第10章平衡與調(diào)速

第10章

機(jī)械平衡與周期性速度波動(dòng)調(diào)節(jié)10.1

機(jī)械平衡的目的及內(nèi)容10.2剛性轉(zhuǎn)子的平衡計(jì)算10.3剛性轉(zhuǎn)子的平衡實(shí)驗(yàn)10.4

機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)和速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)10.5

非周期性速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)10.1

機(jī)械平衡的目的與內(nèi)容一、平衡的目的大多數(shù)機(jī)械都是由回轉(zhuǎn)構(gòu)件和作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件所組成，除了中心慣性主軸與回轉(zhuǎn)軸線重合，且作等速回轉(zhuǎn)的構(gòu)件外，其它所有的構(gòu)件都要產(chǎn)生慣性力。P=ma=Geω2/g舉例：已知圖示轉(zhuǎn)子的重量為G=10N，重心與回轉(zhuǎn)軸線的距離為1mm，轉(zhuǎn)速為n=3000rpm,求離心力P的大小。=10×10-3[2π×3000/60]2/9.8=100N如果轉(zhuǎn)速增加一倍，n=6000rpmP=400N由此可知：不平衡所產(chǎn)生的慣性力對(duì)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)有很大的影響。附加動(dòng)壓力會(huì)產(chǎn)生一系列不良后果：PeGGωPθP力的大小方向始終都在變化，將對(duì)運(yùn)動(dòng)副產(chǎn)生動(dòng)壓力。N21N21N21ω①增加運(yùn)動(dòng)副的摩擦，降低機(jī)械的使用壽命。②產(chǎn)生有害的振動(dòng)，使機(jī)械的工作性能惡化。③降低機(jī)械效率。平衡的目的：研究慣性力分布及其變化規(guī)律，并采取相應(yīng)的措施對(duì)慣性力進(jìn)行平衡，從而減小或消除所產(chǎn)生的附加動(dòng)壓力、減輕振動(dòng)、改善機(jī)械的工作性能和提高使用壽命。二、平衡的內(nèi)容根據(jù)構(gòu)件運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)形式的不同，平衡問題可歸納為如下兩個(gè)方面：1.回轉(zhuǎn)件的平衡a.剛性轉(zhuǎn)子的平衡工作轉(zhuǎn)速n<(0.6~0.75)ne1轉(zhuǎn)子一階自振頻率?？珊雎赃\(yùn)動(dòng)時(shí)的軸線變形。平衡時(shí)可采用理論力學(xué)力系平衡的原理。當(dāng)轉(zhuǎn)子工作轉(zhuǎn)速n≥(0.6~0.75)ne1，且重量和跨度較大，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的變形，使離心慣性力大大增加。此類問題復(fù)雜，有專門的學(xué)科論述。2.機(jī)構(gòu)的平衡對(duì)平面連桿機(jī)構(gòu)，由于作往復(fù)運(yùn)動(dòng)和平面運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件總是存在加速度，就單個(gè)構(gòu)件而言，是無(wú)法平衡的。但可以將整個(gè)機(jī)構(gòu)一并考慮，采取措施對(duì)總的慣性力或慣性力矩進(jìn)行平衡。本章重點(diǎn)介紹剛性轉(zhuǎn)子的平衡問題。b.撓性轉(zhuǎn)子的平衡所謂剛性轉(zhuǎn)子的不平衡，是指由于結(jié)構(gòu)不對(duì)稱、材料缺陷以及制造誤差等原因而使質(zhì)量分布不均勻，致使中心慣性主軸與回轉(zhuǎn)軸線不重合，而產(chǎn)生離心慣性力系的不平衡。根據(jù)平衡條件的不同，又可分為靜平衡和動(dòng)平衡兩種情況。靜止運(yùn)動(dòng)ω特點(diǎn)：若重心不在回轉(zhuǎn)軸線上，則在靜止?fàn)顟B(tài)下，無(wú)論其重心初始在何位置，最終都會(huì)落在軸線的鉛垂線的下方這種不平衡現(xiàn)象在靜止?fàn)顟B(tài)下就能表現(xiàn)出來，故稱為靜平衡。如自行車輪一、靜平衡計(jì)算靜平衡原理：在重心的另一側(cè)加上一定的質(zhì)量，或在重心同側(cè)去掉一些質(zhì)量，使質(zhì)心位置落在回轉(zhuǎn)軸線上，而使離心慣性力達(dá)到平衡。適用范圍：軸向尺寸較小的盤形轉(zhuǎn)子（B/D<0.2），如風(fēng)扇葉輪、飛輪、砂輪等回轉(zhuǎn)件，計(jì)算方法：同一平面內(nèi)各重物所產(chǎn)生的離心慣性力構(gòu)成一個(gè)平面匯交力系pi，如果該力系不平衡，那么合力∑Pi≠0。增加一個(gè)重物Gb后，可使新的力系之合力：P=Pb＋∑Pi=010.2剛性轉(zhuǎn)子的平衡計(jì)算ωBD？√√√？√√√設(shè)各偏心質(zhì)量分別為mi，偏心距為ri,轉(zhuǎn)子以ω等速回轉(zhuǎn)，產(chǎn)生的離心慣性力為：稱miri為質(zhì)徑積稱Giri為重徑積平衡配重所產(chǎn)生的離心慣性力為：

