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飞轮设计原理详解

时间:2023-06-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:飞轮设计的核心问题就是在满足δ≤[δ]的情况下确定它的转动惯量,并以此确定飞轮的结构和尺寸。即式中,ΔWmax为最大盈亏功,JF为飞轮的转动惯量。但当δ很小时,略微减小δ的数值就会使飞轮的转动惯量激增,从而导致机械笨重,成本增加。因此,为了减小飞轮的转动惯量JF,最好将飞轮安装在机械的高速轴上。

飞轮设计原理详解

飞轮设计的核心问题就是在满足δ≤[δ]的情况下确定它的转动惯量,并以此确定飞轮的结构和尺寸。

表13-1 常用机械速度不均匀系数的许用值

在一般机械中,其他构件所具有的动能与飞轮相比,其值甚小,因此近似设计中可以用飞轮的动能代替整个机械的动能。当机械主轴处于最大角速度ωmax时,飞轮具有动能最大值Emax;反之,当主轴处于最小角速度ωmin时,飞轮具有动能最小值Emin。Emax和Emin之差即为一个周期内动能的最大变化量,简称为最大盈亏功,以ΔWmax表示。即

式中,ΔWmax为最大盈亏功,JF为飞轮的转动惯量。

由此得到安装在主轴上飞轮的转动惯量(www.xing528.com)

由(13-8)式可知:

(1)当ΔWmax和ωm一定时,飞轮的转动惯量JF与速度不均匀系数δ成反比,由此可见,增大飞轮的转动惯量可使机械的主轴速度波动程度减小。但当δ很小时,略微减小δ的数值就会使飞轮的转动惯量激增,从而导致机械笨重,成本增加。因此,不能过分追求机械运转速度的均匀性。

(2)当JF与ωm一定时,ΔWmax与δ成正比,即最大盈亏功越大,机械运转越不均匀。

(3)当ΔWmax与δ一定时,JF与ωm的平方成反比。因此,为了减小飞轮的转动惯量JF,最好将飞轮安装在机械的高速轴上。

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