1、機械的運轉及其速度波動的調節第1頁，共19頁，2022年，5月20日，3點11分，星期四一、研究內容及目的1. 研究在外力作用下機械的真實運動規律，目的是為運動分析作準備。2. 研究機械運轉速度的波動及其調節方法，目的是使機械的轉速在允許范圍內波動，而保證正常工作。71 概述運動分析時，都假定原動件作勻速運動:const實際上是多個參數的函數：F(P、M、m、J)第2頁，共19頁，2022年，5月20日，3點11分，星期四二、機械運轉的三個階段穩定運轉階段的狀況有：勻速穩定運轉：常數穩定運轉周期變速穩定運轉：(t)=(t+Tp)啟動啟動、穩定運轉、停車。非周期變速穩定運轉 t停止m t穩定運轉

2、啟動停止啟動m t 穩定運轉 停止勻速穩定運轉時，速度不需要調節。第3頁，共19頁，2022年，5月20日，3點11分，星期四速度波動產生的不良后果：在運動副中引起附加動壓力，加劇磨損，使工作可 靠性降低。引起彈性振動，消耗能量，使機械效率降低。影響機械的工藝過程，使產品質量下降。載荷突然減小或增大時，發生飛車或停車事故。為了減小這些不良影響，就必須對速度波動范圍進行調節。74 穩定運轉狀態下機械的周期性速度波動及其調節一、產生周期性波動的原因第4頁，共19頁，2022年，5月20日，3點11分，星期四一、產生周期性波動的原因作用在機械上的驅動力矩Md ()和阻力矩Mr ()往往是原動機轉角的

3、周期性函數。動能增量：MdMrabcdea在一個運動循環內，驅動力矩和阻力矩所作的功分別為：MdaMra第5頁，共19頁，2022年，5月20日，3點11分，星期四MdMrabcdea力矩所作功及動能變化:MdMr盈功“”b-cMdMr盈功“”d-eMdm 則： J JE = J2m/2 = J2m/2飛輪調速的實質：起能量儲存器的作用。轉速增高時，將多于能量轉化為飛輪的動能儲存起來，限制增速的幅度；轉速降低時，將能量釋放出來，阻止速度降低。第13頁，共19頁，2022年，5月20日，3點11分，星期四MdMrEabcdea3）Amax的確定方法在交點位置的動能增量E正好是從起始點a到該交點區

4、間內各代表盈虧功的陰影面積代數和。AmaxEmaxEmin EmaxEmax、Emin出現的位置：在曲線Md與 Mr的交點處。E()曲線上從一個極值點躍變到另一個極值點的高度，正好等于兩點之間的陰影面積(盈虧功)。作圖法求Amax：任意繪制一水平線，并分割成對應的區間，從左至右依次向下畫箭頭表示虧功，向上畫箭頭表示盈功，箭頭長度與陰影面積相等，由于循環始末的動能相等，故能量指示圖為一個封閉的臺階形折線。則最大動能增量及最大盈虧功等于指示圖中最低點到最高點之間的高度值。Amax Emax Emin第14頁，共19頁，2022年，5月20日，3點11分，星期四舉例：已知驅動力矩為常數，阻力矩如圖所

5、示，主軸的平均角速度為：m=25 1/s,不均勻系數0.05，求主軸飛輪的轉動慣量J。解：1)求Md , 在一個循環內，Md和Mr所作的功相等，于是：作代表 Md的直線如圖。2)求Amax各陰影三角形的面積分別為：0/4/43/43/49/89/811/811/813/813/815/815/8210/16-20/1615/16-10/1610/16-10/165/16區間面積10Mr2kN-m3/20Md第15頁，共19頁，2022年，5月20日，3點11分，星期四由能量指示圖，得：Amax10/83.93 KN-mJ Amax /2m3.9310/(0.05252)Amax 126 kgm

6、2第16頁，共19頁，2022年，5月20日，3點11分，星期四輪形飛輪：由輪轂、輪輻和輪緣三部分組成。輪轂輪輻輪緣JA2、飛輪主要尺寸的確定其輪轂和輪輻的轉動慣量較小，可忽略不計。其轉動慣量為： 主要尺寸：寬度B、輪緣厚度H、平均值徑DmHBDm第17頁，共19頁，2022年，5月20日，3點11分，星期四mV=DmHB 按照機器的結構和空間位置選定Dm之后，可得飛輪質量：選定飛輪的材料和比值H/B之后，可得飛輪截面尺寸。盤形飛輪：BD選定圓盤直徑D，可得飛輪的質量：mVD2B =4選定飛輪的材料之后，可得飛輪的寬度B。為保證安全，飛輪的外圓線速度不能超過許用值：鑄鐵飛輪： vmax 36 m/s鑄鋼飛輪： vmax 50 m/s第18頁，共19頁，2022年，5月20日，3點11分，星期四發動機用油油箱供油油箱供油發動機用油對非周期性速