【正文】 /2) 可知，當(dāng) ωm一定時， δ 愈小，則差值 ωmax－ ωmin也愈小，說明機器的運轉(zhuǎn)愈平穩(wěn)。 設(shè)計時要求： δ ≤[ δ ] 造紙織布 1/40～ 1/50 紡紗機 1/60`～ 1/100 發(fā)電機 1/100～ 1/300 機械名稱 [δ ] 機械名稱 [δ ] 機械名稱 [δ ] 碎石機 1/5～ 1/20 汽車拖拉機 1/20～ 1/60 沖床、剪床 1/7～ 1/10 切削機床 1/30～ 1/40 軋壓機 1/10～ 1/20 水泵、風(fēng)機 1/30～ 1/50 機械運轉(zhuǎn)速度不均勻系數(shù) δ 的取值范圍 驅(qū)動發(fā)電機的活塞式內(nèi)燃機，主軸速度波動范圍太大，勢必影響輸出電壓的穩(wěn)定性，故這類機械的δ 應(yīng)取小些；反之，如沖床、破碎機等機械，速度波動大也不影響其工作性能，故可取大些 三、飛輪的簡易設(shè)計 飛輪設(shè)計的基本問題： 已知作用在主軸上的驅(qū)動力矩和阻力矩的變化規(guī)律，在 [δ ]的范圍內(nèi)，確定安裝在主軸上的飛輪的轉(zhuǎn)動慣量 JF 。 φ E ω φ 飛輪的調(diào)速原理 在位置 b處，動能和角速度為： Emin 、 ωmin 在主軸上加裝飛輪之后，總的轉(zhuǎn)動慣量為： 加裝飛輪的目的就是為了增加機器的轉(zhuǎn)動慣量進(jìn)而起到調(diào)節(jié)速度波動的目的。 → δ ↓ 飛輪調(diào)速的實質(zhì)： 起能量儲存器的作用。 鍛壓機械： 在一個運動循環(huán)內(nèi)，工作時間短，但載荷峰值大，利用飛輪在非工作時間內(nèi)儲存的能量來克服尖峰載荷，選用小功率原動機以降低成本。 玩具小車 利用飛輪提供前進(jìn)的動力； 中南大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 作者：潘存云教授 飛輪轉(zhuǎn)動慣量 JF的近似計算： 所設(shè)計飛輪的 JF應(yīng)滿足： δ ≤[ δ ] ，即： 一般情況下， Je JF ,故 Je可以忽略，于是有： JF≥ △ Wmax/[δ ]ω2m 用轉(zhuǎn)速 n表示： JF≥900 △ Wmax/[δ ]n2π 2 [δ ]從下表中選取。 δ J=JF+Je 當(dāng) δ 很小時， δ ↓→ JF↑↑ ?δ ?J 2）當(dāng) JF與 ωm一定時 ， △ Wmaxδ 成正比。 4） JF與 ωm的平方成反比，即平均轉(zhuǎn)速越高，所需飛輪 的轉(zhuǎn)動慣量越小。 過分追求機械運轉(zhuǎn)速度的平穩(wěn)性，將使飛輪過于笨重。 分析： JF≥ △ Wmax/[δ ]ω2m 中南大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 作者：潘存云教授 φ Md Mr φ E a b c d e a39。 △ Wmax＝ Emax－ Emin ＝ △ Emax Emax、 Emin出現(xiàn)的位置： 在曲線 Md與 Mr的交點處。 作圖法求 △ Wmax： 任意繪制一水平線，并分割成對應(yīng)的區(qū)間，從左至右依次向下畫箭頭表示虧功，向上畫箭頭表示盈功，箭頭長度與陰影面積相等，由于循環(huán)始末的動能相等，故能量指示圖為一個封閉的臺階形折線。 強調(diào)不一定是相鄰點 Wmax Emax Emin 可用折線代替曲線求得△ E 中南大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 作者：潘存云教授 輪形飛輪：由 輪轂、輪輻 和 輪緣 三部分組成。其轉(zhuǎn)動慣量近似為： 主要尺寸： 寬度 B、輪緣厚度 H、平均值徑 D H B 22 ??gQmJJ AAF ???ρ為慣性半徑 D2 D D1 中南大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 gDQJ AF 42? )(4 22 HDgQ A ??因為 HD， 故忽略 H2， 于是上式可簡化為 ： 2Nm])2/()2/[(8 22 HDHDgQ A ????H B JA D2 D D1 )4(212221 DDgQJ AF???式中 QAD2稱為飛輪矩，當(dāng)選定飛輪的平均直徑 D之后，就可求得飛輪的重量 QA。 D由圓周速度： v=πDn/60 確定 , [v] 對較小的飛輪，取 : H≈2B 中南大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 盤形飛輪： B D 選定圓盤直徑 D之后，可得飛輪的質(zhì)量： 選定飛輪的材料之后，可得飛輪的寬度 B： 為保證安全，飛輪的外圓線速度不能超過許用值： 鑄鐵飛輪： vmax≤ 36 m/s 鑄鋼飛輪： vmax≤ 50 m/s 應(yīng)當(dāng)說明，飛輪不一定是外加的專門附件。由于機械運轉(zhuǎn)速度不均勻系數(shù) δ 容許有一個變化范圍，所以這種近似設(shè)計可以滿足一般的使用要求。 解： 1)求 Md , 在一個循環(huán)內(nèi)，Md和 Mr所作的功相等， ?? ? ?? 202 1 dMM rd 5)]10221(21021[2 1 ??????? ???作代表 Md的直線如圖。 7－ 5 機械非周期性速度波動及其調(diào)節(jié) 對于非周期性速度波動必須用調(diào)速器