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1、第第7 7章章 机械的调速和平衡机械的调速和平衡第一节第一节 机械运转速度波动的调节机械运转速度波动的调节第二节第二节 回转件的平衡回转件的平衡 第一节第一节 机械运转速度波动的调节机械运转速度波动的调节一、一、机械速度波动原因机械速度波动原因二、速度波动的分类及调节二、速度波动的分类及调节 1.周期性速度波动周期性速度波动 2.非周期性速度波动非周期性速度波动三、三、周期性速度波动的调节周期性速度波动的调节飞轮设计飞轮设计驱动力所做的功阻力所做的功驱动力所做的功=阻力所做的功任意瞬时一、机械速度波动原因一、机械速度波动原因出现盈功，机械动能增加，转速增高转速增高。出现亏功，机械动能减少，转速
2、下降转速下降。机械匀速转动机械匀速转动1.周期性速度波动周期性速度波动 周期可以是 一周（机床主轴、冲床等）二周（四冲程内燃机）数周（轧钢机）调节方法调节方法 加转动惯量大的飞轮。后果后果 波动过大，影响机械系统正常工作。原因原因 盈亏功呈周期性变化，速度波动也呈周期性变化。2.非周期性速度波动非周期性速度波动原因原因 盈亏功变化无规律，速度波动无规律。调节方法调节方法：利用机械系统（原动机的 是速度的 函数且具有下降的趋势。如电动机。）后果后果 一段时间内总出现盈功，速度越来越快，造成飞车；总出现亏功，速度会越来越慢，甚至停车。没有自调性的机械系统（如采用蒸汽机、汽轮机或内燃机为原动机的机械
3、系统），安装一种专门的调节装置调速器。机械式离心调速器机械式离心调速器三、周期性速度波动的调节三、周期性速度波动的调节飞轮设计飞轮设计实际机械标牌上标出的转速。3.速度不均匀系数速度不均匀系数 1.平均速度平均速度 工程中通常用计算式2.名义转速名义转速(额定转速)许用值4.飞轮设计的近似方法飞轮设计的近似方法 基本要求基本要求 确定飞轮的转动惯量J，使机械的 1/5的回转件）若机械中包含有作往复运动或作平面运动构件，则此机构不能采用各个构件分别进行平衡的方法来解决，而必须就整个机构来研究，使其在机架上得到平衡，这类平衡称为机构在机架上的平衡。机械的平衡二、刚性回转件平衡设计二、刚性回转件平衡
4、设计1.1.静平衡设计静平衡设计2.2.动平衡设计动平衡设计各偏心质量近似在一个平面内，所产生的离心惯性力离心惯性力分别为，为了平衡惯性力 ，就必须在此平面内增加一个平衡质量（或在其相反方向上减少一个平衡质量），从回转中心到这一平衡质量的向径 ，它所产生的离心惯性力为 。若要求平衡时，形成的合力为零，即结论结论：回转件静平衡条件 ：各个偏心质量的离 心惯性力合力为零或质径积的向量和为零。对于静不平衡的回转件，无论它有多少个 偏心质量，都只需要适当增加或减少一个平衡质量即可获得平衡。即对于静不平衡的回转件，需加平衡质量的最少数为 1 。1.静平衡设计静平衡设计 将各偏心质量产生的离心惯性力离心惯
5、性力分解到 及 面上 这样，力 即可用等效到平面T和T中的力 和 来代替，也就是将动平衡问题转化为静平衡的方法来处理。2.动平衡设计动平衡设计结论结论：动平衡的条件：当回转件回转时，回转件上的分布在不同平面内的各个质量所产生的空间离心惯性力系的合力及合力矩均为零。对于动不平衡的回转件，无论它有多少个偏心质量，都只需要在任选的两个平衡平面T和T内各增加或减少一个合适的平衡质量即可使回转件获得动平衡，即对于动不平衡的回转件，需加、减平衡质量的最少数目为2。动平衡又称为双面平衡，而静平衡则称为单面平衡。由于动平衡同时满足了静平衡的条件，所以经过动平衡的回转件一定是静平衡；反之，经过静平衡的回转件则不一定是动平衡的。(a)动平衡分析动平衡分析;(b)T面平衡的向量图面平衡的向量图;(c)T面平衡的向量图面平衡的向量图 回转件的动平衡设计图回转件的动平衡设计回转件的动平衡设计圆盘式静平衡架圆盘式静平衡架1静平衡试验静平衡试验导轨式静平衡架导轨式静平衡架 电测式动平衡机的原理示意图电测式动平衡机的原理示意图 1、5、8-传感器；传感器；2-闪光灯；闪光灯；3-电测装置；电测装置；4-电流表；电流表；6、7-弹簧片弹簧片2动平衡试验动平衡试验