第七章 机械运转速度波动的调节.ppt

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1、第七章机械运转速度波动的调节速度波动调节的目的和方法飞轮设计的近似方法飞轮主要尺寸的确定§7–1速度波动调节的目的和方法机械速度波动产生的原因机械在外力(驱动力和阻力)作用下运转。在运转过程中，W驱>W阻(输入功>阻力功)，出现盈功，机械动能增加；W驱

2、节的方法产生波动的原因备注周期性速度波动加装飞轮外力周期性变化引起速度周期性变化飞轮还可作储能器(此时不需考虑瞬时最大功率)非周期性速度波动安装调速器驱动力在一段时间内所作功总大于或小于阻力功速度变化是随机的、不规则的ωωmωmaxωmint原动机工作机周期性速度波动离心调速器△E=J(ω2-ω02)/2△E一定时，J↑，ω↓§7-2飞轮设计的近似方法一、机械运转的平均速度和不均匀系数已知：运动规律ω=f(t)在一个周期内平均角速度：在工程计算中，用算术平均值代替实际平均值,即：额定转速ωm=—=ωdt01T∫Tωm=—————ωmax+ωmi

3、n2机械速度波动的相对程度用不均匀系数δ表示δ=—————ωmax-ωminωmωmax=ωm(1+δ/2)ωmin=ωm(1-δ/2)δ越小,速度越均匀各种不同机械许用δ值见P99表7-1二、飞轮设计的基本原理飞轮设计的任务是：在许用δ下，确定出飞轮的转动惯量J。飞轮的近似设计：假设：E其它构件<

4、=πn/30,则J=——=————Amaxωm2δ900Amaxπ2n2δJ=——=————Amaxωm2δ900Amaxπ2n2δ讨论与结论讨论与结论当Amax和ωm一定时，J∝1/δ(如右图)，由图中得：当δ很小时，略减小δ，J将急增，即成本增加。结论：不可过分减小δ！当J与ωm一定时，Amax∝δ结论:Amax越大,δ越大(转速越不均匀)！当Amax与δ一定时，J∝1/ωm2。结论:为减小飞轮转动惯量，宜将飞轮安装在高速轴上。结论:通常还将飞轮安装在机械的主轴上。J’ω’m2/2=Jωm2/2其它轴J’=J(ωm/ω’m)2JδJ-δ变化

5、曲线三、最大盈亏功的确定用实验方法测得驱动力矩Ｍ’和阻力矩Ｍ’’，作驱动力矩和阻力矩变化曲线图和能量指示图，在能量指示图中确定出Amax。在oa区间上：Aoa=(M’-M”)dφ=μM(y’–y”)dxμφ=μMμφ[S1]0∫a0∫aS1S2S3S4S5Amax在T上：ΔE=0(OO线)Amax=S1+S5例(P101)：求M’：2πM’=100×2π+400×π/4×2∴M’=200Nm求Amax：Amax=S1+S5=S2+S4–S3=314.16Nm求J’：J’=J(ωm/ω’m)2=2.79kgm2S2S3S5AmaxS1S4J=——

6、=————=25.13kgm2Amaxωm2δ314.16252×0.02§7–3飞轮主要尺寸的确定任务：求出飞轮的转动惯量J后，确定其直径、宽度、轮缘厚度等。J=m(Dm/2)2=mDm2/4Dm——轮缘的平均直径m=ρV=πDmHBρ在选定飞轮材料和H/B(宽厚比)后，轮缘截面尺寸可求。飞轮的外圆圆周速度应满足：vmax<30m/s(铸铁)vmax<50m/s(铸钢)在实际机械中，常用增大皮带轮(或齿轮)尺寸和质量的方法兼起飞轮的作用。轮毂、轮幅质量、回转半径都较小Dm作业P103：题7-2、7-4习题讲解P103：题7-1、7-3、7-5

7、、7-8