机器速度波动的原因机器速度波动的调节
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用飞轮调速就是加大构件的转动惯量 ----- 飞轮相当于能量储存器。
Amax
900 Amax J 2 2 2 md nd 分析上式： J , d 速度波动 A W 1)、当 与 m一定时，在满足d d max max 情况下，d 尽量取大值；d , J 。 2)、当 J与 m 一定时，Amax与 d 成正比, Amax , d 机械运转越不均匀。 A W 3)、当 ma max 与 d 一定时， m , J , x 所以飞轮尽量装在高速轴上。 、 设计飞轮时 , 可根据机器具 d m 注： 体工作条件确定, Amax 根据功率 变化曲线确定.
机械设计基础
第八讲
主讲教师：曾平
学时：４８
第五章 机械的调速和平衡
0
m
T
min
max
t
学习内容 学习要求 思考题与习题
学习内容
§5-1 §5-2
机器的速度波动调节
机械的平衡
学习要求：
1.了解机械运动速度波动产生的原因 和影响； 2.熟悉周期性速度波动与非周期性速 度波动的区别及各自应采用的调节 速度波动的方法； 3.了解回转件平衡的目的和意义; 4.了解静平衡和动平衡的实质和区别。
§ 5-1 机器的速度波动调节
机器的调速问题
机器运转时，由于机器动能的变化会 引起机器运转速度的波动，这也将在运动 副中产生附加动压力，使机械的工作效率 降低，严重影响机器的寿命和精度。因此 必须对机器系统过大的速度波动进行调节， 使波动限制在允许的范围内，保证机器具 有良好的工况，这就是机器的调速问题。
M er
+
a
E b
d
Emax
Emin
max
min
阻力矩Mer 驱动力矩Med 亏功(-),动能 盈功(+),动能
机器速度波动的后果 1.周期性的速度波动 危害： ①使运动副中产生附加的动压力；
②降低机械效率η↓ ；
③产生振动，影响机械的质量和寿命。
2.非周期性速度波动
大多数机器在稳定 运转阶段的速度并不 是恒定的。机器主轴 的速度从某一值开始 又回复到这一值的变 化过程，称为一个运 动循环，其所对应的 时间T称为运动周期。
0
m
T
min
max
t
非周期性的速度波动
当机器的驱动力或 阻力突然发生不规则 变化时，它所引起的 机器波动没有一定循 环周期，称为非周期 性速度波动。
机器速度波动的调节
机器速度波动的原因及类型
机器速度波动的调节
机器速度波动的原因
机械在某段工作 时间内，若驱动力所 做的功大于阻力所做 的功，则出现盈功； 若驱动力所做的功小 于阻力所做的功，则 出现亏功。盈功和亏 功将引起机械动能的 增加和减少，从而引 起机械运转速度的波 动。
a
M
- +
c
M ed
机器周期性速度波动的调节
机器周期性速度波动的调节
为了使所设计机械的速度不均匀系数不 超过许用值，即
d d
常用的方法是在机 械中安装一个具有很 大转动惯量的回转构 件——飞轮，来调节 机械的周期性速度波 动。
飞 轮
机器周期性速度波动的调节
二、飞轮设计的基本原理
飞轮设计的基本问题：确定飞轮的转动惯量J。 使
机器周期性速度波动的调节
工程上往往用运转速度不均匀系数衡 量机器运转的不均匀程度。 max min d m 由上式可知，当ωm一定时，δ 越小则 ωmax与ωmin之差越小，表示机械运转越均 匀，运转的平稳性越好。不同机械其运转 平稳性的要求也不同，许用不均匀系数[δ] 也就不同，一些机械的许用不均匀系数[δ] 的值可查表确定。
2）、运转速度不均匀系数d
m之比。 波动的幅度 max min与平均角速度 max min d ( 2) 要求：d d
m
表示机械速度波动的程度，即角速度 d
根据（1）、（2）两式可得：
ωmax
ωmin
δ ωm(1 ) 2
δ ωm(1- ) 2
（3） （ 4）
t
T
0
( )dt T
机器周期性速度波动的调节
1）、平均角速度 m
工程上用算术平均值
max
m
T
min
max min m 2
(1)
