机械原理机械速度波动调节课件

第5章机械速度波动的调节5-1

机械速度波动的调节5-2

机械的平衡基本要求:了解机械功、能和原动件运动速度的特点掌握飞轮调速原理及飞轮设计的基本方法了解非周期性速度波动的基本概念和方法了解机械平衡的目的及分类熟练掌握刚性转子静、动平衡的原理和方法机械设计基础——机械的调速和平衡第5章机械速度波动的调节5-1机械速度波动的调节基本要求15-1机械速度波动的调节一、作用在机械上的力二、机械运转过程三、速度波动的分类四、周期性速度波动的衡量指标五、飞轮的设计机械设计基础——机械的调速和平衡5-1机械速度波动的调节一、作用在机械上的力机械设计基础—2一、作用在机械上的力外力：重力、摩擦力、驱动力、工作阻力…工作阻力：机械工作时需克服的生产阻力驱动力：驱动原动件运动的力机器动能方程式：W=Wd–(Wr+Wf)=Wd-Wc=

E2–E1=E外力功=驱动功--阻力功=系统动能的增量盈功：驱动力作的功大于阻力作的功亏功：驱动力作的功小于阻力作的功机械设计基础——机械的调速和平衡一、作用在机械上的力外力：重力、摩擦力、驱动力、工作阻力…机3二、机械系统运转过程（功、能转换）1起动阶段(0m)

特点：Wd>Wr=m2稳定运转阶段(m)

特点：Wd=Wr=m匀速稳定运转:m=C变速稳定运转：周期性的速度波动,mC非周期性波动:mC3停车阶段(m0)特点：

Wd<Wrm=0机械设计基础——机械的调速和平衡总之,只要wdwc，则E0变化（速度波动）TT起动稳定运转mt制动停车二、机械系统运转过程（功、能转换）1起动阶段(04三、速度波动的分类稳定运转阶段的速度变化：匀速的、周期性波动、非周期性波动影响：速度波动动压力振动，噪音,工作质量降低分类：1周期性速度波动及其调节2非周期性速度波动及其调节机械设计基础——机械的调速和平衡三、速度波动的分类稳定运转阶段的速度变化：机械设计基础——机51周期性速度波动及其调节特点:(1)在一个周期T内:Wd-Wc=E=0(2)机器的位置、速度、加速度和受力等呈周期性的变化机械设计基础——机械的调速和平衡调节方法：飞轮——转动惯量很大的回转构件(能量储存器)飞轮作用：调速飞轮调速原理：Wd＞Wr盈功动能飞轮储存能量，使；Wd＜Wr

亏功动能飞轮释放能量，使；J越大，调速作用越好瞬时过载时，利用飞轮释放的能量克服，减小原动机功率j(T)j(T)1周期性速度波动及其调节特点:机械设计基础——机械的调速62非周期性速度波动及其调节特点:工作阻力或驱动力发生突变——发生“停车”或“飞车”Wd＞Wr

盈功动能“飞车“Wd＜Wr

亏功动能“闷车“机械设计基础——机械的调速和平衡调节方法：自调节——原动机的驱动力矩是速度的函数，且具有下降的趋势时调速器——调节驱动力w2非周期性速度波动及其调节特点:机械设计基础——机械的调7调速器工作原理图油箱供油发动机燃烧室机械设计基础——机械的调速和平衡调速器工作原理图油箱供油发动机燃烧室机械设计基础——机械的8四、周期性速度波动的衡量指标1.绝对不均匀度许用不均匀系数[]见p51表5-1得3.速度不均匀系数(相对不均匀度）2.平均角速度机械设计基础——机械的调速和平衡mj(T)j(T)minmax四、周期性速度波动的衡量指标1.绝对不均匀度许用不均匀系9五、飞轮的设计1飞轮设计的基本原理2最大盈亏功Amax的确定3飞轮主要尺寸的确定机械设计基础——机械的调速和平衡五、飞轮的设计1飞轮设计的基本原理机械设计基础——机械的调10关键：根据wm、[]确定飞轮的JF.最大盈亏功Amax与动能的增量的关系：JF[]分析：(1)Amax、ωm=const.→JF-δ成反比

-----不宜选取过小的[δ]-----不能完全消除系统周期性速度波动

(2)JF、ωm=const.→Amax

-δ成正比

-----Amax

愈大机器速度波动愈严重

(3)Amax、δ=const.→JF-ω2m成反比

-----为减少JF,飞轮宜安装在转速较高的轴上机械设计基础——机械的调速和平衡1飞轮设计的基本原理关键：根据wm、[]确定飞轮的JF.JF[]分析：(111d设在T内，Md与Mr变化规律如图示，Je为常数当Md>Mr时外力对系统作正功，(盈功)动能，速度Md<Mr时外力对系统作负功，(亏功)动能，速度

