 主轴o周期性变化→由图可知,O在经过一个运动周 期T之后又变到初始状态→动能无增减 整个周期中Ag=A阻→某一瞬间A驱≠A阻 →引起速度波动 调节方法:加上转动惯量很大的回转件一飞轮 盈功使飞轮动能↑ 亏功使飞轮动能↓ 2非周期速度波动
二.分类与方法: p.97 1. 周期性的速度波动: 图7-1 T ω t 整个周期中A驱＝ A阻→某一瞬间A驱≠ A阻 →引起速度波动。 加上转动惯量很大的回转件－飞轮。 盈功使飞轮动能↑ 亏功使飞轮动能↓ 当外力(驱动力和阻力)作周期性变化→机器 主轴ω周期性变化→由图可知, ω在经过一个运动周 期T之后又变到初始状态→ 动能无增减。 现象: 调节方法: 2.非周期速度波动
圖口 飞轮动能变化: △E=1/2·J(02-002) J一飞轮的转动惯量 由式可见,飞轮J越大→使速度波动(实线)↓ 同时,飞轮能利用储备的能量克服短时过载 →∴可选功率较小的原动机。 T 0
飞轮动能变化： 由式可见,飞轮Ｊ越大→使速度波动(实线) ↓ →同时，飞轮能利用储备的能量克服短时过载 →∴可选功率较小的原动机。 △Ｅ＝1/2·Ｊ(ω ２－ ω0 2 ) Ｊ－飞轮的转动惯量 T ω t
圖口 2非周期速度波动p97 现象:当外力突然发生不规m麟 则的较大变化→机器速度不工作机订惊动机 张 规则的变化、或间歇性的变 化→非周期速度波动 不能利用飞轮来调节。 方法:调速器→主要调节驱动力。书流网三蒸汽 例:离心式调速器图72p98
调速器→主要调节驱动力。 例:离心式调速器 图7-2 p.98 现象: 方法: 当外力突然发生不规 则的较大变化→机器速度不 规则的变化、或间歇性的变 化→非周期速度波动 →不能利用飞轮来调节。 2.非周期速度波动 p.97 工作机 原动机 节流阀 蒸汽
圖口 (二)机器主轴的平均角速度和运转速度不均匀系数 大平均角速度:0m≈(Oma+0m)2(7-2) (算术平均角速度)→名义速度 大运转速度不均匀系数:6=(omna-mm)Om (7-3) 由(7-2)(7-3)可得Omx=0m(1+8/2)(74) n(1-8/2)(7-5) 由式可见,δ↓→主轴越接近匀速转动 →不同机器允许的δ不同→表(7-1)P99
（二）机器主轴的平均角速度和运转速度不均匀系数 ＊运转速度不均匀系数:δ＝(ωmax－ωmin)/ωm (7-3) 由(7-2)(7-3)可得:ωmax ＝ωm(1＋δ/2) (7-4) ωmin ＝ωm(1－δ/2) (7-5) 由式可见,δ↓→主轴越接近匀速转动 →不同机器允许的δ不同→表(7-1) P.99 ＊平均角速度: ωm≈ (ωmax＋ ωmin)/2 (7-2) （算术平均角速度）→名义速度
圖口 §7-2飞轮设计的近似方法P9s 设计的基本问题:在机器运转不均匀系数δ 的容许范围内→确定飞轮J。 在一般机器中,由于飞轮质量>其它构件 飞轮的动能>其它构件动能 可近似认为飞轮的动能=整个机器所具的动能 飞轮动能的最大变化值△E max 机器最大盈亏功Ama A △E E E max max max mn =12·J(o 2 nax mIn 2)=J0m26 飞轮应具的转动惯量: =Amx/(On26)=900Amax/(m2m26)(76)
§7-2飞轮设计的近似方法 P.98 在一般机器中，由于飞轮质量 其它构件 →∴飞轮的动能 其它构件动能。 Ａmax＝△Ｅmax＝Ｅmax－Ｅmin ＝1/2·Ｊ(ωmax 2－ωmin 2 )＝Ｊ·ωm 2 ·δ ∴飞轮应具的转动惯量: Ｊ＝Ａmax/(ωm 2 ·δ)＝900Ａmax／(π2·n2 ·δ) (7-6) 设计的基本问题: 在机器运转不均匀系数δ 的容许 范围内→确定飞轮Ｊ。 ∴可近似认为飞轮的动能＝整个机器所具的动能 →∴飞轮动能的最大变化值△Ｅmax ＝机器最大盈亏功Ａmax
圖口 分析:1当m、Am一定时,J与6的关系为等 边双曲线。δJ↑→机器运动匀速性↑。但不 宜过分追求机器运转的均匀性(δ较小,而使J过 大→飞轮笨重→成本↑。 2.当0n、J一定时,Am与δ成 正比→Amax↑机器运转愈不均匀。 3.当A max δ一定时,J与0n2成反 (图7-3) 比→速度↑,所需J↓→宜将飞轮安装在高速轴上 Ama可按机器在一个运动循环中的驱动力和阻 力的功率变化曲线来定。而δ、0n则按机器具体 工作要求来选定。 小结:机器速度波动的原因、分类及调节的方法〈
２.当ωm、Ｊ一定时，Ａmax与δ成 正比→Ａmax↑机器运转愈不均匀。 ３.当Ａmax、δ一定时,Ｊ与ωm 2成反 比→速度↑,所需Ｊ↓→宜将飞轮安装在高速轴上。 1.当ωm、Ａmax一定时，Ｊ与δ的关系为一等 边双曲线。δ↓Ｊ↑→机器运动匀速性↑。但不 宜过分追求机器运转的均匀性(δ较小), 而使Ｊ过 大→飞轮笨重→成本↑ 。 ∴飞轮应具的转动惯量Ｊ＝Ａmax/（ωm 2 ·δ） ＝900Ａmax／(π2·n2 ·δ) (7-6) 小结：机器速度波动的原因、分类及调节的方法 Ａmax可按机器在一个运动循环中的驱动力和阻 力的功率变化曲线来定。而δ、ωm则按机器具体 工作要求来选定。 O J δ (图7－3) 分析: