235kw發(fā)動機飛輪設計【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 I 摘 要 為了更好的解決發(fā)動機曲軸扭震等問題，本設計以上柴 6相關數(shù)據(jù)作為參照，對 235列六缸柴油機飛輪進行了慣量計算、結構設計、強度校核、離合器匹配，并對曲軸飛輪 組進行了有關運動學和動力學的理論分析與計算機仿真分析。 飛輪是一個轉動慣量很大的圓盤，其主要功用是將在作功行程中傳輸給曲軸的功的一部分儲存起來，用以在其他行程中克服阻力，帶動曲軸連桿機構越過上、下止點，保證曲軸的旋轉角速度輸出轉矩盡可能均勻，并使發(fā)動機有可能克服短時間的超過載；此外， 在結構上飛輪又往往用作汽車傳動系統(tǒng)中的摩擦離合器的驅動件。 關鍵詞： 飛輪 慣量計算 結構設計 離合器 運動仿真 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 n to of as a 35 kw of is a is to do in of to of in to of as as in In on of in of of 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 錄 摘要 . 1 章 緒論 . 1 題目的、意義 . 1 動機飛輪國內外研究現(xiàn)狀 . 2 軸系統(tǒng)的扭轉振動 . 3 轉振動的基本概念 . 3 轉震動的消減措施 . 4 車離合器結構的發(fā)展 . 5 輪設計方法 . 6 要研究內容 . 8 第 2 章 飛輪轉動慣量的確定 . 9 輪轉動慣量計算方法介紹 . 9 動慣量的切向力方法 . 9 輪轉動慣量的能量法 . 11 油機曲軸的旋轉不均勻度 . 15 輪轉動慣量0. 17 轉的作用 . 17 章小結 . 20 第 3 章 飛輪結構設計 . 21 輪結構簡介 . 21 輪材料選取 . 22 輪尺寸確定 . 23 輪基本結構形式 . 23 案一：平板型飛輪 . 24 案二：盆型飛輪 . 27 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 方案一與方案二對比 . 29 章小結 . 29 第 4 章 匹配離合器設計 . 30 合器功用及設計要求 . 30 合器的功用 . 30 摩擦離合器的基本性能要求 . 30 片彈簧離合器概述 . 31 合器結構設計 . 31 合器的容量參數(shù)的計算 . 31 動盤零件的結構選型和設計 . 33 盤設計 . 35 合器蓋設計 . 35 章小結 . 36 第 5 章 曲軸飛輪組零件創(chuàng)建與機構運動分析 . 37 . 37 桿的創(chuàng)建 . 37 桿的特點分析 . 37 桿的建模思路 . 37 塞的創(chuàng)建 . 38 塞的特點分析 . 38 塞的建模思路 . 39 軸的創(chuàng)建 . 39 軸的特點分析 . 39 軸的建模思路 . 40 軸飛輪組運動分析 . 40 義曲軸、連桿、活塞及活塞銷的運動連接 . 40 置曲軸與機座、活塞與活塞缸套之間的運動連接 . 43 擬仿真 . 44 動分析 . 44 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 V 章小結 . 47 結論 . 48 參考文獻 . 49 致謝 . 50 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 第 1 章 緒論 題目的、意義 汽車工程的發(fā)展貫穿著以第二次和第三次工業(yè)革命為契機與標志的近現(xiàn)代世界工業(yè)文明飛速向前的軌跡。