《机械的调速与平衡》PPT课件.ppt

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1、第八章机械的调速和平衡一、机械速度波动的调节二、回转件的平衡（一）研究内容及目的1.研究在外力作用下机械的真实运动规律，目的是为运动分析作准备。前述运动分析曾假定是常数，但实际上是变化的设计新的机械，或者分析现有机械的工作性能时，往往想知道机械运转的稳定性、构件的惯性力以及在运动副中产生的反力的大小、Vmaxamax的大小，因此要对机械进行运动分析。而前面所介绍的运动分析时，都假定运动件作匀速运动(ω＝const)。但在大多数情况下，ω≠const，而是力、力矩、机构位置、构件质量、转动惯量等参数的函数：ω＝F(P、M、φ、m、J)。只有确定了的原动件运动ω的变化规律

2、之后，才能进行运动分析和力分析，从而为设计新机械提供依据。这就是研究机器运转的目的。2.研究机械运转速度的波动及其调节方法，目的是使机械的转速在允许范围内波动，而保证正常工作。一、机械运转速度波动的调节运动分析时，都假定原动件作匀速运动:ω＝const实际上是多个参数的函数：ω＝F(P、M、φ、m、J)力、力矩、机构位置、构件质量、转动惯量机械的运转过程稳定运转阶段的状况有：①匀速稳定运转：ω＝常数稳定运转②周期变速稳定运转：ω(t)=ω(t+Tp)启动三个阶段：启动、稳定运转、停车。③非周期变速稳定运转tω停止ωmtω稳定运转启动停止启动ωmtω稳定运转停止匀速稳定

3、运转时，速度不需要调节。后两种情况由于速度的波动，会产生以下不良后果：运动循环：将主轴的位置、速度和加速度从某一数值变回到初始值的变化过程称为运动循环。运动周期：运动循环所需的时间称为运动周期，用T表示。就整个循环来说，驱动力所作的功等于阻力所作的功，但在循环中的每一瞬时却是不等的。机器的这种有规律的、连续的速度波动，称为周期性的速度波动。非周期性速度波动：当机器的驱动力或阻力突然发生不规则的较大变化时，它所引起的机器速度波动也就没有一定的循环周期，并且常常是间歇的。机器的这种速度波动就称为非周期性的速度波动。反映速度波动的主要参数：1、机器主轴的平均角速度和运转速度

4、不均匀系数2、绝对不均匀度：机器主轴的最大角速度与最小角速度之差，称为机器运转的绝对不均匀度。3、机械运转速度不均匀系数：机器运转的绝对不均匀度与机器主轴的平均角速度的比值称为机械运转速度不均匀系数，用δ来表示。它用来衡量机器运转不均匀的容许程度。即速度波动产生的不良后果：①在运动副中引起附加动压力，加剧磨损，使工作可靠性降低。②引起弹性振动，消耗能量，使机械效率降低。③影响机械的工艺过程，使产品质量下降。④载荷突然减小或增大时，发生飞车或停车事故。为了减小这些不良影响，就必须对速度波动范围进行调节。（二）产生周期性波动的原因作用在机械上的驱动力矩Md(φ)和阻力矩M

5、r(φ)往往是原动机转角的周期性函数。分别绘出在一个运动循环内的变化曲线。动能增量：MdMrabcdea'φ在一个运动循环内，驱动力矩和阻力矩所作的功分别为：分析以上积分所代表的的物理含义根据能量守恒，外力所作功等于动能增量。MdφaMrφaMdMrabcdea'φ力矩所作功及动能变化:↓↓MdMr盈功“＋”b-c↓↓MdMr盈功“＋”d-e↓↓Md

6、速度曲线ω(φ)分别如图所示：φEωφ△E=0ωaωa’区间外力矩所作功主轴的ω动能E（三）速度波动调节的方法1.对周期性速度波动，可在转动轴上安装一个质量较大的回转体（俗称飞轮）达到调速的目的。2.对非周期性速度波动，需采用专门的调速器才能调节。离心式调速器的工作原理二、回转件的平衡在机械中有很多构件是绕轴线作回转运动的，这些构件习惯上被称为回转件或转子。（一）回转件平衡的目的当机器运转时，构件上一般都作用着不平衡的惯性力。机械惯性力的大小随其运转速度的增加而急剧增加，因而，机械的平衡问题在设计高速机械时具有特别重要的意义。回转件平衡的目的就是调整回转件的质量分布，

7、使回转件工作时离心力系达到平衡，以消除附加动压力，尽可能减轻有害的机械振动。回转件平衡是现代机械的一个重要问题，尤其在高速重型和精密机械中更具有特别重要的意义。（二）回转件的平衡方法回转件的平衡主要有静平衡和动平衡。1、静平衡：各质量分布在同一回转平面内回转件的平衡。也称单面平衡。如齿轮、飞轮、带轮等。2、动平衡：各质量分布不在同一回转平面内回转件的平衡。也称单面平衡。如多缸发动机的曲轴、机床主轴等。