Pb=mbω2rb總離心慣性力的合力為：

Pb+∑Pi=0所產(chǎn)生的離心慣性力為：Pi=miω2rimbω2rb+

m1ω2r1+

m2ω2r2+m3ω2r3=0

mbrb+

m1r1+

m2r2+m3r3=0

mbgrb+

m1gr1+

m2gr2+m3gr3=0

Gbrb+

G1r1+

G2r2+G3r3=0

m1m2m3r2r1r3W1W2W3Wb1.剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡計(jì)算P3P1P2Pbrbω可用圖解法求解上述矢量方程(選定比例μw)。2.剛性轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡計(jì)算圖示凸輪軸的偏心質(zhì)量不在同一回轉(zhuǎn)平面內(nèi)，但質(zhì)心在回轉(zhuǎn)軸上，在任意靜止位置，都處于平衡狀態(tài)。這種在靜止?fàn)顟B(tài)下處于平衡，而運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下呈現(xiàn)不平衡，稱為動(dòng)不平衡。對(duì)此類轉(zhuǎn)子的平衡，稱為動(dòng)平衡。適用對(duì)象：軸向尺寸較大(B/D≥0.2)的轉(zhuǎn)子，如內(nèi)然機(jī)中的曲軸和凸輪軸、電機(jī)轉(zhuǎn)子、機(jī)床主軸等都必須按動(dòng)平衡來處理。理由：此類轉(zhuǎn)子由于質(zhì)量分布不在同一個(gè)平面內(nèi)，離心慣性力將形成一個(gè)不匯交空間力系，故不能按靜平衡處理。慣性力偶矩：M=PL≠0