當今 汽車高速化、輕量化、高效率和低阻尼的發(fā)展趨勢使得振動與噪聲問題愈發(fā)突出。 汽車是一個具有質量、彈性和阻尼的振動系統(tǒng)。汽車整車或局部的振動使汽車的 平 順性受到很大影響，使乘員產生不舒服和疲乏的感覺。而汽車的平順性主要是保持汽車在行駛過程中產生的振動和沖擊環(huán)境對乘員舒適性的影響在一定界限之內，因此平順性主要根據(jù)乘員主觀感覺的舒適性來評價，它是現(xiàn)代高速汽車的主要性能之一。汽車的振動還使其動力性無法充分發(fā)揮，經濟性變差，還會影響到汽車的通過性、操縱穩(wěn)定性，甚至損壞汽車的零部件，縮短汽車的使用壽命。汽車是由多個系統(tǒng)組成 的復雜的振動系統(tǒng)，每個系統(tǒng)都存在振動問題，幾個主要系統(tǒng)存在的振動問題如下： 首當其沖的是發(fā)動機和傳動系：汽車行駛時因汽缸內的燃氣壓力和運動件的不平衡慣性力周期性變化以及道路不平的結果都會使曲軸系統(tǒng)和發(fā)動機整機產生振動。其中，曲軸系統(tǒng)的扭振比較重要，而且與整車傳動系統(tǒng)密切相關。曲軸受周期性變化的干擾力作用，這種干擾力會使發(fā)動機和傳動系統(tǒng)產生強烈的扭振。對于扭振引起的這些裝置的附加應力大大超過工作應力，這會影響發(fā)動機和傳動系的工作質量和壽命，產生噪聲，造成嚴重的破壞。除發(fā)動機和傳動系統(tǒng)外，其它幾個振動的系統(tǒng)分別 為：制動系統(tǒng)、轉向系統(tǒng)、懸架系統(tǒng)、車身和車架。 嚴格控制發(fā)動機曲軸的扭轉振動和降低傳動系的扭轉振動成為汽車工程人員密切關注和潛心研究的問題。在過去的實踐中汽車設計師們采用了許多行之有效的措施，其中一個重要而廣泛的措施就是為內燃機匹配飛輪。 飛輪是一個轉動慣量很大的圓盤，其主要功用是將在作功行程中傳輸給曲軸的功的一部分儲存起來，用以在其他行程中克服阻力，帶動曲軸連買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 2 桿機構越過上、下止點，保證曲軸的旋轉角速度輸出轉矩盡可能均勻，并使發(fā)動機有可能克服短時間的超過載；此外，在結構上飛輪又往往用作汽車傳動系統(tǒng)中 的摩擦離合器的驅動件。 飛輪是發(fā)動機的關鍵安全件，其功能是調節(jié)發(fā)動機曲軸轉速變化，起穩(wěn)定轉速的作用。發(fā)動機在任何工況下，既使是穩(wěn)定工況，出于負荷的突變，發(fā)動機輸出扭矩與其所帶動的阻力矩之間不相等，而產生曲軸轉動角速度的波動，引起曲軸回轉的不均勻性。這會產生一系列不良后果：對曲軸驅動的部件產生沖擊，影響工作可靠性。降低使用壽命，產生噪音曲軸振動等。因此必須控制曲軸回轉的不均勻性在允許范圍之內。飛輪正是利用其具有較大的轉動慣量，在曲軸加速減速過程中吸收或釋放其動能，穩(wěn)定曲軸加速度的變化，從而穩(wěn)定轉速。 四沖程發(fā) 動機只有作功行程產生動力，其它進氣、壓縮、排氣行程消耗動力，多缸發(fā)動機是間隔地輪流作功。扭矩呈脈動輸出，這樣就給曲軸施加了一個周期變化的扭轉外力，令曲軸轉動忽慢忽快。缸數(shù)越少越明顯。另外，當汽車起步時，由于扭力突然劇增會使發(fā)動機轉速急降而熄火。利用飛輪所具有的較大慣性，當曲軸轉速增高時吸收部分能量阻礙其降速，當曲軸轉速降低時釋放部分能量使得其增速，這樣一增一降，提高了曲軸旋轉的均勻性。 動機飛輪國內外研究現(xiàn)狀 在機械原理教科書中，將飛輪按其功能切分為穩(wěn)速 (穩(wěn)定速度，減小波動幅度 )和蓄能 (積蓄能量、 適時釋出 )兩大類。