飞轮的设计(3页).doc

-1234 飞轮的设计-第 3 页5 飞轮设计的基本原理图示为某一机械在稳定运转过程中，其等效构件在稳定运转的一个周期内所受等效驱动力矩与等效阻力矩的变化曲线。由图（b）可得，该机械系统在b点处具有，对应于最大的亏功，其值等于（-f1）；而在c点，具有，对应于最大的盈功，其值等于f2与（-f1）之和。用表示最大盈亏功，则 当时,;当时,，飞轮的等效转动惯量为，则根据动能定理可得 所以 设计时，应满足即 所以 其中J 为系统中除飞轮以外其它运动构件的等效转动惯量。若，则 若用平均转速n(r/min)取代平均角速度m，则有 上式中，当与n 一定时，加大，下降，起到减小机械速度波动的作用，达到调速的目的。注意（1）不能过分追求机械运转速度的均匀性，因为取得很小，就会很大，会使飞轮过于笨重；（2）当与一定时，与n 的平方值成反比，所以为减小飞轮转动惯量，最好将飞轮安装在机械的高速轴上。6 最大盈亏功的确定在公式 中, n 和均为已知，因此关键在于确定最大盈亏功。（1）和分别以的函数表达式给出，则直接积分求出各交点处的，进而找出和 及其所在位置，从而求出最大盈亏功（2）和以线图或表格给出，则可通过和之间包含的各块面积计算各交点处的值。然后找出和 及其所在位置，从而求得；（3）借助于能量指示图来确定，如图（c）所示。图示盘形飞轮，当飞轮的转动惯量不大时采用。设其质量为m，则：选定飞轮直径D后，即可求出飞轮的质量m。又因选定飞轮材料，即可求出飞轮宽度B。7 实例例25-1如图所示为机器在稳定运动阶段一个循环(对应于主轴一转)的等效阻力矩曲线，等效驱动力矩=常数，等效转动惯量为J =0.1 ，主轴m =40 rad/s。求：(1)未加飞轮时的不均匀系数=?(2)加上 =1.57 后的速度不均匀系数 =?解: (1) 在一个周期内，等效驱动力矩所做的功等于等效阻力矩所做的功，所以最大盈亏功 J（2）