運(yùn)動(dòng)時(shí)有：P1+P2=0

ω任意空間力系的平衡條件為：

∑P

=0,∑M=0LPP從理論上講，對(duì)于偏心質(zhì)量分布在多個(gè)運(yùn)動(dòng)平面內(nèi)的轉(zhuǎn)子，對(duì)每一個(gè)運(yùn)動(dòng)按靜平衡的方法來處理（加減質(zhì)量），也是可以達(dá)到平衡的。問題是由于實(shí)際結(jié)構(gòu)不允許在偏心質(zhì)量所在平面內(nèi)安裝平衡配重，也不允許去掉不平衡重量(如凸輪軸、曲軸、電機(jī)轉(zhuǎn)子等)。解決問題的唯一辦法就是將平衡配重分配到另外兩個(gè)平面I、II內(nèi)。由理論力學(xué)可知：一個(gè)力可以分解成兩個(gè)與其平行的兩個(gè)分力。重要結(jié)論：某一回轉(zhuǎn)平面內(nèi)的不平衡質(zhì)量m，可以在兩個(gè)任選的回轉(zhuǎn)平面內(nèi)進(jìn)行平衡。Ll1l2r1rr2PIIIP2P1m1m2m兩者等效的條件是：代入質(zhì)徑積得：P2IP1IP3IP2IIP3IIP1IImbIIrbIIm2m3m1l1l2l3LmbIW3IW2IW1IWbIW2IIW3IIW1IIWbIIμWIIμWILliPiIPiIIPir1P2r2P3r3PbIIrbIPbIP1首先在轉(zhuǎn)子上選定兩個(gè)回轉(zhuǎn)平面Ⅰ和Ⅱ作為平衡基面，該平面用來加裝或去掉平衡質(zhì)量。將三個(gè)不同回轉(zhuǎn)面內(nèi)的離心慣性力往平面Ⅰ和Ⅱ上分解。50分鐘III空間力系的平衡將不同回轉(zhuǎn)面內(nèi)的離心慣性力往平面Ⅰ和Ⅱ上分解，得：只要在平衡基面內(nèi)加裝平衡質(zhì)量或去掉平衡質(zhì)量PbI、PbII，使兩平面內(nèi)的慣性力之和分別為零，這個(gè)轉(zhuǎn)子就平衡了。兩個(gè)平面匯交力系的平衡問題。平衡時(shí)滿足：代入質(zhì)徑積：以上矢量方程可用作圖法求解。當(dāng)回轉(zhuǎn)半徑rI、rII確定之后，就可求得平衡質(zhì)量mbI、mbII。結(jié)論：對(duì)于動(dòng)不平衡的轉(zhuǎn)子，無(wú)論其具有多少個(gè)偏心質(zhì)量以及分布在多少個(gè)回轉(zhuǎn)平面內(nèi)，都只要在選定的平衡基面內(nèi)加上或去掉平衡質(zhì)量，即可獲得完全平衡。故動(dòng)平衡又稱為雙面平衡。經(jīng)過計(jì)算，在理論上是平衡的轉(zhuǎn)子，由于制造誤差、材質(zhì)不均勻、安裝誤差等因素，使實(shí)際轉(zhuǎn)子存在不平衡量。要徹底消除不平衡，只有通過實(shí)驗(yàn)方法測(cè)出其不平衡質(zhì)量的大小和方向。然后通過增加或除去平衡質(zhì)量的方法予以平衡。10.3剛性轉(zhuǎn)子的平衡實(shí)驗(yàn)一、靜平衡實(shí)驗(yàn)導(dǎo)軌式靜平衡架單擺式平衡架導(dǎo)軌式平衡架：滾子式平衡架：使用方便，但精度較低。單擺式平衡架：工作效率高。二、動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)課講授其原理）特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、精度高，但兩刀口平行、調(diào)整困難，且要求兩軸端直徑相同。一般要經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)才能找準(zhǔn)，工作效率低，不適合批量生產(chǎn)。滾子式平衡架一、研究?jī)?nèi)容及目的1.研究在外力作用下機(jī)械的真實(shí)運(yùn)動(dòng)規(guī)律，目的是為運(yùn)動(dòng)分析作準(zhǔn)備。前述運(yùn)動(dòng)分析曾假定是常數(shù)，但實(shí)際上是變化的概述：設(shè)計(jì)新的機(jī)械，或者分析現(xiàn)有機(jī)械的工作性能時(shí)，往往想知道機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性、構(gòu)件的慣性力以及在運(yùn)動(dòng)副中產(chǎn)生的反力的大小、Vmax

amax的大小，因此要對(duì)機(jī)械進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析。而前面所介紹的運(yùn)動(dòng)分析時(shí)，都假定運(yùn)動(dòng)件作勻速運(yùn)動(dòng)(ω＝const)。但在大多數(shù)情況下，ω≠const，而是力、力矩、機(jī)構(gòu)位置、構(gòu)件質(zhì)量、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等參數(shù)的函數(shù)：ω＝F(P、M、φ、m、J)。只有確定了的原動(dòng)件運(yùn)動(dòng)ω的變化規(guī)律之后，才能進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析和力分析，從而為設(shè)計(jì)新機(jī)械提供依據(jù)。這就是研究機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的目的。2.研究機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)速度的波動(dòng)及其調(diào)節(jié)方法，目的是使機(jī)械的轉(zhuǎn)速在允許范圍內(nèi)波動(dòng)，而保證正常工作。速度波動(dòng)過大，會(huì)產(chǎn)生惡果10.4機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)階段的狀況有：①勻速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)：ω＝常數(shù)tω

穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)②周期變速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)：ω(t)=ω(t+Tp)啟動(dòng)三個(gè)階段：?jiǎn)?dòng)、穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)、停車。③非周期變速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)