近期有少量文獻提出，利用飛輪夾補償或平衡輸入軸的外力矩，即出現(xiàn)外力矩平衡飛輪。外力矩平衡飛輪應具有變化的等效轉動慣量，用以平衡輸入軸外力矩的波動。嚴格地講，穩(wěn)速、蓄能和平衡外力矩波動三種功能可以同時體現(xiàn)在同 飛輪上，無法截然區(qū)分 。 由于鑄鐵或鋼制飛輪的線速度有一定的限制，因此，其單位質量所貯存的能量不大。例如 60 時，飛輪單位質量所貯存的能量為1800 。當 120 時為 7200 。又由于有軸承的摩擦和空氣阻力，運轉時其能量損耗也較高。所以，普通的飛輪只能用以調節(jié)瞬時的買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3 不大的能量變化，而不能用作大容量的更高峰載荷補償器，不能用作需要交配大能量的次能源貯存器。 高比強度新材料的出現(xiàn)，例如纖維和晶須增強材料的研制成功，使飛輪單位密度強度有很大的提高，允許的線速度也大幅度的提高。因此大大增強了飛輪單位質量所能貯存的能量，如再配以磁懸裝置和真空室，飛輪有可能作為需要較大能量的二次能源貯存器。 除 了采用高比強度的材料外，還研究了飛輪的最佳幾 何形狀，以使飛輪各處應力分布合理而均勻，以及減少阻力，這樣可進一步提高飛輪貯存能量的能力。此外，為了減小電動機的驅動力矩，采用變慣性力矩飛輪，如下圖，該飛輪具有保證能在徑向移動的滑塊。圖 圖 1變慣性力矩飛輪 軸系統(tǒng)的扭轉振動 轉振動的基本概念 在內燃機的使用實踐中，人們早就發(fā)現(xiàn)，當內燃機達到某一轉速時運轉變得很不均勻，伴隨著機械敲擊和抖動，性能也變差了。如果這樣長期運轉下去，曲軸就可能斷裂。當轉速提高或降低 一些，均使敲擊和抖動減輕甚至消失。由此可見，這不是由于發(fā)動機的不平衡性引起的，否則抖動買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 4 應隨轉速的提高而劇增，因為不平衡慣性力是與轉速平方成正比的。大量理論和試驗研究證明，這種現(xiàn)象的原因主要是由于曲軸發(fā)生了大幅度扭轉振動所 引起， 由于軸系扭轉剛度不足，在隨時間周期變化的單拐轉矩作用下，各曲拐間會產生相當大的周期性相對扭轉，氣缸數(shù)愈多，曲軸愈長，這種現(xiàn)象愈嚴重，這就是曲軸的扭轉振動。當軸系達到某一轉速時，施加在曲軸上的周期變化的轉矩與曲軸本身振動頻率之間產生 “合拍”現(xiàn)象，這就是所謂的共 振。發(fā)生共振時曲軸扭轉變形的 幅度將大大超過正常值，輕則產生很大的噪聲，使磨損劇增，重則使曲軸斷裂。因此，在設計內燃機時必須對軸系的扭振特性進行計算分析，以確定其臨界轉速，振型、振幅，扭轉應力以及是否需要采取減振措施。 1扭轉振動的定義 扭轉振動是使曲軸各軸段間發(fā)生周期性相互扭轉的振動，簡稱扭振 。 2扭振的現(xiàn)象 1)發(fā)動機在某一轉速下發(fā)生劇烈抖動，噪聲增加，磨損增加，油耗增加，功率下降， 嚴重時發(fā)生曲軸扭斷。 2)發(fā)動機偏離該轉速時，上述現(xiàn)象消失。 3扭振發(fā)生的原因 1)曲軸系統(tǒng)由具有一定彈性和慣 性的材料組成，本身具有一定的固 有頻率。 2)系統(tǒng)上作用有大小和方向呈周期性變化的干擾力矩。 3)干擾力矩的變化頻 率 與系統(tǒng)固有頻率合拍時，系統(tǒng)產生共振。 4、研究扭振的目的 通過計算找出臨界轉速、振幅、扭振應力，決定是否采取減振措施 。 5、 扭振當量系統(tǒng)的組成 根據(jù)動力學等效原則，將當量轉動慣量布置在實際軸有集中質量的地方；當量軸段剛度與實際軸段剛度等效，但設有質量。 轉震動的消減措施 曲軸系統(tǒng)發(fā)生扭振現(xiàn)象是必然的，只不過輕重程度不同。