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速度波动调节实验
一．实验目的：
1．通过机械系统动力学调速实验，观察机械的周期性波动现象，并掌握利用飞轮进行速度波动调节的原理和方法；
2．通过利用传感器、工控机等先进的实验技术手段进行实验操作，训练掌握现代化的实验测试手段和方法，增强工程实践能力；
3．通过进行实验结果与理论数据的比较，分析误差产生的原因增强工程意识，树立正确的设计理念。
二．实验要求
每2-3人一组，每人完成一份实验报告。
三．实验台使用说明：
1．基本参数
被测机构为曲柄滑动机构，如图1所示：
B
n 1
A
e C

图1 曲柄滑块机构
各杆长度：曲柄LAB=50mm; 连杆LBC=180mm, 曲柄转速n1=1325r/min
已知生产阻力为拉伸弹簧，当拉伸长度L时的拉伸阻力F为：
L=5mm, F=0kg； L=10mm, F=5kg； L=15mm，F=15kg。
2．实验内容
( 1 ) 曲柄的真实运动仿真：通过数模计算得出真实运动规律，作出曲柄等效驱动力矩线图、等效阻力矩线图，角速度线图和角加速度线图；进行速度波动调节计算，得出最大盈亏功Wmax和速度不均匀系数δ的值。
( 2 ) 曲柄真实运动的实测： 通过曲柄上的角位移传感器和A/D转换器进行采集、转换和处理，并输入计算机显示出实测的曲柄角速度线图和角加速度线
图；与理论角速度线图和角加速度线图分析比较使学生了解机构结构对曲柄速度波动的影响。
( 3 ) 分别不装飞轮、在曲柄轴上装大飞轮或小飞轮，观察并比较它们的系统运转的不均匀性。
三．实验原理和方法
作用在机械上的驱动力矩和阻力矩是主动件转角φ的周期性函数。且在等效驱动力矩和等效阻力矩及等效转动惯量变化的公共周期（这里均为360o），驱动功=阻抗功时，在稳定转动期间主动件的速度（角速度）波动值按周期性波动，其运转不均匀程度，用运转速度不均匀系数表示，其大小为：
δ = ωmax - ωmin ωm
ωmax —— 周期中最大角速度； ωmin ——周期中最小角速度；
ωm ——平均角速度： ω=（ωmax+ωmin）/2。
所谓机器运转周期性速度波动的调节，其目的就在于减小速度波动，使其达到机器工作所允许的程度；或者说，减小机器运转速度不均匀系数δ使其不超过许用值[δ]。周期性速度波动的调节方法，是在机器中安装一个具有很大转动惯量的构件即所谓飞轮，其调速原理简述如下：
在一个周期中最大动能Emax与最小动能Emax之差称为最大盈亏功，以[ W ]示之，即：
[ W ] = Emax – Emin =（1/2）（JO+JF）（ωmax2 - ωmin2）
JO ——— 忽略等效转动惯量中的变量部分机械的等效转动惯量；
JF ——— 飞轮等效转动惯量。
δ = 　　　[ W] 　　　 ωm2( jo + Jf )
因此，当机器等效力矩已给定时，最大盈