如图，Md为驱动力矩所作的功， Mr为阻力矩所作功，在机械运转 一个周期内，Md=Mr。在ab段，Md ＜Mr，为亏功；bc段，Md＞Mr， 为盈功；cd段，Md＜Mr为亏功； de段，Md＞Mr，为盈功；ef段， Md＜Mr，为亏功。同时，主轴的 角速度由ωa降到ωb升到ωc降到 ωd升到ωe降到ωa/。且ωa=ωa/。 Md(φ)与Mr(φ)所围的面积为盈亏 功，为W1、W2、W3、W4、W5，ωmin 出现在b、d、a/某一处，ωmax出 现在c、e某一处，具体求法由能 量指示图。
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W1 W 2
W3
W4
W5
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结 束
能量指示图
取a点表示开始点，作b=W1， bc=2，cd=W3，de=W4，ea=W5。 盈功箭头向上，亏功箭头向下。
c
c e e
a a/
ωmax=ωc ， ωmin=ωb [W]=W2=W1+W3+W4+W5
b b
d
d
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结 束
非周期性速度波动的调节
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1
JF的关键是求最大盈亏功[W]——能量指示图。 JF≥
[W] 2 m [ ]
结论
3
2 [W] 与 ωm 一定时 , 如 [δ] 很小 , 飞轮转 动惯量很大,所以,过分追求机械运转速 度的均匀性,会使飞轮过于笨重
飞轮实质为能量储存器， 有些机构利用飞轮较大的 惯性闯过死点。
b b
M(Nm) 500 250 a + 1
Mr 6 _
d
d
f
f a
f
+ 5
g a + 1
a e c c e g g
π/2
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结 束
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结 束
无论是匀速或作周期性速度波动的机械， 若运转时，驱动力或阻力突然变化，又 不能及时恢复，使主轴速度向一个方向 发展，这种驱动功与阻力功一直不能相 等而引起的主轴速度变化。
定 入 功和载荷所消耗 功以达到平衡， 保持速度稳定。
调速器 装置
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结 束
在机械的名义转速和其 许用速度不均匀系数确定后， 一个循环中许用的最高和最 低值 ) ωmax=ωm(1+
2 ωmin=ωm(1－ ) 2
Md 2 _ b c + 3 π π/2 4 _ d e
例：某机械系统稳定运转时期 的一个周期对应其等效构件转 一圈，其平均转速nm=100r/min， 等效阻力矩 Mr=Mr （ φ ） ， 等 效驱动力矩Md为常数。[δ]=3%， 求 Md ；构件 nmax 、 nmin 的位置 及大小；最大盈亏功 [W] ；飞 轮转动惯量JF。
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结 束
飞 轮 转 动 惯 量 计 算
[W]=E－E0= 1 JF（ ωmax2－ωmin2） 2
因为 故 δ= JF≥
ωmax2－ωmin2 =2δm2δ
900[ W ] [W] = 2 2 2 [ ] n m [ ] m
[W] ≤[δ] 2 m J F
JF ——飞轮的转动惯量，kg.m2 [δ] ——速度不均匀系数许用值 nm ——飞轮轴平均转速，r/min [W] ——ωmax与ωmin之间盈亏功——最大盈亏功，N.m。
如果驱动力或阻力无规律地变化，会引起机械运转速度波动规则随机且无 一定周期，这种现象称为非周期性波动，此时飞轮已不能达到调节速度的目的， 需采用特殊的调速器。当外力（驱动力和阻力）的变化是随机的、不规则的，没 有一定的周期性时，机械和速度也呈非周期性波动。当盈功过多时，速度可能变 得太快；当亏功过多时， 速度可能变得太慢。为 此，必须调节驱动力作 功和阻力作功的比值， 此时飞轮已不能满足要 求，只能采用特殊的装 置使驱动力所作的功随 阻力作功的变化而变化， 并使两功稳于平衡，以 使机械平稳运转。这种 特殊的装置称为调整器。 （见调速器的原理）
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速度波动的影响： （1）、运动副中产生附加动压力，降低机械效率 （2）、引起弹性振动。 （3）、影响零件的寿命和工作精度，使产品质量下降。 因此，必须控制速度的波动，进行速度调节。
二、速度波动的类型和调节速度波动的类型
类 型
周期性速度波动 非周期性速度波动
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5
有些机械中未加飞轮是由 于其它构件已起到飞轮作 用，满足速度波动要求， 因此，不能随便改变构件 的大小或形状。 总目录
4 J 与ω 2成反比，说明飞轮宜 F m 安装在转速较高的轴上，这样 可减少飞转动惯量，缩小体积， 减轻重量，但要注意平衡。
6 JF不可能无穷大， [W]与ωm 均为有限值，所以[δ]不可 能为零，即安装飞轮后机械 运转的速度仍有周期波动， 但幅度减小，不可能消除。 上一页 下一页 结 束
周期性速度波动的调节
定 义 由于运动规律呈规 律的、周期性变化 引起机器速度波动.
周期性速度波动在 一个运动周期内， 特 驱动力功=阻力功， 点 在循环的某一时间 间隔内，驱动力功≠阻力功， 出现速度波动。
调 节 原 理 安 装 飞 轮
主轴装上飞轮后，当驱动力功>阻力功时，飞轮积蓄能量， 使主轴的转速增加，以动能的形式储存起来，减少增速幅 度；当驱动力功<阻力功时，飞轮释放能量，使主轴转速降 低，飞轮释放能量，补充输入功不足，减少减速幅度。这 样保证机器速度波动不大。这种方法只能使速度波动在一 定范围内进行调节，不能彻底消除速度波动。由于飞轮能 补充运转周期中因阻力增加而不足的能量，所以，安装飞 轮后，原动机功率 < 不用飞轮时原动机的功率。 总目录 上一页 下一页 结 束
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结 束
三、机械运转的平均速度和不均匀系数
机构主轴角速度ω在一个运动周期内的变化范围为ωmax～ωmin 平均速度 ωm= max min ------ 机器的额定转速
2
不均匀系数 δ= max min -------表6-1
m
不均匀系数的意义：
机械速度波动程度。不同类型的机械，δ不同。 总目录 上一页 下一页 结 束
第六章
1
速度波动的调节
一、速度波动的原因及影响 定义：机械动能的变化引起原动件角速度的变化，
出现速度变化的现象 。
原因:（1）、盈功：某段时间内，当驱动力所做的功
2
大于阻力所做的功时为盈功。此时，机械的 能增加，速度升高。 （2）、亏功：某段时间内，当驱动力所做的功 小于阻力所做的功时，出现亏功。此时，机 械的动能减小，速度降低。