嚴重時都要采取扭振消減措施。消除或者減輕扭振帶 來的危害通常都是由下面幾個途買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 5 徑來實現(xiàn)。 遠離臨界轉速 在工作轉速范圍內產生扭振的轉速叫做臨界轉速，所以要保證臨界轉速避開常用工作轉速和標定轉速。 這是結構措施，通常在設計階段考慮。通過改變結構參數(shù)，達到使固有頻率遠離外界強 迫力矩頻率的目的。具體措施有： 1） 提高曲軸剛度。 （ 1） 增加主軸頸直徑。 （ 2） 減小曲軸長度。 （ 3） 提高重疊度。 2） 減小轉動慣量 。 （ 1） 采用空心曲軸。 （ 2） 降低平衡塊 質量。 （ 3） 降低帶輪，飛輪質量。 提高軸系的阻尼主要靠材料特性來達到。鑄鐵的材料阻尼比鋼要高出80 100，所以如果強度允許，可以把該鋼曲軸改成鑄鐵曲軸，以達到減弱扭振的目的。 車離合器結構的發(fā)展 實際上早在 1920 年就出現(xiàn)了單片離合器，但由于當時技術設計上的缺陷，造成了單片離合器在結合時不夠平順等問題。但是，單片干式離合器結構緊湊，散熱良好，轉動慣量小，所以以內燃機為動力的汽車經常采用它，尤其是成功開發(fā)了價格便宜的沖壓件離合器蓋以后更 是如此。 多年的實際經驗和技術上的改進使人們逐漸趨向于首先單片干式摩擦離合器，因為它具有從動部分轉動慣量小、散熱性好、結構簡單、調整方便、尺寸緊湊、分離徹底等優(yōu)點，而且由于在結構上采用一定的措施，買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 6 已能做到平順，因此現(xiàn)在廣泛用于大、中、小各類車型中。 離合器對降低曲軸系統(tǒng)的扭震起著至關重要的作用 。采用具有軸向彈性的從動盤，提高了離合器的結合平順性。離合器從動盤總成中裝有扭轉減震器，防止了傳動系統(tǒng)的扭轉共振、減小了傳動系統(tǒng)噪聲和動載荷。 對于重型離合器，由于商用車趨于大型化，發(fā)動機功率不斷增大，但離合器允許增 大尺寸的空間有限（現(xiàn)離合器從動盤的直徑已達430增加離合器扭轉能力，提高其使用壽命，簡化操作。已成為重型離合器當前的發(fā)展趨勢。為了提高離合器的扭轉能力，造重型汽車上采用雙片干式離合器。從理論上講，在相同徑向尺寸下，雙片離合器的扭轉能力和使用壽命是單片一倍，但受到其他客觀因素的影響（如散熱等），實際的效果要比理論值要低一些。 結構上采用拉式膜片彈簧的離合器，其允許的傳扭能力要比推式大。從動盤采用金屬陶瓷的離合器比一般有機片摩擦材料傳扭能力提高 30%，而使用壽命至少提高 70%。 輪設計方法 多 剛體動力學模擬是近十年發(fā)展起來的機械計算機模擬技術，提供了在設計過程中對設計方案進行分析和優(yōu)化的有效手段，在機械設計領域獲得越來越廣泛的應用。它是利用計算機建造的模型對實際系統(tǒng)進行實驗研究，將分析的方法用于模擬實驗，充分利用已有的基本物理原理，采用與實際物理系統(tǒng)實驗相似的研究方法，在計算機 上 運行仿真實驗。目前多剛體動力學模擬軟件主要有 。多剛體動力學模擬軟件的最大優(yōu)點在于分析過程中無需編寫復雜仿真程序，在產品的設計分析時無需進 行樣機的生產和試驗。對內燃機產品的部件裝配進行機構運動仿真，可校核部件運動軌跡，及時發(fā)現(xiàn)運動干涉；對部件裝配進行動力學仿真，可校核機構受力情況；根據(jù)機構運動約束及保證性能最優(yōu)的目標進行機構設計優(yōu)化，可最大限度地滿足性能要求，對設計提供指導和修正。