飞轮设计|机器设计-面试问题和答案

飞轮设计|机器设计-面试问题和答案

1.飞轮是什么?

飞轮是绕轴旋转的沉重物体。它作为能量的蓄水池，以动能的形式储存。多余的能量在被驱动机械的怠速行程中储存，在工作行程中释放。因此，飞轮控制的波动速度在每个周期的驱动机械。

2.飞轮在机器中的作用是什么?

飞轮的主要功能是:
当能源需求小于供给时吸收能源
b.在能源需求大于供应时释放能源。

3.飞轮轮缘中设置了哪些类型的应力?

a.离心力引起的拉应力
b.由于手臂约束而产生的拉伸弯曲应力
c.由于铸件冷却速度不均等造成的收缩应力。

4.飞轮有哪些类型?

a.实心圆盘型
b.带边型，双臂或实腹型
实心圆盘式飞轮由于其储存能量的能力较低，因此很少使用。
带臂的带边飞轮是首选，因为它们可以储存更多的能量。小的边缘型飞轮制造与坚实的网或孔在网。

5.为什么冲床上使用飞轮?

冲床使用飞轮的原因有以下几点:
a.减少冲床各周期速度变化。
b.减小了由于输出和输入的差异而产生的速度波动
c.在空闲行程时储存能量，在工作行程时释放能量。

6.为什么飞轮用于IC发动机?

在内燃机或干式发动机中，能量是在动力冲程中开发的，而在四冲程发动机中，在吸气、压缩和排气冲程中不开发能量。它的主要作用是帮助曲轴匀速运转

7.调速器和飞轮的功能有什么不同?

当负载发生变化时，调速器通过改变工作流体的供应来调节发动机的平均转速。飞轮不能保持恒定的速度。它减少了波动。

8.速度波动系数为速度最大波动系数————与平均速度

比

9.由于作用在轮辋上的离心力，飞轮臂将受到————应力

抗拉

10.为什么飞轮臂通常是椭圆的?

这种形状有助于为dame重量提供更多的截面模量。这导致了比圆形截面更多的强度

11.飞轮的轴是在什么情况下设计的?

它是在扭转和弯矩联合作用产生的剪应力下设计的。

12.在飞轮中，臂的椭圆截面的主轴是旋转平面。写出了这样安排的原因。

当能量输入到它的轴被切断时，由于飞轮的高惯性，臂可能不得不承担全部扭矩负载。臂可以假定为固定在轮毂上的悬臂，并在轮辋端承载载荷。这个弯矩位于飞轮的旋转平面内。因此，臂的长轴必须平行于作用在飞轮上的切向力F。

臂上弯矩M = F(R-dh/2)
F = t / (nR)
n =臂数
臂的截面模量，Z = (π/32)b1a12
弯曲应力σb = M/Z

13.飞轮材料的选择依据是什么?

a.抗拉强度高
b.疲劳强度高
c。低收缩

14.飞轮臂具有椭圆截面的优点是什么?

飞轮臂是椭圆形的，长轴是短轴的两倍。主轴位于旋转平面内，具有双倍的抗弯矩能力。

15.飞轮和调速器的区别

调速器在发动机中的作用是完全不同的飞轮。当负载发生变化时，它调节发动机的平均转速，例如，当发动机上的负载增加时，就有必要增加工作流体的供应。另一方面，当负载减少时，所需的工作流体就会减少。调速器根据负载的变化，自动控制发动机工作液的供给，使发动机的平均转速保持在一定的范围内。
如上所述，飞轮不保持恒定的速度;它只是减少了速度的波动。换句话说，飞轮控制速度变化引起的波动，发动机的转动力矩在每个周期的操作。它不控制由变化的负载引起的速度变化。

16.定义以下术语

速度波动系数，稳定性系数，能量波动系数，能量最大波动系数，能量波动系数

速度波动系数:在一个周期内最大和最小速度之间的差异称为速度的最大波动。速度的最大波动与平均速度之比称为速度波动系数。

稳定系数:速度波动系数的倒数称为稳定系数，用m表示。

能量波动，能量最大波动:
能量的波动可以由一个完整运行周期的转矩图来决定。考虑单缸双作用蒸汽机的转矩图，如图所示。纵坐标表示转矩，横坐标表示曲柄角。

稍微考虑一下就会发现，当曲柄角为零时，转动力矩为零。当曲柄角达到90º时，曲柄角达到最大值;当曲柄角达到180º时，曲柄角再次为零。如图中曲线abc所示，表示出行程的转弯力矩图。曲线cde是冲程的弯矩图，与曲线abc有些相似。由于所做的功是弯矩和转角的乘积，因此弯矩图的面积代表每转所做的功。在实际操作中，假设发动机与平均阻力扭矩相对工作，如图水平线AF所示。纵坐标aA的高度代表扭矩图的平均高度。由于假定每转矩所做的功等于对平均抵抗力矩所做的功，因此矩形aA Fe的面积与对平均抵抗力矩所做的功成正比。我们看到在Fig.意味着抗力矩行房颤削减转矩图点B, C, D和e .曲柄时从“一”到“p”发动机所做的功等于aBp的面积,而所需的能量是由aABp面积。换句话说，发动机做的功(等于面积aAB)比要求的要少。这些能量来自飞轮，因此飞轮的速度下降。 Now the crank moves from p to q, the work done by the engine is equal to the area pBbCq, whereas the requirement of energy is represented by the area pBCq. Therefore the engine has done more work than the requirement. This excess work (equal to the area BbC) is stored in the flywheel and hence the speed of the flywheel increases while the crank moves from p to q.
同样地，当曲柄从q移动到r时，从发动机中得到的功比所产生的功要多。功的损失用面积CcD表示。为了弥补这个损失，飞轮放弃了它的一些能量，因此当曲柄从q移动到r时，速度下降。当曲柄从r移动到s时，过剩的能量再次由面积DdE给出，速度再次增加。当活塞从s移动到e时，同样会有功损失，速度也会下降。平均阻力转矩线上下能量的变化称为能量波动。BbC、CcD、DdE等区域代表能量的波动。稍微考虑一下就会发现，发动机在q或s处有一个最大速度。这是由于当曲柄从p移动到q和从r移动到s时，飞轮吸收了能量。发动机最低时速p或者r。原因是飞轮给出了它的一些能源当曲柄从p和q, r。能量最大值和最小值之间的差异被称为最大的能量波动

能量波动系数
它被定义为能量的最大波动与每个循环所做的功的比值。它通常用CE表示。