周期性速波动及其调节.pptx

会计学;等效构件的最大角速度ωmax与最小角速度ωmin之差反映了机械运转速度波动的绝对量,但不能真实反映机械运转速度的不均匀程度。机械运转速度波动的绝对量与其平均角速度之比来表示机械运转速度波动的程度这一比值称为机械运转 速度不均匀系数,用δ表示,即 不难得出: ; 　　不同类型的机械,由于其工作性能要求不同而对机械运转速度不均匀系数提出不同的要求。;　　9.4.3 周期性速度波动的调节 所谓机械的周期性速度波动的调节,就是将所设计的机械的运转速度不均??系数限制在一个许用值内。即δ≤[δ]。通常所采用的方法是在变速轴上安装一个具有很大转动惯量的回转构件—-飞轮。 1. 飞轮的调速原理 飞轮实质上是一个能量储存器,它以动能的形式自发地按需要把能量储存或释放出来。由于飞轮的转动惯量相当大,其角速度的微小升降,即可调节机械系统较大的能量增减,这就是飞轮的调速原理。对于某些机械来说，安装飞轮后还可以减低能耗，如破碎机、冲压机。;9.4 周期性速度波动及其调节;等效力矩所作的功最大时, 此时对应的等效构件的角速度亦最大;等效力矩所作的功最小时,对应的等效构件的角速度亦最小。即 两式相减，得 联立上两式，得 式中，[W]=Wmax-Wmin,称为最大盈亏功。;　　【例9-4】 如图9-8所示将机组的力和质量都等效到曲柄AB上的点B。在机组稳定运动时，它的一个运动循环对应于轴的一转。已知切向等效阻力Fr是点B行程sB的函数，Fr=Fr(sB)；切向等效驱动力Fd在稳定运动中为常数；机组各构件质量的等效质量m=150kg=常数；等效点的平均速度vB=2.5m/s;曲轴的长度lAB=100mm,装在轴A上的轮形飞轮的平均直径d=500mm。求： （1）保证不均匀系数δ不超过0.05的;飞轮转动惯量JF； 　　（2）飞轮的最大角加速度αmax。 　　【解】 （1）按题意，机组各构件在轴A的等效转动惯量 JR=JC=mlAB2=150×0.12=1.5kg·m2＝常数，而不计Jv的作用。曲柄的平均角加速度为 ωm=vB/lAB=2.5/0.1=25rad/s。又根据一个运动循环中驱动力的功与阻力的功相等，而题设等效驱动力Fd为常数，故可用下式求出Fd的值 。按题意， ; 　　上式积分即为图b中Fr=Fr(sB)曲线与横坐标轴线所包括的三个三角形面积乘以μF和μs。故得 　　在图b中Fd=Fd(sB)为一水平直线;aa′，它与Fr=Fr(sB)曲线相交于b、c、d、e、f、g各点，所包围的面积①、②、···⑦各代表相应区间的盈亏功，亦即机组的动能增量。由于这些面积均为三角形，且其高度相同，所以它们与其底边ab、bc、…、ga′成正比，其大小也容易求出，在此情况下不必再求曲线△E。可用图c所示的能量指示图直接确定各极值点剩余功的相应变化。图c中矢量ab、bc、…、ga ′各代表面积①、②、···⑦（可直接根据各三角形的底边长作出）。;最高点b和最低点c即对应于机组动能最大和最小时的位置，亦即等效构建最大角速度ωmax和最小角速度ωmin的位置。bc长代表该区间的盈亏功Wbc（对应于面积②），即最大盈亏功 得; （2）飞轮的最大角加速度αmax为;　　9.4.4 飞轮尺寸的计算 　　求得飞轮的转动惯量以后,可确定其尺寸。飞轮常作成轮形,如图9-9所示。它由轮缘A、轮毂B和轮辐C三部分组成。因与轮缘比较,轮辐及轮毂的转动惯量较小,故常略去不计。设QA为轮缘的重量,D1和D2为轮缘的外径和内径,则轮缘的转动惯量近似为 又因轮缘的厚度H与其平均直径D相比较其;值一般较小,故可以近似认为轮缘的质量均集中在直径D上。于是可得 或 式中，JF是飞轮实际的转动惯量,QAD2称为飞轮的飞轮转矩,其单位为Nm2。 又设轮缘的宽度为b,材料单位体积的重量为γ(N/m3),则 ;式中D、H及b的单位为m。当飞轮的材料及比值H/b选定后,由上式可求得轮缘的横断面尺寸H和b。