目前國內人學和企業(yè)已經已進行了機構運動、動力學仿真方面的研究和局部應用，能在設計初期及時發(fā)現(xiàn)內燃機曲柄連桿機構干涉，校核配氣機構運動、動力學性能等，為設計人員提供了買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 7 基本的設計依據(jù)。 在現(xiàn)代機械，特別是在高速運動的機械中，機器動力學是一個重要的研究課題，其中包括機器的 周期性速度波動的調節(jié)。機器在穩(wěn)定運動階段中 ， 由于驅動外力與阻抗外力不能時時相平衡，而其質量分布又不能作相應的變化，必然引起周期性的速度波動，以至影響機器的工作質量。這個問題至今還不能認為是已經徹底解決。目前，在機器上安裝飛輪仍然是簡便有效的調節(jié)速度波動的方法?，F(xiàn)在 ， 在大型的工程機械、精密齒輪機床和現(xiàn)代化最新研制的六足步行機器人中，都能見到飛輪裝置，在另外一些機械中，雖然沒有安裝飛輪，但是許多構件卻具有飛輪的效應。飛輪設計的核心問題是計算飛輪的轉動慣量。計算飛輪轉動慣 量 的途徑是求解描述機械系統(tǒng)運動過程的動力學 方程。對剛性構件組成的機械系統(tǒng)而言，其運動方程式集中地表達了外力、構件質量 (包括飛輪的轉動慣量 )和構件運動之間的關系。因而飛輪設計的內容之一就是根據(jù)已知外力、給定的速度變化要求和構件質量計算出飛輪應有的轉動慣量。 外力是決定機械系統(tǒng)運動規(guī)律的主導因素。作用在機械系統(tǒng)上的外力可分為驅動力和工作阻力兩類。驅動力由原動機傳入，驅使機械系統(tǒng)運動而作正功，工作阻力由工作對象傳來，阻抗機械系統(tǒng)運動而作負功。外力的變化規(guī)律將直接影響求解運動方程的具體方法和難易程度，通常將外力隨運動參數(shù)和時間的變化規(guī)律稱為機械系統(tǒng)的機械特 性。 下面先介紹幾種常見到的外力變化規(guī)律 ： 1 常量力 作用在機械系統(tǒng)上的外力在穩(wěn)定運動階段為常量。例如液壓傳動系統(tǒng)的驅動力、構件的重力、在不計繩索重量時起重機的荷重、軋鋼機和刨床上的生產阻力等。當機械系統(tǒng)的外力均為常量時，機械系統(tǒng)的運動方程將大為簡化，計算飛輪轉動慣量的方法也比較簡單。 2力是作用構件運動速度的函數(shù) 屬于這類的外力有通風機的載荷、離心泵及螺旋槳的工作阻力等。 3力是機構位置的函數(shù) 具有這類機械特性的機器力如：活塞式壓縮機的工作阻力、掘土機的買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 8 載荷、彈簧的彈力以及內燃機的 輸出力矩等都是機構位置的函數(shù)。 4 隨時間而變化的作用力 如球磨機的磨削阻力即是隨時間而變化的。在同一個機械系統(tǒng)中，可同時存在幾個外力，它們可以是按同一規(guī)律變化，也可能分別按不同規(guī)律變化。當出現(xiàn)后一種情況時，整個外力系將同時是幾個自變量的函數(shù)。 機械系統(tǒng)中每個可動構件的質量都影響著系統(tǒng)的運動?，F(xiàn)有兩類不同的方法來表達這種影響。一種方法是將構件質量對運動的影響表現(xiàn)為慣性力，將構件的慣性力視作機械系統(tǒng)的外力，并納入平衡計算之中。但是，欲準確地計算出構件的慣性力，必須已知構件的真實運動速度和加 速度，而在設計飛輪時，機械系統(tǒng)的真實運動常常是未能準確確定的。在此情況下，只能計算出慣性力的近似 值。 另一種方法是將各構件質量的作用以等效質量或等效轉動慣量的形式引入機械系統(tǒng)的運動方程式。 要研究內容 本 設計 主要針對當今汽車的曲軸系統(tǒng)扭轉振動問題， 以合理匹配飛輪為主要研究內容。