最大盈亏功
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什么是最大盈亏功[1]
最大盈亏功是指机械在变速稳定运转的一个周期内,动能的最大值和最小值之间的驱动功与阻抗功之差。
最大盈亏功的确定[2]
计算飞轮转动惯量必须首先确定最大盈亏功。若给出作用在主轴上的驱动力M'和阻力矩M”的变化规律,Amax便可确定如下:
图1(a)所示为某组稳定运转一个周期中,作用在主轴上的驱动力M'和阻力M”随主轴转角变化的曲线。μM为力矩比例尺,实际力矩值可用纵坐标高度乘以μM得到,即M=yμM;
为转角比例尺,实际转角等于横坐标长度乘以
,即
;
曲线与横坐标轴所包围的面积表示驱动力矩所做的功(输入功);
曲线与横坐标轴所包围的面积表示阻力矩所做的功(输出功)。在Oa区间,输入功与输出功之差为![A_{0a}=\int_0^a(M'-M'')d\varphi= \int_0^a\mu M(y'-y'')dx\mu_\varphi=\mu_M\mu_\varphi[S_1]](/w/images/math/8/6/1/86128ef144e1f9634e6b351a6c152fb9.png)
式中[S1]——0a区间
与
曲线之间的面积(mm2);
AOa——区间的盈亏功,以绝对值表示。
由图可见,0a区间阻力矩大于驱动力矩,出现亏功,机器动能减小,故标注负号;而ab区间驱动力矩大于阻力矩,出现盈功,机器动能增加,故标注正号。同理,bc、d0区间为负,cd区间为正。
盈亏功等于机器动能的增减量。设E0为主轴角位置
时机器的动能,则主轴角位置为
时,机器的动能Ea应为![E_a=E_0-A_{0a}=E_0-\mu_M\mu_\varphi[S_1]](/w/images/math/2/d/0/2d0b5f02053f9163e03481a4551841bb.png)
![E_b=E_a-A_{ab}=E_a-\mu_M\mu_\varphi[S_2]](/w/images/math/8/f/7/8f7c38fdec1cc2fa18b11cb8b52f558c.png)
![E_0=E_d-A_{d0}=E_d-\mu_M\mu_\varphi[S_5]](/w/images/math/2/9/3/293ef6840c246cb01fe73527c42df03d.png)
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表示盈亏功A0a、Aab、Abc、Acd和Ad0(盈功为正,箭头朝上;亏功为负,箭头朝下)。由图可知,点d具有最大动能,对应于ωmax,点a具有最小动能,对应于ωmin,a、d二位置动能之差即是最大盈亏功Amax。
【例17.1】某机组作用在主轴上的阻力矩变化曲线
如图2(a)所示。已知主轴上的驱动力M'为常数,主轴平均角速度
,机械运转速度不均匀系数δ = 0.02。
(1)求驱动力矩M'。
(2)求最大盈亏功Amax。
(3)求安装在主轴上的飞轮转动惯量J。
(4)若将飞轮安装在转速为主轴3倍的辅助轴上,求飞轮转动惯量f'。
【解】(1)求M'。因给定M'为常数,故
为一水平直线。在一个运动循环中驱动力矩所做的功为2πM',它应当等于一个运动循环中阻力矩所做的功,即
2πM'=100×2π+400×
×2
解上式得M’=200 N·m。由此可作出
的水平直线。
与
曲线的交点标注为a、b、c、d。将各区间
与
所围面积区分为盈功和亏功,并标注“+”号或“-”号。然后根据各区间盈亏功的数值大小按比例作能量指示图(图2(b))。首先自下向上作
表示0a区间的盈功,
;其次,向下作
表示ab区间的亏功,
。依次类推,直到画完最后一个封闭向量
。由图可知,ad区间出现最大盈亏功,其绝对值为







做错了吧 Amax算的不对啊