1、機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)第1頁(yè)，共19頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)11分，星期四一、研究?jī)?nèi)容及目的1. 研究在外力作用下機(jī)械的真實(shí)運(yùn)動(dòng)規(guī)律，目的是為運(yùn)動(dòng)分析作準(zhǔn)備。2. 研究機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)速度的波動(dòng)及其調(diào)節(jié)方法，目的是使機(jī)械的轉(zhuǎn)速在允許范圍內(nèi)波動(dòng)，而保證正常工作。71 概述運(yùn)動(dòng)分析時(shí)，都假定原動(dòng)件作勻速運(yùn)動(dòng):const實(shí)際上是多個(gè)參數(shù)的函數(shù)：F(P、M、m、J)第2頁(yè)，共19頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)11分，星期四二、機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的三個(gè)階段穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)階段的狀況有：勻速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)：常數(shù)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)周期變速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)：(t)=(t+Tp)啟動(dòng)啟動(dòng)、穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)、停車。非周期變速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn) t停止m t穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)

2、啟動(dòng)停止啟動(dòng)m t 穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn) 停止勻速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，速度不需要調(diào)節(jié)。第3頁(yè)，共19頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)11分，星期四速度波動(dòng)產(chǎn)生的不良后果：在運(yùn)動(dòng)副中引起附加動(dòng)壓力，加劇磨損，使工作可 靠性降低。引起彈性振動(dòng)，消耗能量，使機(jī)械效率降低。影響機(jī)械的工藝過(guò)程，使產(chǎn)品質(zhì)量下降。載荷突然減小或增大時(shí)，發(fā)生飛車或停車事故。為了減小這些不良影響，就必須對(duì)速度波動(dòng)范圍進(jìn)行調(diào)節(jié)。74 穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下機(jī)械的周期性速度波動(dòng)及其調(diào)節(jié)一、產(chǎn)生周期性波動(dòng)的原因第4頁(yè)，共19頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)11分，星期四一、產(chǎn)生周期性波動(dòng)的原因作用在機(jī)械上的驅(qū)動(dòng)力矩Md ()和阻力矩Mr ()往往是原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)角的

3、周期性函數(shù)。動(dòng)能增量：MdMrabcdea在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)內(nèi)，驅(qū)動(dòng)力矩和阻力矩所作的功分別為：MdaMra第5頁(yè)，共19頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)11分，星期四MdMrabcdea力矩所作功及動(dòng)能變化:MdMr盈功“”b-cMdMr盈功“”d-eMdm 則： J JE = J2m/2 = J2m/2飛輪調(diào)速的實(shí)質(zhì)：起能量?jī)?chǔ)存器的作用。轉(zhuǎn)速增高時(shí)，將多于能量轉(zhuǎn)化為飛輪的動(dòng)能儲(chǔ)存起來(lái)，限制增速的幅度；轉(zhuǎn)速降低時(shí)，將能量釋放出來(lái)，阻止速度降低。第13頁(yè)，共19頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)11分，星期四MdMrEabcdea3）Amax的確定方法在交點(diǎn)位置的動(dòng)能增量E正好是從起始點(diǎn)a到該交點(diǎn)區(qū)

4、間內(nèi)各代表盈虧功的陰影面積代數(shù)和。AmaxEmaxEmin EmaxEmax、Emin出現(xiàn)的位置：在曲線Md與 Mr的交點(diǎn)處。E()曲線上從一個(gè)極值點(diǎn)躍變到另一個(gè)極值點(diǎn)的高度，正好等于兩點(diǎn)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(duì)應(yīng)的區(qū)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(zhǎng)度與陰影面積相等，由于循環(huán)始末的動(dòng)能相等，故能量指示圖為一個(gè)封閉的臺(tái)階形折線。則最大動(dòng)能增量及最大盈虧功等于指示圖中最低點(diǎn)到最高點(diǎn)之間的高度值。Amax Emax Emin第14頁(yè)，共19頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)11分，星期四舉例：已知驅(qū)動(dòng)力矩為常數(shù)，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(shù)0.05，求主軸飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J。解：1)求Md , 在一個(gè)循環(huán)內(nèi)，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(qū)間面積10Mr2kN-m3/20Md第15頁(yè)，共19頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)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(yè)，共19頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)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(zhuǎn)動(dòng)慣量較小，可忽略不計(jì)。其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為： 主要尺寸：寬度B、輪緣厚度H、平均值徑DmHBDm第17頁(yè)，共19頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)11分，星期四mV=DmHB 按照機(jī)器的結(jié)構(gòu)和空間位置選定Dm之后，可得飛輪質(zhì)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(zhì)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(guò)許用值：鑄鐵飛輪： vmax 36 m/s鑄鋼飛輪： vmax 50 m/s第18頁(yè)，共19頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)11分，星期四發(fā)動(dòng)機(jī)用油油箱供油油箱供油發(fā)動(dòng)機(jī)用油對(duì)非周期性速