机械设计基础含工程力学教学课件作者李国斌主编王春艳蒋昊马文元副主编第18章机械的平衡与调速课件.ppt

机械设计基础 含工程力学 主编 第18章　机械的平衡与调速 18.1　回转件的平衡18.1.1　机械平衡的目的和分类18.1.2　回转件的静平衡18.1.3　回转件的动平衡18.2　机械运转速度波动的调节18.2.1　机械运转速度波动调节的目的和方法18.2.2　周期性速度波动的调节18.2.3　非周期性速度波动 18.1　回转件的平衡  18.1.1　机械平衡的目的和分类 1)由于回转件的结构不对称。2)由于锻造或铸造引起的质量不均匀，如铸件的砂眼、气孔等。3)制造和安装的误差。 图18-1　回转件 18.1.1　机械平衡的目的和分类 1) 静平衡——质量分布在同一回转平面内的平衡称为静平衡；2) 动平衡——质量分布不在同一回转平面内的平衡称为动平衡。 18.1.2　回转件的静平衡 图18-2　回转件的静平衡分析 18.1.2　回转件的静平衡 图18-3　导轨式静平衡架 18.1.2　回转件的静平衡 图18-4　圆盘式静平衡架 18.1.3　回转件的动平衡 图18-5　回转件的动不平衡 18.1.3　回转件的动平衡 图18-6　回转件的动平衡分析 18.1.3　回转件的动平衡 图18-7　电测动平衡试验机的原理示意图 18.2　机械运转速度波动的调节  18.2.1　机械运转速度波动调节的目的和方法 机械是在外力作用下运转的，作用在机械上的外力有驱动力和阻力。所谓驱动力，乃是驱使主动件运动的力，驱动力所作的功称为驱动功。所谓阻力，乃是阻止主动件运动的力，克服阻力所消耗的功称为阻力功。 如果工作中驱动功时时恒等于阻力功，则机械的主轴将保持匀速运转，如电动机驱动的离心式鼓风机和磨床等。但是大多数机械运转时，其驱动功与阻力功并不总是相等的。驱动功大于阻力功的那部分称为盈功；反之，驱动功小于阻力功的那部分称为亏功。驱动功和阻力功的差值称为盈亏功。 由于外力对机械所作功的增减，就是机械所具有动能的增减，因此，盈亏功的出现必将引起机械动能的增减，而使主轴的角速度发生变化，从而形成机械运动时速度的波动。这种波动必将在运动副中引起附加动压力，降低工作效率和工作可靠性，同时还会引起机械振动，影响零件的强度和寿命，降低机械的精度和工艺性能，使产品质量下降，如机床主轴速度波动会降低零件的加工质量；发电机主轴速度波动会引起电压波动等。为了减少上述不良影响，必须设法对机械的速度波动进行调节，使其波动被限制在允许的范围，这就是机械运转速度波动调节的目的。机械速度波动分为周期性和非周期性两类。 18.2.2　周期性速度波动的调节 1. 周期性速度波动 图18-8　周期性速度波动 2. 机械运转的平均速度和不均匀系数 18.2.2　周期性速度波动的调节 表18-1　几种常见机械的许用不均匀系数［δ］值 3. 飞轮设计的近似方法1)当Amax与ω一定时,J与δ成反比，J越大，δ越小;但当δ很小时，略微再减小δ值，也会使J增大很多。2)当J与ωm一定时，Amax与δ成正比，即最大盈亏功越大，机械运转越不均匀。3)当Amax与δ一定时，J与ω2成反比。 18.2.2　周期性速度波动的调节 例18-1　在电动机驱动的剪床中， 已知作用在剪床主轴上的阻力矩变化曲线M″-φ如图18-9a所示。主轴上的驱动力矩M′为常数，主轴转速为1500r/min。机械运转速度不均匀系数δ=0.015，求安装在主轴上的飞轮转动惯量J。 图18-9　飞轮设计 18.2.2　周期性速度波动的调节 解　(1)驱动力矩M′(2)确定最大盈亏功Wmax(3)求飞轮的转动惯量J 18.2.3　非周期性速度波动 图18-10　机械式离心调速器 18.2.3　非周期性速度波动 图18-12　题18-5图 18.2.3　非周期性速度波动 图18-12　题18-5图 18.2.3　非周期性速度波动 图18-13　题18-6图