停止ωm

tω

穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)啟動(dòng)停止ωm

tω

穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)啟動(dòng)

停止勻速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，速度不需要調(diào)節(jié)。后兩種情況由于速度的波動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生以下不良后果：速度波動(dòng)產(chǎn)生的不良后果：①在運(yùn)動(dòng)副中引起附加動(dòng)壓力，加劇磨損，使工作可靠性降低。②引起彈性振動(dòng)，消耗能量，使機(jī)械效率降低。③影響機(jī)械的工藝過程，使產(chǎn)品質(zhì)量下降。④載荷突然減小或增大時(shí)，發(fā)生飛車或停車事故為了減小這些不良影響，就必須對(duì)速度波動(dòng)范圍進(jìn)行調(diào)節(jié)。二、速度波動(dòng)調(diào)節(jié)的方法1.對(duì)周期性速度波動(dòng)，可在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上安裝一個(gè)質(zhì)量較大的回轉(zhuǎn)體（俗稱飛輪）達(dá)到調(diào)速的目的。2.對(duì)非周期性速度波動(dòng)，需采用專門的調(diào)速器才能調(diào)節(jié)。本章僅討論飛輪調(diào)速問題。三、作用在機(jī)械上的驅(qū)動(dòng)力和生產(chǎn)阻力驅(qū)動(dòng)力是由原動(dòng)機(jī)提供的動(dòng)力，根據(jù)其特性的不同，它們可以是不同運(yùn)動(dòng)參數(shù)的函數(shù)：蒸汽機(jī)與內(nèi)然機(jī)發(fā)出的驅(qū)動(dòng)力是活塞位置的函數(shù)：電動(dòng)機(jī)發(fā)出的驅(qū)動(dòng)力矩是轉(zhuǎn)子角速度的函數(shù)：機(jī)械特性曲線－原動(dòng)機(jī)發(fā)出的驅(qū)動(dòng)力與運(yùn)動(dòng)參數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系曲線。當(dāng)用解析法研究機(jī)械在外力作用下，驅(qū)動(dòng)力必須以解析表達(dá)式給出。一般較復(fù)雜工程上常將特性曲線作近似處理，如Md=M(s)Md=M()BNω

Md

交流異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線AC用通過額定轉(zhuǎn)矩點(diǎn)N的直線NC代替曲線NCωnω0ωMd=Mn(0－)/(0－n)其中Mn－額定轉(zhuǎn)矩，n－額定角速度，0－同步角速度機(jī)器銘牌生產(chǎn)阻力取決于生產(chǎn)工藝過程的特點(diǎn)，有如下幾種情況：①生產(chǎn)阻力為常數(shù)，如車床；②生產(chǎn)阻力為機(jī)構(gòu)位置的函數(shù)，如壓力機(jī);③生產(chǎn)阻力為執(zhí)行構(gòu)件速度的函數(shù)，如鼓風(fēng)機(jī)、攪拌機(jī)等；驅(qū)動(dòng)力和生產(chǎn)阻力的確定，涉及到許多專門知識(shí)，已超出本課程的范圍。本課程所討論機(jī)械在外力作用下運(yùn)動(dòng)時(shí)，假定外力為已知。④生產(chǎn)阻力為時(shí)間的函數(shù)，如球磨機(jī)、揉面機(jī)等；四、產(chǎn)生周期性波動(dòng)的原因作用在機(jī)械上的驅(qū)動(dòng)力矩和阻力矩往往是原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)角的周期性函數(shù)，其等效力矩Med=Med(φ)，Mer=Mer(φ)

