第七章机械运转速度波动的调节 p.97
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
(二 )机器主轴的平均角速度
和运转速度不均匀系数
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
二,分类与方法,
二,分类与方法, p.97
1,周期性的速度波动, 图 7-1
Tω
t
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
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 (ω ２ － ω02)
Ｊ－飞轮的转动惯量
Tω
t
调速器 →主要调节驱动力。
例,离心式调速器 图 7-2 p.98
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 p.97
工作机 原动机
节流阀 蒸汽
（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
§ 7-2飞轮设计的近似方法 P.98
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。
Ａ max＝△Ｅ max＝Ｅ max－Ｅ min
＝ 1/2·Ｊ (ωmax2－ ωmin2)＝Ｊ ·ωm2·δ
∴ 飞轮应具的转动惯量,
Ｊ＝Ａ max/(ωm2·δ)＝ 900Ａ max／ (π2·n 2·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△Ｅ max
＝机器最大盈亏功Ａ max
２,当 ωm、Ｊ一定时，Ａ max与 δ成
正比 →Ａ max↑机器运转愈不均匀 。
３,当Ａ max,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,Ａ max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＝Ａ max/（ ωm2·δ）
＝ 900Ａ max／ (π2·n 2·δ) (7-6)
小结：机器速度波动的原因、分类及调节的方法
Ａ max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。
O
J
δ
(图 7－ 3)
分析,
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
(二 )机器主轴的平均角速度
和运转速度不均匀系数
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
二,分类与方法,
二,分类与方法, p.97
1,周期性的速度波动, 图 7-1
Tω
t
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
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 (ω ２ － ω02)
Ｊ－飞轮的转动惯量
Tω
t
调速器 →主要调节驱动力。
例,离心式调速器 图 7-2 p.98
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 p.97
工作机 原动机
节流阀 蒸汽
（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
§ 7-2飞轮设计的近似方法 P.98
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。
Ａ max＝△Ｅ max＝Ｅ max－Ｅ min
＝ 1/2·Ｊ (ωmax2－ ωmin2)＝Ｊ ·ωm2·δ
∴ 飞轮应具的转动惯量,
Ｊ＝Ａ max/(ωm2·δ)＝ 900Ａ max／ (π2·n 2·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△Ｅ max
＝机器最大盈亏功Ａ max
２,当 ωm、Ｊ一定时，Ａ max与 δ成
正比 →Ａ max↑机器运转愈不均匀 。
３,当Ａ max,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,Ａ max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＝Ａ max/（ ωm2·δ）
＝ 900Ａ max／ (π2·n 2·δ) (7-6)
小结：机器速度波动的原因、分类及调节的方法
Ａ max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。
O
J
δ
(图 7－ 3)
分析,
