機械原理ppt課件.ppt

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1、§7-4穩(wěn)定運轉(zhuǎn)狀態(tài)下機械的周期性速度波動及其調(diào)節(jié)Periodicspeedfluctuationandadjustmentofmechanisminthesteadymotionperiod一、產(chǎn)生周期性速度波動的原因當作用在某一機械系統(tǒng)的等效構(gòu)件上的等效驅(qū)動力矩Med、等效阻抗力矩Mer，則等效力矩Me=Med–Mer。等效構(gòu)件的等效轉(zhuǎn)動慣量Je是轉(zhuǎn)角?的周期性函數(shù)，等效構(gòu)件的角速度也是轉(zhuǎn)角?的周期性函數(shù)。1角速度變化周期jT的確定即等效構(gòu)件的周期jT是指等效力矩Me與等效轉(zhuǎn)動慣量Je變化的公共周期，即Me與Je的周期的最小公倍數(shù)。角

2、速度變化周期jT是由Me、Je的公共周期確定的。2產(chǎn)生周期性速度波動的原因:當?shù)刃?qū)動力矩與等效阻抗力矩作周期性變化時，等效構(gòu)件的角速度也作周期性變化。即在一個周期的開始和結(jié)束時角速度相等，而在這個周期的各個瞬時角速度是時時變化的，并有最大值和最小值，即角速度作周期性變化。3二、周期性速度波動的調(diào)節(jié)1.速度波動程度的衡量指標左下圖為某機械的等效構(gòu)件在jT內(nèi)角速度的變化曲線，在此周期內(nèi)的平均角速度：wm一個機械速度波動程度與（?max-?min)成正比，但卻與?m成反比，故用“機械運轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)?”(coefficientofspeedfl

3、uctuation)表示速度波動的程度.4562.周期性速度波動的調(diào)節(jié)方法若機械不滿足則安裝飛輪(flywheel)調(diào)節(jié)速度的波動。飛輪是具有較大轉(zhuǎn)動慣量的回轉(zhuǎn)構(gòu)件。若某一機械的Je(?)、Me(?)，采用力矩形式的運動方程式：若Je、Me都是常數(shù)，則：實際上，飛輪在機械運轉(zhuǎn)時相當于一個能量儲存器。當機械出現(xiàn)盈功時，動能（E=1/2J?2)增加，因飛輪的轉(zhuǎn)動慣量較大，飛輪將以較小的角速度變化就能將動能吸收存儲起來，避免轉(zhuǎn)速上升過大；反之，當機械出現(xiàn)虧功時，動能減少，飛輪又將以較小的角速度變化就能將動能釋放出來，避免轉(zhuǎn)速下降過大，從而使機械

4、的角速度波動較小，達到調(diào)速目的。7三、飛輪的簡易設(shè)計方法1.飛輪設(shè)計的基本原理觀察機械運轉(zhuǎn)的一個周期?t，在b處出現(xiàn)最小動能，在c處出現(xiàn)最大動能，在bc段出現(xiàn)最大盈功若取其它段一個周期?t（例f---f’）出現(xiàn)最大虧功最大盈虧功：對于同一運轉(zhuǎn)規(guī)律的機械，最大盈功和最大虧功絕對值相等，叫最大盈虧功。8若設(shè)機械的Je為常數(shù)，飛輪JF，則：92.飛輪轉(zhuǎn)動慣量的近似計算飛輪轉(zhuǎn)動慣量的近似值：由此可見，JF的計算關(guān)鍵在于最大盈虧功的計算。最大盈虧功是對應(yīng)一個機械運轉(zhuǎn)周期內(nèi)最大動能與最小動能之間的驅(qū)動功與阻抗功的累積和。最大盈虧功可用能量指示圖來確定

5、：1011分析飛輪轉(zhuǎn)動慣量的計算公式討論如下：飛輪作用:調(diào)速節(jié)能12§7-5機械的非周期性速度波動的調(diào)節(jié)不具有自調(diào)性的原動機，如蒸汽機、汽輪機、內(nèi)燃機等需要專門的調(diào)速器。若有些原動機具有自調(diào)性，如電動機。13例1由電動機驅(qū)動的剪床系統(tǒng)中，電機轉(zhuǎn)速nm=1500rpm，折算到電動機軸上的等效阻力矩如圖中曲線所示。電機的驅(qū)動力矩為常數(shù)，機械系統(tǒng)中各構(gòu)件的等效轉(zhuǎn)動慣量均忽略不計，若要?〈0.05,求安裝在電動機軸上的飛輪轉(zhuǎn)動慣量。（2）求最大盈虧功在一個周期內(nèi)：Wd=Wr（1）求Med解：選電機軸為等效構(gòu)件。14作業(yè)：7-1215第7章思考題1

6、在機器系統(tǒng)的啟動階段，系統(tǒng)的動能，并且輸入功總消耗功。2計算等效力（或力矩）的條件；計算等效轉(zhuǎn)動慣量（或質(zhì)量）的條件是。３為使機器在外力作用下能夠穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，可采用下述措：當機器主軸轉(zhuǎn)速具有周期性波動時，使用調(diào)速，而當機器主軸轉(zhuǎn)速具有非周期性波動時，則使用調(diào)速。４設(shè)某機器的等效轉(zhuǎn)動慣量為常數(shù)，則該機器作勻速穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的條件是,作變速穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的條件是。５飛輪的作用是。６在機器系統(tǒng)速度波動的一個周期中的某一時間間隔內(nèi)，當系統(tǒng)出現(xiàn)虧功時，系統(tǒng)的運動速度，此時飛輪將能量。７圖示傳動系統(tǒng)中，ｚ１＝２０，ｚ２＝６０，ｚ３＝２０，ｚ４＝８０，如以輪4為等效

7、構(gòu)件，則作用于輪1上力矩Ｍ１的等效力矩等于Ｍ１。(A)12；(B)144；16答案１．增加，大于２．功率（或功）相等：作用于等效構(gòu)件上的等效力矩Me(或等效力Fe）的瞬時功率等于作用在原機械系統(tǒng)上的所有外力在同一瞬時的功率和。動能相等：等效構(gòu)件（Je、me）的動能等于原機械系統(tǒng)的動能；３．飛輪，調(diào)速器４．(1)每一瞬時，驅(qū)動功率等于阻抗功率(2)一個運動周期，驅(qū)動功等于阻抗功５．降低速度波動降低電動機功率６．降低，釋放７．A17