式中ωmax、ωmin分别为一个周期内主 轴的最大角速度和最小角速度。 (换算成n即为额定转速和平均转速。)
机器周期性速度波动的调节
Amax
三. 非周期性速度波动及其调节
非周期性速度波动：速度波动是随机 的，不规则的，没有一定周期的。 调节的方法：只能用调速器进行调节。
1 2 原动机 工作机
d d
飞轮转动惯量的计算 在一般机械中，飞轮以外构件的转动惯量与 飞轮相比都非常小，故可用飞轮的动能来代替 整个机械的动能。当机械的转动处在最大角速 度ωmax时，具有最大动能Emax；当其处在最小 角速度ωmin时，具有最小动能Emin。机械在一 个运动周期内从ωmax到ωmin时的能量变化称为 最大盈亏功Amax，它也是飞轮在一个周期内动 能的最大变化量。
t
0
机器主轴的角速度可能连续向一个 方向变化，结果使机器或因速度过高 而损坏，或因速度急降而被迫停车。
机器周期性速度波动的调节
一. 周期性速度波动及其调节
周期性速度波动评价指标
周期性运转的 机器在一个周期内 主轴的角速度是绕 某一角速度变化的。 其平均角速度ωm为
m
0
m
Tቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
min
max
因此，最大盈亏功：
调节方法:
Amax Emax Emin 安装飞轮, 加大 1 2 2 J max min 转动构件的m和J, 2 2 使速度波动限制 J m d 在允许的范围内 . n
设：飞轮轴每分钟转速为n,即 m
30 ,
故
900 Amax J 2 2 2 md nd
危害：机器因速度过高而毁坏，或被迫停车。
机器速度波动的调节
速度波动的调节 采用措施把速度波动控制在许可范 围内，以减小其产生的不良影响，称为 速度波动的调节。
速度波动的分类和调节方法
1.周期性速度波动 飞轮调节 调速器调节
2.非周期性速度波动
周期性的速度波动
机器有规律的、连续的速度波动， 称为周期性的速度波动。
Amax
900 Amax J 2 2 2 md nd 分析上式： J , d 速度波动 A W 1)、当 与 m一定时，在满足d d max max 情况下，d 尽量取大值；d , J 。 2)、当 J与 m 一定时，Amax与 d 成正比, Amax , d 机械运转越不均匀。 A W 3)、当 ma max 与 d 一定时， m , J , x 所以飞轮尽量装在高速轴上。 、 设计飞轮时 , 可根据机器具 d m 注： 体工作条件确定, Amax 根据功率 变化曲线确定.
机械设计基础
第八讲
主讲教师：曾平
学时：４８
第五章 机械的调速和平衡
0
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学习内容 学习要求 思考题与习题
学习内容
§5-1 §5-2
机器的速度波动调节
机械的平衡
学习要求：
1.了解机械运动速度波动产生的原因 和影响； 2.熟悉周期性速度波动与非周期性速 度波动的区别及各自应采用的调节 速度波动的方法； 3.了解回转件平衡的目的和意义; 4.了解静平衡和动平衡的实质和区别。
§ 5-1 机器的速度波动调节
机器的调速问题
机器运转时，由于机器动能的变化会 引起机器运转速度的波动，这也将在运动 副中产生附加动压力，使机械的工作效率 降低，严重影响机器的寿命和精度。因此 必须对机器系统过大的速度波动进行调节， 使波动限制在允许的范围内，保证机器具 有良好的工况，这就是机器的调速问题。
M er
+
a
E b
d
Emax
Emin
max
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阻力矩Mer 驱动力矩Med 亏功(-),动能 盈功(+),动能
机器速度波动的后果 1.周期性的速度波动 危害： ①使运动副中产生附加的动压力；
②降低机械效率η↓ ；
③产生振动，影响机械的质量和寿命。
2.非周期性速度波动
大多数机器在稳定 运转阶段的速度并不 是恒定的。机器主轴 的速度从某一值开始 又回复到这一值的变 化过程，称为一个运 动循环，其所对应的 时间T称为运动周期。