具體設計內容如下： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 9 第 2 章 飛輪轉動慣量的確定 輪轉動慣量計算方法介紹 在由內燃機驅動 的機械系統(tǒng)中，驅動力是活塞位置的函數(shù)，如果載荷也隨機構位置而變化，則此機械系統(tǒng)的外力僅為機構位置的函數(shù)。力是機構位置的函數(shù)時，計算飛輪轉動慣量的方法很多，這些方法所依據(jù)的基本原理也不完全相同。 最基本的有兩種：切向力法和能量法。 動慣量的切向力方法 圖 2 1 所示為一內燃機機構。作用在滑塊 (活塞 )3 上的驅動外力 是活塞位置的函數(shù)，曲柄 1 在工作過程中作近似勻速運動?，F(xiàn)將外力向構件 1 簡化。 若不計摩擦力的影響，作用在滑塊 3上的外力應為 0P (2圖 2燃機機構 其中 Q 為連桿對滑塊的作用力，沿連桿方向作用， R 為導軌對滑塊的反作用力，方向垂直于導軌。根據(jù)力系平衡條件式 (2可求出連桿對滑塊的作用力 Q ，則滑塊對連桿的作用力 。因連桿為二力桿，故1Q 也是連 桿對曲柄的作用力。將 1Q 分解為曲柄上的法向力 N 和切向力T ，則作用在曲柄 1 上的驅動力矩為 M ，其中 r 為曲柄的長度，該力矩是曲柄轉角的函數(shù)。 在切向力法中，各構件質量對機械系統(tǒng)運動速度買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 10 的影響。以慣性力形式反映 在計算之中。 1 滑塊質量的作用 設曲柄 1 以額定轉速勻速轉動，利用運動分析方法可以求出機構上各點的速度和加速度?；瑝K 3的慣性力為 333 g （ 2 式中3 2 連桿質量的影響 為簡化計算，采用質量靜代換法。選替代質量 質心分別在鉸鏈 A、 據(jù)替代條件得 BA 22 （ 2 2222（ 2 式中2S 到鉸鏈中心 A、 B 的距離。替代質量生的慣性力 為 322 （ 2 替代質量 曲柄 1的質量一并計算。 3 曲柄的慣性力 考慮了替代質量 作用后再加以平衡質量，可以近似地認為曲柄的質心在回轉中心 O 處。在假定曲柄為勻速轉動的情況下，可略去曲柄產生的慣性力矩作用。 綜上所述，曲柄滑塊機構中各構件的慣性力效應，最終近似地體現(xiàn)為滑塊質量3m，及替代質量 生的慣性力。 4 令3上全部外力之和 33 （ 2 將式 (2 (2入式 (2可求得3F，再將式 (2力 P 改為3F,便可以求出計及慣性力的作用力向力M 。若 又 已知阻抗力矩 )(M ，便可求出剩余力矩曲線)(M ，分別如圖 2-2 a、 中 )()()( （ 2 剩余力矩曲線 )(紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 11 圍內所做的功。橫軸上方曲線包圍的面積表示正功，下方為負功， 統(tǒng)稱為盈虧功。如圖 2示，曲線 )(、 B、 C、 D。 A、 、 C 間， C、 D 間和 D、 A 間盈虧功之代數(shù)和。 A、 B 間盈虧功的絕對值大于任何其他兩點之間的相應值，故稱為最大盈虧功，以計算力矩考慮了連桿、滑塊等構件慣性力的影響，所以點 A、 B 間，曲柄及飛輪 動能的增量最大，即曲柄與飛輪動能的最大值和最小值出現(xiàn)在點A、 B 對應的機構位置處。由于曲柄與飛輪的轉動慣量皆為常量，故當機械系統(tǒng)處于點 A、 B 相應的位置時，飛輪的角速度分別達到 最 小值和最大值。飛輪的轉動慣量為 02 （ 2 式 (20 圖 2 飛輪轉動慣量的能量法 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 12 )(E 計算飛輪的 轉動慣量始于 1904 年。