2020/1/9编制:吕亚清1机械设计基础主讲:吕亚清机电工程学院机械设计研究室2020/1/9编制:吕亚清2第7章机械运转速度波动的调节MotionofMechanicalSystemsandItsRegulation2020/1/9编制:吕亚清3如果机械驱动力所作的功=阻力所作的功A驱=A阻→机械主轴匀速运转(风扇)一.目的:使运动副产生附加动压力→机械振动↑η↓质量↓→必须对机械速度波动进行调节→这类机械容许的范围内(一)调节机器速度波动的目的和方法但许多机器,每一瞬间A驱≠A阻A驱>A阻→盈功→机械动能↑A驱<A阻→亏功→机械动能↓→机械速度的波动§7-1机器运转速度波动调节的目的和方法2020/1/9编制:吕亚清4二.分类与方法:1.周期性的速度波动:图7-1Tωt整个周期中A驱=A阻→某一瞬间A驱≠A阻→引起速度波动。加上转动惯量很大的回转件-飞轮。盈功使飞轮动能↑亏功使飞轮动能↓当外力(驱动力和阻力)作周期性变化→机器主轴ω周期性变化→由图可知,ω在经过一个运动周期T之后又变到初始状态→动能无增减。现象:调节方法:2.非周期速度波动2020/1/9编制:吕亚清5飞轮动能变化:由式可见,飞轮J越大→使速度波动(实线)↓→同时,飞轮能利用储备的能量克服短时过载→∴可选功率较小的原动机。△E=1/2·J(ω2-ω02)J-飞轮的转动惯量Tωt2020/1/9编制:吕亚清6调速器→主要调节驱动力。例:离心式调速器图7-2p.96现象:方法:当外力突然发生不规则的较大变化→机器速度不规则的变化、或间歇性的变化→非周期速度波动→不能利用飞轮来调节。2.非周期速度波动工作机原动机节流阀蒸汽2020/1/9编制:吕亚清7(二)机器主轴的平均角速度和运转速度不均匀系数*运转速度不均匀系数:δ=(ωmax-ωmin)/ωm(7-3)由(7-2)(7-3)可得:ωmax=ωm(1+δ/2)(7-4)ωmin=ωm(1-δ/2)(7-5)由式可见,δ↓→主轴越接近匀速转动→不同机器允许的δ不同→表(7-1)P.99*平均角速度:ωm≈(ωmax+ωmin)/2(7-2)(算术平均角速度)→名义速度2020/1/9编制:吕亚清8§7-2飞轮设计的近似方法在一般机器中,由于飞轮质量其它构件→∴飞轮的动能其它构件动能。Amax=△Emax=Emax-Emin=1/2·J(ωmax2-ωmin2)=J·ωm2·δ∴飞轮应具的转动惯量:J=Amax/(ωm2·δ)=900Amax/(π2·n2·δ)(7-6)设计的基本问题:在机器运转不均匀系数δ的容许范围内→确定飞轮J。∴可近似认为飞轮的动能=整个机器所具的动能→∴飞轮动能的最大变化值△Emax=机器最大盈亏功Amax2020/1/9编制:吕亚清92.当ωm、J一定时,Amax与δ成正比→Amax↑机器运转愈不均匀。3.当Amax、δ一定时,J与ωm2成反比→速度↑,所需J↓→宜将飞轮安装在高速轴上。1.当ωm、Amax一定时,J与δ的关系为一等边双曲线。δ↓J↑→机器运动匀速性↑。但不宜过分追求机器运转的均匀性(δ较小),而使J过大→飞轮笨重→成本↑。∴飞轮应具的转动惯量J=Amax/(ωm2·δ)=900Amax/(π2·n2·δ)(7-6)小结:机器速度波动的原因、分类及调节的方法Amax可按机器在一个运动循环中的驱动力和阻力的功率变化曲线来定。而δ、ωm则按机器具体工作要求来选定。OJδ(图7-3)分析:2020/1/9编制:吕亚清10第二章平面连杆机构§2-1连杆机构及其传动特点§2-2铰链四杆机构的基本型式及其应用§2-3平面四杆机构的演化§2-4平面连杆机构的工作特性2020/1/9编制:吕亚清11定义:连杆机构由若干个构件通过低副连接而组成,又称为低副机构。共同特点:原动件1的运动经过不与机架直接相连的中间构件2传递到从动件3上。中间构件称为连杆。构件多呈杆状——简称为杆根据杆数命名,例如:四杆机构动画动画动画§1-1连杆机构及其传动特点