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非周期性的速度波动
当机器的驱动力或 阻力突然发生不规则 变化时，它所引起的 机器波动没有一定循 环周期，称为非周期 性速度波动。
机器速度波动的调节
机器速度波动的原因及类型
机器速度波动的调节
机器速度波动的原因
机械在某段工作 时间内，若驱动力所 做的功大于阻力所做 的功，则出现盈功； 若驱动力所做的功小 于阻力所做的功，则 出现亏功。盈功和亏 功将引起机械动能的 增加和减少，从而引 起机械运转速度的波 动。
a
M
- +
c
M ed
机器周期性速度波动的调节
机器周期性速度波动的调节
为了使所设计机械的速度不均匀系数不 超过许用值，即
d d
常用的方法是在机 械中安装一个具有很 大转动惯量的回转构 件——飞轮，来调节 机械的周期性速度波 动。
飞 轮
机器周期性速度波动的调节
二、飞轮设计的基本原理
飞轮设计的基本问题：确定飞轮的转动惯量J。 使
机器周期性速度波动的调节
工程上往往用运转速度不均匀系数衡 量机器运转的不均匀程度。 max min d m 由上式可知，当ωm一定时，δ 越小则 ωmax与ωmin之差越小，表示机械运转越均 匀，运转的平稳性越好。不同机械其运转 平稳性的要求也不同，许用不均匀系数[δ] 也就不同，一些机械的许用不均匀系数[δ] 的值可查表确定。
2）、运转速度不均匀系数d
m之比。 波动的幅度 max min与平均角速度 max min d ( 2) 要求：d d
m
表示机械速度波动的程度，即角速度 d
根据（1）、（2）两式可得：
ωmax
ωmin
δ ωm(1 ) 2
δ ωm(1- ) 2
（3） （ 4）
t
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0
( )dt T
机器周期性速度波动的调节
1）、平均角速度 m
工程上用算术平均值
max
m
T
min
max min m 2
(1)
式中ωmax、ωmin分别为一个周期内主 轴的最大角速度和最小角速度。 (换算成n即为额定转速和平均转速。)
机器周期性速度波动的调节
Amax
三. 非周期性速度波动及其调节
非周期性速度波动：速度波动是随机 的，不规则的，没有一定周期的。 调节的方法：只能用调速器进行调节。
1 2 原动机 工作机
d d
飞轮转动惯量的计算 在一般机械中，飞轮以外构件的转动惯量与 飞轮相比都非常小，故可用飞轮的动能来代替 整个机械的动能。当机械的转动处在最大角速 度ωmax时，具有最大动能Emax；当其处在最小 角速度ωmin时，具有最小动能Emin。机械在一 个运动周期内从ωmax到ωmin时的能量变化称为 最大盈亏功Amax，它也是飞轮在一个周期内动 能的最大变化量。
t
0
机器主轴的角速度可能连续向一个 方向变化，结果使机器或因速度过高 而损坏，或因速度急降而被迫停车。
机器周期性速度波动的调节
一. 周期性速度波动及其调节
周期性速度波动评价指标
周期性运转的 机器在一个周期内 主轴的角速度是绕 某一角速度变化的。 其平均角速度ωm为
m
0
m
Tቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
min
max
因此，最大盈亏功：
调节方法:
Amax Emax Emin 安装飞轮, 加大 1 2 2 J max min 转动构件的m和J, 2 2 使速度波动限制 J m d 在允许的范围内 . n
设：飞轮轴每分钟转速为n,即 m
30 ,
故
900 Amax J 2 2 2 md nd
危害：机器因速度过高而毁坏，或被迫停车。
机器速度波动的调节
速度波动的调节 采用措施把速度波动控制在许可范 围内，以减小其产生的不良影响，称为 速度波动的调节。
速度波动的分类和调节方法
1.周期性速度波动 飞轮调节 调速器调节
2.非周期性速度波动
周期性的速度波动
机器有规律的、连续的速度波动， 称为周期性的速度波动。