必然也是周期性函數(shù)。分別繪出在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)內(nèi)的變化曲線。動(dòng)能增量為：MedMerabcdea'φMerφMedφ則等效驅(qū)動(dòng)力矩和等效阻力矩所作的功分別為：分析以上積分所代表的的物理含義φMedMerabcdea'(a)等效力矩所作功及動(dòng)能變化。區(qū)間外力所的作功等效構(gòu)件的ω動(dòng)能EMd<Mr虧功“－”↓↓a-bMd>Mr盈功“＋”↑↑b-cMd<Mr虧功“－”↓↓c-dMd>Mr盈功“＋”↑↑d-eMd<Mr虧功“－”↓↓e-a’在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)內(nèi)：經(jīng)過一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)之后，機(jī)械又回復(fù)到初始狀態(tài),其運(yùn)轉(zhuǎn)速度呈現(xiàn)周期性波動(dòng)。Wd=Wr即：=0動(dòng)能的變化曲線E(φ)如圖b所示φE(b)ωφ(c)△E=0速度曲線如圖c所示五、周期性速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)平均角速度ωm和速度不均勻系數(shù)不容易求得，工程上常采用算術(shù)平均值：ωm＝(ωmax+ωmin)/2對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速：n=60ωm/2π,rpmωmax－ωmin表示了機(jī)器主軸速度波動(dòng)范圍的大小，稱為絕對(duì)不均勻度。但在差值相同的情況下，對(duì)平均速度的影響是不一樣的。如：如ωmax－ωmin＝π，ωm1＝10π，ωm2＝100π則：δ1＝(ωmax－ωmin)/ωm1=0.1δ2＝(ωmax－ωmin)/ωm2=0.01平均角速度：ωφωminωmaxφTωmax＝ωm(1+δ/2)可知，當(dāng)ωm一定時(shí)，δ愈小，則差值ωmax－ωmin也愈小，說明機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)愈平穩(wěn)。對(duì)于不同的機(jī)器，因工作性質(zhì)不同而取不同的值[δ]。設(shè)計(jì)時(shí)要求：δ≤[δ]造紙織布1/40～1/50紡紗機(jī)1/6～1/100發(fā)電機(jī)1/100～1/300定義：δ＝(ωmax－ωmin)/ωm為機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)速度不均勻系數(shù)，它表示了機(jī)器速度波動(dòng)的程度。ωmin＝ωm(1-δ/2)ω2max－ω2min=2δω2m

機(jī)械名稱[δ]機(jī)械名稱[δ]機(jī)械名稱[δ]由ωm＝(ωmax+ωmin)/2

以及上式可得：

碎石機(jī)1/5～1/20汽車拖拉機(jī)1/20～1/60沖床、剪床1/7～1/10切削機(jī)床1/30～1/40軋壓機(jī)1/10～1/2水泵、風(fēng)機(jī)1/30～1/50六、飛輪的簡(jiǎn)易設(shè)計(jì)為什么加裝飛輪之后就能減小速度的波動(dòng)呢？①飛輪調(diào)速原理J=Je+JF由于速度波動(dòng)，機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)能隨位置φ的變化而變化。在位置b處為Emin、ωmin，而在c處為Emax、ωmax。設(shè)在等效構(gòu)件上加裝飛輪之后，其總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量變?yōu)椋河蓜?dòng)能積分形式的機(jī)器運(yùn)動(dòng)方程有：飛輪設(shè)計(jì)的基本問題，就是根據(jù)機(jī)器實(shí)際所需的ωm和δ來確定其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JF，加裝飛輪的目的就是為了增加機(jī)器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量進(jìn)而起到調(diào)節(jié)速度波動(dòng)的目的。對(duì)于周期性速度波動(dòng)的機(jī)械，加裝飛輪可以對(duì)速度波動(dòng)的范圍進(jìn)行調(diào)節(jié)。φMedMerabcdea'(a)φE(b)ωφ(c)ωminωmax

Emax

Emin左邊積分得最大動(dòng)能及其增量為：Emax=(Je+JF)ω2max/2Emin=(Je+JF)ω2min/2△Emax＝Emax－Emin＝(Je+JF)δω2m＝(Je+JF)(ω2max-ω2min)/2而方程右邊的積分對(duì)應(yīng)區(qū)間bc之間的陰影面積。在b點(diǎn)處，機(jī)械出現(xiàn)能量最小值Emin，而在c點(diǎn)出現(xiàn)動(dòng)能最大值Emax。故在區(qū)間φb、φc之間將出現(xiàn)最大盈虧功△Wmax，即驅(qū)動(dòng)力與阻力功之差的最大值。φMedMerabcdea'(a)φE(b)ωφ(c)ωminωmax