這種方法在理論上是準確的，不失為一種實用的方法。設已知作用在機械系統(tǒng)上的等效外力矩是等效構件位置的函數(shù)，即 驅動力矩 )(M 阻抗力矩 )(M （ 2 由等效構件的起始位置0到任意瞬時位置j之間，外力矩所做的 盈虧功 j 0 )()( （ 2 外力矩所做之功 j 應當?shù)扔跈C械系統(tǒng)在對應區(qū)間內動能的增量0械系統(tǒng)在j 0區(qū)間內的動能增量可表示為 0或 2002 )(21)(21 （ 2 式 (2 )()( ； )(是等效構件位置的函數(shù)。故式 (2可寫成 2002202 )(21)(21)(21 （ 2 由式 (2導出飛輪轉動慣量的表達式： 2022002 )()(2 （ 2 如果選定10 時 ， 2 m j（ 2用式 (2得 22m a （ 2 又因為外力所做的功等于同一區(qū)間內機械系統(tǒng)動能的增量 ，即 21 )()(12（ 2 將以上各式代入式 (2，得出飛輪轉動慣 量的表達式 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 13 22m i a (21)(21)()(21 （ 2 由于難以直接確定 與對應位置 1 和 2 ，故不能按照式 (2算 各自的對應位置 改寫式（ 2 下列形式： 2002202 )(21)(21)(21 22002 )(21)(2121 （ 2 若記 220002)(21)(2121則得 00)( （ 2 若選取0為某一固定參考位置，它所對應的瞬時速度為0，等效轉動慣量 )(0時 一常量，0(E 值 而 變 化 。 當 )(E 的 值 為 極 大 時 ， E ；反之，當 )(E 的值為極小時， 則 E 。上述情況與0以在求任意設定0至可令其等于零。由于 一常量，根據(jù) 221 E ，極值相對應，當時， E ； 當 時， E 。 (1)取坐標系 EO j的變化區(qū)間為 20 。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 14 圖 22） 由于可任 取0 00 (3） 根據(jù)已知的等效力矩 )()(可以按照下式求 出 j 0 )()( （ 2 并作出曲線 )(圖 2 (4) 假定在 20內，j恒等于 作出曲線2m a 1)( E (圖 2顯然，曲線 1)( 同于真實的動能曲線221 E ，它們只重合于一點，即 處，而在其他瞬間位置，1)( (5)將1)( 差值曲線11 )()( (圖 2曲線1)( 輪的真實動能曲線 此位置為 1 ，而在其他瞬間位置，1)( 以根據(jù)1)( 圖 2B。 (6) 重 新 假 設 在 20j。 作 出 曲 線買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 15 2m 1)( E (圖 2曲線 2)( 不同于真實的動能曲線221 E ， 它們只在 時重合，而在其他瞬間位置 ， 2)( 值均小于 應 值 。 由 曲 線去2)(差值曲線22 )()( 。 曲線2)( 時，飛輪的真實動能曲線 最小值等于 2)( 極小值，而且對應同一角 2 ?？梢愿鶕?jù)2)( 圖 2的線段 飛 輪 動能在一個循環(huán)內的最大差值m a x )()( E 相當于圖 2 因為 2m a xm a x 21)( E ， 2m a xm a x 21)( E , 2m 1)( E , 所以飛輪的轉動慣量為 )(21)()(2m a xm a x 或2)( （ 2 油機曲軸的旋轉不均勻度 柴油機曲軸的旋轉角速度 與其瞬時的輸出轉矩 0（ 2 式中 ： 阻力矩。假定阻力矩不隨時間變化，并在穩(wěn)定工況下，M 柴油機