机械的平衡与调速

机械能增减呈周期性变化，
一个周期内Wd＝Wr
解决方法：安装飞轮 作用：将速度波动限制 在一定范围内。
2、非周期性速度波动
机械能增减呈不规则的变化。 用飞轮不能解决，需用
二、周期性速度波动的调节
调速器
⒈机械运转的平均角速度和不均匀系数
平均角速度：
m
max
min
2
机械运转的不均匀系数
max min m
前角γ0：前刀面与基面间的夹角（在主 剖面中测量）。
图1.11(a) 主剖面系标注的刀具角度
m1r1 mbrbl2 / l
m2r2 mbrbl1 / l
二、回转件的静平衡试验
经平衡计算 加平衡重还 须逐个进行 静平衡试验。
§⒊回转件的动平衡
一、回转件的动平衡计算
L/D＞0.2的回转件，须动平 衡。
方法：将各面不平衡质量等 效分解到选定的两个平面， 在该两平面内进行平衡。
m1
l1 ll
m1
m1 l1 m1
m2
l2 ll
m2
m2 l2 m2
m3
l3 ll
m3
m3 l3 m3
则可认为偏心质量集中在T′和T″两平面内，分别平衡即可。
m1r1 m2r2 m3r3 mbrb 0 m1r1 m2r2 m3r3 mbrb 0
由于动平衡同时满足了静平衡条件，故达到动平衡的回转体一 定是静平衡的，但满足静平衡的回转体不一定达到动平衡。
二、回转件的动平衡试验
L/D＞0.2的回转件，须作动 平衡试验。
§⒋机器速度波动的调节
一、机器速度波动的原因及类型 ⒈启动阶段 驱动功＞消耗功
Wed Wer
⒉稳定运转阶段 驱动功=消耗功 Wed Wer
⒊停车阶段 驱动功＜消耗功
Wed Wer
Wed Wer E2 E1 E
分类：1、周期性速度波动
Wmax 900Wmax
2.非周期性速度波动
如果驱动力或阻力无规律地变化，会引起机械运转速度波动规则随机且无一定周期，这种 现象称为非周期性波动，此时飞轮已不能达到调节速度的目的，需采用特殊的调速器。当 外力（驱动力和阻力）的变化是随机的、不规则的，没有一定的周期性时，机械和速度也 呈非周期性波动。当盈功过多时，速度可能变得太快；当亏功过多时，速度可能变得太慢 。为此，必须调节驱动力作功和阻力作功的比值，此时飞轮已不能满足要求，只能采用特 殊的装置使驱动力所作的功随阻力作功的变化而变化，并使两功趋于平衡，以使机械平稳 运转。这种特殊的装置称为调速器。（见调速器的原理）
[δ]查表 17．1
如知： δ和ωm便可求得
max
m
(1
2
)
min
m
(1
2
)
2 max
2 min
2m2
⒉飞轮转动惯量的计算
设计飞轮是根据ωm ，［δ］设计飞轮转动惯量Ｊ。 最大盈亏功：一个周期中最大动能与最小动能之差
Wmax
Emax
max
Emin
1 2 n
J
ห้องสมุดไป่ตู้
F
2 max
2 min
JF 2 2 2
右图：各不平衡质量产生之离心惯性力合力不为零。在同 平面加减一质量使之平衡。即：
F Fi Fb 0
可写为：
me2 miri2 mbrb2 0 miri mbrb 0
mr为质径积，是矢量 右图即为：
m1r1 m2r2 m3r3 m4r4 mbrb 0
若结构上不可能在所需平衡面内 增减平衡质量，则可在另选两平 面内增减质量使之平衡。
第十七章 机械的平衡与调速
§⒈概述 §⒉回转件的静平衡 §⒊回转件的动平衡 §⒋机器速度波动的调节
§⒈概述
转动→惯性力→附加动压力，磨擦力， 强度↓→振动、工作精度↓效率、可靠 性↓甚至共振。 故需平衡。
机械动能变化→速度变化→附加动压 力。需调速。
§⒉回转件的静平衡
一、回转件的静平衡计算
对于轴向尺寸较小的盘状转子即宽径比(B/D)小于0.2，例如 齿轮、盘形凸轮、带轮、链轮及叶轮等，它们的质量可以视 为分布在同一平面内。如图所示，红色小块为偏心质量，转 子在运转过程中必然产生惯性力，从而在转动副中引起附加 动压力。刚性转子的静平衡就是利用在刚性转子上加减平衡 质量的方法，使其质心回到回转轴线上，从而使转子的惯性 力得以平衡的一种平衡措施。