第十五章机械的速度波动调节

1、第十五章机械的速度变动调节、平面机构的运动和动力分析均假定原动部件的等速运动。 但是，实际上，原动部件的速度在变动。 因为机械的动作阻力在变化。机械中部件的惯性力和惯性力矩也在变化。 根据机器受到的外力决定其实际的运动规则。 机器在高速运行中的速度波动会给动子产生很大的附加动载荷，降低机器的效率，也影响机器的寿命和动作精度。 调速的目的减小：机械主轴运转的速度变动。 151机械速度变动调节的目的和方法，一、机械运转的三个阶段，一.起动阶段(过渡阶段)的特点：机械的输入功总是大于输出功和损失功之和，主轴的角速度从零加速到正常的功速。 t，2 .稳定运转阶段(仅研究该阶段速度变动的调节问题)，一部

2、分机械的主角速度一定，如送风机、离心泵等。 等速稳定运转。 在许多设备中，主轴的平均角速度m不变，瞬时角速度周期性变动。 周期变速稳定运转。 这是一个运动周期的前两个位置，速度相等，动能的增量为0。 因此，在任一个周期(t )中，输入功总是等于输出功与损失功之和。 3、制动阶段(过渡阶段)、制动阶段：从机械的动力源被切断开始，到机械主轴的角速度变为0为止。 输入功总是为0，机器在启动阶段储存的能量完全维持运动。 特点：机器的动能不动而减少，系统进行减速运动。 由于机械动能的减少量等于生产阻力与阻损功率之和，实际操作中采用增加阻损的方法，加快制动阶段的停车过程。 二、机械速度变动的调节，一、速度

3、变动的原因一般机械在稳定运转阶段，在全周期，驱动力的功等于阻力的功，但在周期中有时相等。 当机器的驱动力(或电阻)周期性变化时，引起的速度变动成为周期性的速度变动。 如果驱动力(或阻力)的变化不具有周期性，则为非周期性速度变动。 2机械速度变动的类型：周期性速度变动：由于这个周期性速度变动在一个运动周期内，机械的总驱动功和总阻力功相等，机械仍然稳定运转。 非周期性的速度变动：此时，机器的驱动功和抵抗功失去平衡，机器的运转速度不断上升下降，不调节就无法进入稳定的运转状态。 机械速度波动的危害，运动副产生附加的动载荷，引起机械的振动，机械的生产效率降低，影响机械的寿命和生产精度。 3速度变动的调节

4、方法周期性速度变动的调节采用飞轮调速。 飞轮的作用是在机器有利时，吸收和储存多种能量。机器发生损失时，释放和补偿储存的能量，降低机器运转速度的变动程度，即在机器内部发挥转换和调节的作用，它本身增减能量、非周期性速度变动的调节采用调速器调速。 调速器的作用是调节从机器外部输入的机器能量，使机器稳定运转。15.2机械运转的平均速度和不均匀系数，另一方面，机械周期速度变动的残奥仪平均角速度近似用算术平均角速度代替实际的平均角速度。 1个周期内角速度的最大差反映主轴角速度变化的绝对量，但请不要用于反映机械运转的不均匀性。 平均转速为5000r/min和100r/min的机器分别有50r/min的变动，

5、其速度变动明显不同。二、机械运行的不均匀系数：用角速度的变化量与其平均角速度的比来反映机械运行的不均匀度：表51中列出常用机械的不均匀系数的允许值【】，供设定修正参考，153飞轮设定修正的近似方法，一、 由飞轮的转动惯量的近似来修正飞轮设定修正的基本问题：在机械实际所需的平均速度m和容许一般机械中，其他部件的动能通常比飞轮小，因此机械整体的动能可以近似地替换为飞轮的动能。 这样，飞轮的动能的最大变化值必须等于机器的最大损益功。 也就是说，从上式可知，在Amax和m的定时，飞轮的惯性矩j和不均匀系数的关系是等边双曲线。 参照图5-2。 小时，稍微减小值，飞轮的惯性力矩就会增加很多。 因此，如果过

6、分追求机器的运转均匀性，飞轮会变重，成本会增加。 j和m一定时，Amax成比例，即最大损益功越大，机器运转越不均匀。 当Amax恒定时，j与m的平方成反比。 因此，为了减小飞轮的惯性力矩，最好在高速轴上安装飞轮。 但是，考虑到主轴的刚性好，也有将飞轮安装在机械主轴上的机械。 求出飞轮的惯性力矩后，可根据相关资料确定飞轮的直径、宽度、轮圈厚度等尺寸。 在实际的机械中，有时通过增大滑轮和齿轮的尺寸和质量来兼有飞轮的作用，这样的滑轮和齿轮同时是飞轮。 二、最大损益工作的确定，可利用能量指示图求最大损益工作。 由图153(b )可知，d点具有最大动能，与主轴角速度的最大值对应，a点具有最小动能，与主轴角速度的最小值对应，这两点的动能之差表示最大损益功。 三、飞轮的几何尺寸和质量在飞轮的转动惯性量一定时，飞轮直径越大，质量越小，有利于减轻机械的静负荷。 但是，直径过大，制造和运输困难，占有空间大，飞