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ch11機器的運轉及其速度波動的調節-資料下載頁

2026-04-24 18:40本頁面

　　

【正文】 ?忽略變傳比的等效轉動慣量 m a x m in m a xW W W? ? ?最大贏虧功： JF=ΔWmax/(ωm2[δ]）－ Jc 由上式可得：則 JF≥900ΔWmax/(n2π2[δ]） JcJF 如果用平均轉速 n(r/min)計算，一般情況，分析： 1）當 Amax與 ω2m一定時， Jδ是一條等邊雙曲線。當 δ很小時， δ↓→ J↑↑ δ J ?δ ?J 2）當 J與 ωm一定時， Amaxδ成正比。即 Amax越大，機械運轉速度越不均勻。 4） J與 ωm的平方成反比，即平均轉速越高，所需飛輪的轉動慣量越小。過分追求機械運轉速度的平穩性，將使飛輪過于笨重。 3) 由于 J≠∞，而 Amax和 ωm又為有限值，故 δ不可能為 “ 0”，即使安裝飛輪，機械總是有波動。利用它的儲能作用，在選用較小功率原動機的情況下，能幫助克服很大的尖峰工作載荷。飛輪的主要應用的進一步說明利用它的儲能作用實現調速。用作能量存儲器來提供動力。如慣性玩具小汽車。如鍛壓機械。利用它的儲能作用實現節能。如汽車上的一種飛輪制動器。用作太陽能及發電裝臵的能量平衡器。 φ Md Mr φ E a b c d e a39。 Amax的確定方法在交點位臵的動能增量 △ E正好是從起始點 a到該交點區間內各代表盈虧功的陰影面積代數和。 Amax＝ Emax－ Emin ＝ △ Emax Emax、 Emin出現的位臵：在曲線 Md與 Mr的交點處。 E(φ)曲線上從一個極值點躍變到另一個極值點的高度，正好等于兩點之間的陰影面積 (盈虧功 )。作圖法求 Amax：任意繪制一水平線，并分割成對應的區間，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，由于循環始末的動能相等，故能量指示圖為一個封閉的臺階形折線。則最大動能增量及最大盈虧功等于指示圖中最低點到最高點之間的高度值。強調不一定是相鄰點 Amax Emax Emin 可用折線代替曲線求得△ E 舉例：已知驅動力矩為常數，阻力矩如圖所示，主軸的平均角速度為： ωm=25 rad/s,不均勻系數 δ＝，求主軸飛輪的轉動慣量 J。解： 1)求 Md , 在一個循環內， Md和Mr所作的功相等，于是： ?? ? ?? 202 1 dMM rd5)]10221(21021[2 1 ??????? ???作代表 Md的直線如圖。 2)求 Amax 各陰影三角形的面積分別為：三個三角形面積之和 0～ π/4 π/4～ 3π/4 3π/4～ 9π/8 9π/8～ 11π/8 11π/8～13π/8 13π/8～15π/8 15π/8～ 2π 10π/16 10π/8 15π/16 5π/8 10π/16 5π/8 5π/16 區間面積 10 Mr Md 作能量指示圖 2π φ kNm π 3π/2 0 書上例題自學由能量指示圖，得： Amax＝ 10π/8＝ KNm J ＝ Amax /[δ]ω2m ＝ 10/( 252) Amax ＝ 126 kgm2 輪形飛輪：由輪轂、輪輻和輪緣三部分組成。輪轂輪幅輪緣 JA 飛輪主要尺寸的確定其輪轂和輪幅的轉動慣量較小，可忽略不計。其轉動慣量為：主要尺寸：寬度 B、輪緣厚度 H、平均值徑 Dm H B Dm 22 ??????? mDmJ42mmD?m＝ Vρ =πDmHB ρ ρ為材料密度按照機器的結構和空間位臵選定 Dm之后，可得飛輪質量：選定飛輪的材料和比值 H/B之后，可得飛輪截面尺寸。盤形飛輪： B D 2122DJm ??????? 82mD?選定圓盤直徑 D，可得飛輪的質量： m＝ Vρ π D2B ρ = 4 選定飛輪的材料之后，可得飛輪的寬度 B。對于外徑為 D的實心圓盤式飛輪，由理論力學知為保證安全，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 本章介紹的飛輪設計方法，沒有考慮除飛輪之外其它構件的動能變化，因而是近似設計。由于機械運轉速度不均勻系數 δ容許有一個變化范圍，所以這種近似設計可以滿足一般的使用要求。說明：飛輪不一定是外加的專門附件。實際機械中，往往用增大帶輪或齒輪的尺寸和質量的方法，使它們兼起飛輪的作用，

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