Emax

Emin強(qiáng)調(diào)△Emax=△Wmax由△Emax＝△Wmax得：(Je+JF)δω2m＝△Wmax對(duì)于一臺(tái)具體的機(jī)械而言，△Wmax、ωm、Je都是定值。δ＝△Wmax/(Je+JF)ω2m當(dāng)JF↑→運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。②JF的近似計(jì)算所設(shè)計(jì)飛輪的JF應(yīng)滿足：δ≤[δ]，于是有：一般情況下，Je<<JF,故Je可以忽略，于是有：

JF≥△Wmax/[δ]ω2m用轉(zhuǎn)速n表示：JF≥900△Wmax/[δ]n2π2

[δ]從表中選取。JF≥△Wmax/[δ]ω2m－Je

→δ↓③△Wmax的確定方法在交點(diǎn)位置的動(dòng)能增量△E正好是從起始點(diǎn)a到該交點(diǎn)區(qū)間內(nèi)各代表盈虧功的陰影面積代數(shù)和?？捎谜劬€代替曲線求得△EφMedMerabcdea'φE由△Emax＝Emax－Emin＝

△Wmax可知:不必知道E(φ)的實(shí)際變化情況,而只需要知道兩個(gè)極值點(diǎn)Emax、Emin就行。而極值點(diǎn)Emax、Emin必然出現(xiàn)在曲線Mde與Mer的交點(diǎn)處。E(φ)曲線上從一個(gè)極值點(diǎn)躍變到另一個(gè)極值點(diǎn)的高度，正好等于兩點(diǎn)之間的陰影面積(盈虧功)。作圖法求△Wmax：任意繪制一水平線，并分割成對(duì)應(yīng)的區(qū)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(zhǎng)度與陰影面積相等，由于循環(huán)始末的動(dòng)能相等，故能量指示圖為一個(gè)封閉的臺(tái)階形折線。則最大動(dòng)能增量及最大盈虧功等于指示圖中最低點(diǎn)到最高點(diǎn)之間的高度值。不一定是相鄰點(diǎn)

Emax

Emin△Wmax分析：1.當(dāng)△Wmax和ωm一定時(shí)，如[δ]取得過小，則飛輪的JF就需很大。因此，過分追求機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)速度的平穩(wěn)性，將使飛輪過于笨重。2.由于JF不可能為無(wú)窮大，而△Wmax和ωm又都是有限值，則[δ]不可能為零。所以，即使安裝了飛輪，仍存在速度波動(dòng)。3.為了減小JF，飛輪最好裝在機(jī)械的高速軸上。理由：以上求得的JF是指將飛輪裝在等效構(gòu)件上，如果將飛輪裝在機(jī)器中其它軸上，則應(yīng)保證兩者的動(dòng)能相等，即：當(dāng)ωx>ωm時(shí)，則JFx<JF，故將飛輪裝在高速軸上，可減小飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，從而減小飛輪的結(jié)構(gòu)尺寸?！鱓max強(qiáng)調(diào)△Wmax不一定出現(xiàn)在相鄰點(diǎn)JF≥△Wmax/[δ]ω2m飛輪調(diào)速的實(shí)質(zhì)：起能量?jī)?chǔ)存器的作用。轉(zhuǎn)速增高時(shí)，將多于能量轉(zhuǎn)化為飛輪的動(dòng)能儲(chǔ)存起來，限制增速的幅度；轉(zhuǎn)速降低時(shí)，將能量釋放出來，阻止速度降低。

鍛壓機(jī)械在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)內(nèi)，工作時(shí)間短，但載荷峰值大，利用飛輪在非工作時(shí)間內(nèi)儲(chǔ)存的能量來克服尖峰載荷，選用小功率原動(dòng)機(jī)以降低成本。④飛輪尺寸的確定a)輪形飛輪這種飛輪一般較大，由輪轂、輪輻和輪緣三部分組成。其輪轂和輪緣的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較小，可忽略不計(jì)。其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為：輪轂輪幅輪緣JA應(yīng)用：玩具小車幫助機(jī)械越過死點(diǎn)，如縫紉機(jī)。因?yàn)镠<<D，故忽略H2，于是上式可簡(jiǎn)化為：D1D2DHbAρ為慣性半徑式中QAD2稱為飛輪矩，當(dāng)選定飛輪的平均直徑D之后，就可求得飛輪的重量QA。

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