机械设计基础第七章机械运转速度波动的调节

1、如果机械驱动力所作的功如果机械驱动力所作的功=阻力所作的功阻力所作的功 A驱驱A阻阻机械主轴匀速运转机械主轴匀速运转(风扇风扇)一一.目的目的:使运动副产生附加动压力使运动副产生附加动压力机械振动机械振动质量质量必须对机械速度波动进行调节必须对机械速度波动进行调节 这类机械容许的范围内这类机械容许的范围内(一一)调节机器速度波动的目的和方法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，每一瞬间但许多机器，每一瞬间A驱驱A阻阻 A驱驱A阻阻盈功盈功机械动能机械动能 A驱驱A阻阻亏功亏功机械动能机械动能机械速度的波动机械速度的波动7-1 机器运转速度波动

2、调节的目的和方法机器运转速度波动调节的目的和方法二二.分类与分类与方法方法:二二.分类与分类与方法方法: P.951. 周期性的速度波动周期性的速度波动mmaxminTt整个周期中整个周期中A驱驱 A阻阻某一瞬间某一瞬间A驱驱 A阻阻 引起速度波动。引起速度波动。 加上转动惯量很大的回转件加上转动惯量很大的回转件飞轮飞轮。 盈功使飞轮动能盈功使飞轮动能 亏功使飞轮动能亏功使飞轮动能 当外力当外力(驱动力和阻力驱动力和阻力)作周期性变化作周期性变化机器机器主轴主轴周期性变化周期性变化由图可知由图可知, 在经过一个运动周在经过一个运动周期期T之后又变到初始状态之后又变到初始状态 动能无增减。动能无

3、增减。现象现象:调节方法调节方法:2.非周期速度波动非周期速度波动 飞轮动能变化飞轮动能变化： 由式可见由式可见,飞轮越大飞轮越大使速度波动使速度波动(实线实线) 同时，飞轮能利用储备的能量克服短时过载同时，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可选功率较小的原动机。1/2( 02)飞轮的转动惯量飞轮的转动惯量mmaxminTt图图7-1 周期性速度波动周期性速度波动 调速器调速器主要调节驱动力。主要调节驱动力。例例:离心式调速器离心式调速器现象现象:方法方法: 当外力突然发生不规当外力突然发生不规则的较大变化则的较大变化机器速度不机器速度不规则的变化、或间歇性的变规则的变化、或

4、间歇性的变化化非周期速度波动非周期速度波动 不能利用飞轮来调节不能利用飞轮来调节。2.非周期速度波动非周期速度波动 P.97工作机工作机原动机原动机节流阀节流阀蒸汽蒸汽图图7-2 离心调速气离心调速气 （二）机器主轴的平均角速度和运转速度不均匀系数（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运转速度不均匀系数:(maxmin)/m (7-3)由由(7-2)(7-3)可得可得:maxm(1/2) (7-4) min m(1/2) (7-5)由式可见由式可见,主轴越接近匀速转动主轴越接近匀速转动 不同机器允许的不同机器允许的不同不同表表(7-1) P.99平均角速度平均角速度:

5、 m (max min)/2 (7-2) （算术平均角速度）（算术平均角速度）名义速度名义速度7-2飞轮设计的近似方法 P.97maxmaxmaxmin 1/2(max2min2)m2飞轮应具的转动惯量飞轮应具的转动惯量:max/(m2) (7-6)设计的基本问题设计的基本问题: 在机器运转不均匀系数在机器运转不均匀系数 的容许的容许 范围内范围内确定飞轮确定飞轮。可近似认为可近似认为飞轮的动能整个机器所具的动能飞轮的动能整个机器所具的动能 飞轮动能的最大变化值飞轮动能的最大变化值max 机器最大盈亏功机器最大盈亏功max .当当m、一定时，、一定时，max与与成成正比正比max机器运转愈不均匀机器运转愈不均匀。 .当当max、一定时一定时,与与m2成反成反比比速度速度,所需所需宜将飞轮安装在宜将飞轮安装在高速轴上高速轴上。 1.当当m、max一定时，与一定时，与的关系为一等的关系为一等边双曲线。边双曲线。机器运动匀速性机器运动匀速性。但不。但不宜过分追求机器运转的均匀性宜过分追求机器运转的均匀性(较小较小), 而使过而使过大大飞轮笨重飞轮笨重成本成本 。飞轮应具的转动惯量max/（m2） max可按机器在一个运动循环中