机械的运转及其速度波动的调节

1、机械的运转及其速度波动的调节第1页，共19页，2022年，5月20日，3点11分，星期四一、研究内容及目的1. 研究在外力作用下机械的真实运动规律，目的是为运动分析作准备。2. 研究机械运转速度的波动及其调节方法，目的是使机械的转速在允许范围内波动，而保证正常工作。71 概述运动分析时，都假定原动件作匀速运动:const实际上是多个参数的函数：F(P、M、m、J)第2页，共19页，2022年，5月20日，3点11分，星期四二、机械运转的三个阶段稳定运转阶段的状况有：匀速稳定运转：常数稳定运转周期变速稳定运转：(t)=(t+Tp)启动启动、稳定运转、停车。非周期变速稳定运转 t停止m t稳定运转

2、启动停止启动m t 稳定运转 停止匀速稳定运转时，速度不需要调节。第3页，共19页，2022年，5月20日，3点11分，星期四速度波动产生的不良后果：在运动副中引起附加动压力，加剧磨损，使工作可 靠性降低。引起弹性振动，消耗能量，使机械效率降低。影响机械的工艺过程，使产品质量下降。载荷突然减小或增大时，发生飞车或停车事故。为了减小这些不良影响，就必须对速度波动范围进行调节。74 稳定运转状态下机械的周期性速度波动及其调节一、产生周期性波动的原因第4页，共19页，2022年，5月20日，3点11分，星期四一、产生周期性波动的原因作用在机械上的驱动力矩Md ()和阻力矩Mr ()往往是原动机转角的

3、周期性函数。动能增量：MdMrabcdea在一个运动循环内，驱动力矩和阻力矩所作的功分别为：MdaMra第5页，共19页，2022年，5月20日，3点11分，星期四MdMrabcdea力矩所作功及动能变化:MdMr盈功“”b-cMdMr盈功“”d-eMdm 则： J JE = J2m/2 = J2m/2飞轮调速的实质：起能量储存器的作用。转速增高时，将多于能量转化为飞轮的动能储存起来，限制增速的幅度；转速降低时，将能量释放出来，阻止速度降低。第13页，共19页，2022年，5月20日，3点11分，星期四MdMrEabcdea3）Amax的确定方法在交点位置的动能增量E正好是从起始点a到该交点区

4、间内各代表盈亏功的阴影面积代数和。AmaxEmaxEmin EmaxEmax、Emin出现的位置：在曲线Md与 Mr的交点处。E()曲线上从一个极值点跃变到另一个极值点的高度，正好等于两点之间的阴影面积(盈亏功)。作图法求Amax：任意绘制一水平线，并分割成对应的区间，从左至右依次向下画箭头表示亏功，向上画箭头表示盈功，箭头长度与阴影面积相等，由于循环始末的动能相等，故能量指示图为一个封闭的台阶形折线。则最大动能增量及最大盈亏功等于指示图中最低点到最高点之间的高度值。Amax Emax Emin第14页，共19页，2022年，5月20日，3点11分，星期四举例：已知驱动力矩为常数，阻力矩如图所

5、示，主轴的平均角速度为：m=25 1/s,不均匀系数0.05，求主轴飞轮的转动惯量J。解：1)求Md , 在一个循环内，Md和Mr所作的功相等，于是：作代表 Md的直线如图。2)求Amax各阴影三角形的面积分别为：0/4/43/43/49/89/811/811/813/813/815/815/8210/16-20/1615/16-10/1610/16-10/165/16区间面积10Mr2kN-m3/20Md第15页，共19页，2022年，5月20日，3点11分，星期四由能量指示图，得：Amax10/83.93 KN-mJ Amax /2m3.9310/(0.05252)Amax 126 kgm

6、2第16页，共19页，2022年，5月20日，3点11分，星期四轮形飞轮：由轮毂、轮辐和轮缘三部分组成。轮毂轮辐轮缘JA2、飞轮主要尺寸的确定其轮毂和轮辐的转动惯量较小，可忽略不计。其转动惯量为： 主要尺寸：宽度B、轮缘厚度H、平均值径DmHBDm第17页，共19页，2022年，5月20日，3点11分，星期四mV=DmHB 按照机器的结构和空间位置选定Dm之后，可得飞轮质量：选定飞轮的材料和比值H/B之后，可得飞轮截面尺寸。盘形飞轮：BD选定圆盘直径D，可得飞轮的质量：mVD2B =4选定飞轮的材料之后，可得飞轮的宽度B。为保证安全，飞轮的外圆线速度不能超过许用值：铸铁飞轮： vmax 36 m/s铸钢飞轮： vmax 50 m/s第18页，共19页，2022年，5月20日，3点11分，星期四发动机用油油箱供油油箱供油发动机用油对非周期性速