第7章机械运转速度波动调节§7-1机械运转速度波动调节的目的和方法§7-2飞轮的近似设计方法§7-3飞轮主要尺寸的确定一、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。§7-1机械运转速度波动调节的目的和方法运动分析时,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: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Mr(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。dMWadd)()(dMWarr)()()()(rdWWE动能增量:MdMrabcdea'φadMMrd)]()([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2221)()(21aaJJ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