Md=Mr时=0，出现min和max(如图示)minmin(b)maxmax(e)在b到e区间外力对系统作的功称为最大盈亏功AmaxminmaxMdMr+–––+MabcdeaT能量指示图abcea机械设计基础——机械的调速和平衡2最大盈亏功Amax的确定d设在T内，Md与Mr变化规律如图示，Je为常数min12minmaxMvdMvr+–––+MabcdeaTW1W2W3W4W5假设：W1=-100，W2=350，W3=-80，W4=330，W5=-500或机械设计基础——机械的调速和平衡例题：1700-1002505000minmaxMvdMvr+–––+Mabcdea133飞轮主要尺寸的确定根据飞轮的转动惯量确定飞轮的具体结构尺寸机械设计基础——机械的调速和平衡3飞轮主要尺寸的确定根据飞轮的转动惯量确定飞轮的具体结构尺14第5章机械速度波动的调节5-1

机械速度波动的调节5-2

机械的平衡基本要求:了解机械功、能和原动件运动速度的特点掌握飞轮调速原理及飞轮设计的基本方法了解非周期性速度波动的基本概念和方法了解机械平衡的目的及分类熟练掌握刚性转子静、动平衡的原理和方法机械设计基础——机械的调速和平衡第5章机械速度波动的调节5-1机械速度波动的调节基本要求155-1机械速度波动的调节一、作用在机械上的力二、机械运转过程三、速度波动的分类四、周期性速度波动的衡量指标五、飞轮的设计机械设计基础——机械的调速和平衡5-1机械速度波动的调节一、作用在机械上的力机械设计基础—16一、作用在机械上的力外力：重力、摩擦力、驱动力、工作阻力…工作阻力：机械工作时需克服的生产阻力驱动力：驱动原动件运动的力机器动能方程式：W=Wd–(Wr+Wf)=Wd-Wc=

E2–E1=E外力功=驱动功--阻力功=系统动能的增量盈功：驱动力作的功大于阻力作的功亏功：驱动力作的功小于阻力作的功机械设计基础——机械的调速和平衡一、作用在机械上的力外力：重力、摩擦力、驱动力、工作阻力…机17二、机械系统运转过程（功、能转换）1起动阶段(0m)

特点：Wd>Wr=m2稳定运转阶段(m)

特点：Wd=Wr=m匀速稳定运转:m=C变速稳定运转：周期性的速度波动,mC非周期性波动:mC3停车阶段(m0)特点：

Wd<Wrm=0机械设计基础——机械的调速和平衡总之,只要wdwc，则E0变化（速度波动）TT起动稳定运转mt制动停车二、机械系统运转过程（功、能转换）1起动阶段(018三、速度波动的分类稳定运转阶段的速度变化：匀速的、周期性波动、非周期性波动影响：速度波动动压力振动，噪音,工作质量降低分类：1周期性速度波动及其调节2非周期性速度波动及其调节机械设计基础——机械的调速和平衡三、速度波动的分类稳定运转阶段的速度变化：机械设计基础——机191周期性速度波动及其调节特点:(1)在一个周期T内:Wd-Wc=E=0(2)机器的位置、速度、加速度和受力等呈周期性的变化机械设计基础——机械的调速和平衡调节方法：飞轮——转动惯量很大的回转构件(能量储存器)飞轮作用：调速飞轮调速原理：Wd＞Wr盈功动能飞轮储存能量，使；Wd＜Wr

亏功动能飞轮释放能量，使；J越大，调速作用越好瞬时过载时，利用飞轮释放的能量克服，减小原动机功率j(T)j(T)1周期性速度波动及其调节特点:机械设计基础——机械的调速202非周期性速度波动及其调节特点:工作阻力或驱动力发生突变——发生“停车”或“飞车”Wd＞Wr

盈功动能“飞车“Wd＜Wr

亏功动能“闷车“机械设计基础——机械的调速和平衡调节方法：自调节——原动机的驱动力矩是速度的函数，且具有下降的趋势时调速器——调节驱动力w2非周期性速度波动及其调节特点:机械设计基础——机械的调21调速器工作原理图油箱供油发动机燃烧室机械设计基础——机械的调速和平衡调速器工作原理图油箱供油发动机燃烧室机械设计基础——机械的22四、周期性速度波动的衡量指标1.绝对不均匀度许用不均匀系数[]见p51表5-1得3.速度不均匀系数(相对不均匀度）2.平均角速度机械设计基础——机械的调速和平衡mj(T)j(T)minmax四、周期性速度波动的衡量指标1.绝对不均匀度许用不均匀系23五、飞轮的设计1飞轮设计的基本原理2最大盈亏功Amax的确定3飞轮主要尺寸的确定机械设计基础——机械的调速和平衡五、飞轮的设计1飞轮设计的基本原理机械设计基础——机械的调24关键：根据wm、[]确定飞轮的JF.最大盈亏功Amax与动能的增量的关系：JF[]分析：(1)Amax、ωm=const.→JF-δ成反比

-----不宜选取过小的[δ]-----不能完全消除系统周期性速度波动

(2)JF、ωm=const.→Amax

-δ成正比

-----Amax

愈大机器速度波动愈严重

(3)Amax、δ=const.→JF-ω2m成反比

-----为减少JF,飞轮宜安装在转速较高的轴上机械设计基础——机械的调速和平衡1飞轮设计的基本原理关键：根据wm、[]确定飞轮的JF.JF[]分析：(125d设在T内，Md与Mr变化规律如图示，Je为常数当Md>Mr时外力对系