球形空壓機球形構件的運動原理分析
1.從動半球塊的運動分析一從動球求塊4一軸 圖7-63給出的構件的工作如同單萬向聯軸器,它的工作示意圖如圖7-65所示。
其主動半球塊的旋轉軸線1和從動半球塊的旋轉軸線3相交于0點,該交點也是十字塊 的擺動中心點。
由單萬向聯軸器的運動規律可知,當主動半球塊以等角速度w 轉動時,從動半球塊將以變角速度W3運轉,ws的大小隨主動半球塊的轉角 o的改變而改變。
若取主動半球塊軸線與從動半球塊軸線所成平面為度量q的起點,則有 將此式對時間t求導,并注意到得從動半球塊的角加速度e,由此式可見, ez是w、a和p的函數,當w、a一定時,ez隨q做周期性變化。
2.十字塊的運動分析取圖7-65所示的Oxyz 直角坐標系,其原點O位于球形的中心, Oz軸沿主動半球塊旋轉軸線方向,球形的半徑為R。
A、B兩點為鉸接主動半球塊和十字塊的轉子軸軸線的兩個外端點 (即該軸軸線與半徑為R的球面的兩個交點),C則為鉸接從動 半球塊的軸軸線的一個外端點。
A、B、C 三點又共同位于十字塊的中心平面I 上,對十字塊進行運動分析,就是要找出1平面位置的變化規律。
很顯然,轉動時,A、B兩點始終位于與軸線1垂直的1平面(即xOy平面),C點則位于過O點,且與 軸線3垂直的加平面上。
軸線3沿矢量方向,則以軸線3為法線的亞平面方程為 經運算、整理,即得過A、B、C三點的II平面在柱面坐標系內的方程。
當qA=0"和180"時,此式變為方程(7-123),即I面與1面重合,當qA= 90“和270"時,方 程式(7-125) 又變成方程式(7-121),I1面與皿重合。
這說明主動半球塊回轉一周, 十字塊的中心平面11將在平面和口平面之間做周期性擺動。
由式(7-125)、式(7.120) 和式(7-123),可找出11平面與I平面的法向矢量(為使兩 平面夾角以銳角計,取其正法向矢量的z 向分量皆指向- -Z 方向) 分別為從而求得11平面與1平面之間的夾角02為 同理,可得I1平面和亞平面間的夾角。
這同樣反映出了平面1在固定不動的1平面和皿平面間做周期性擺動的運動特征。
由上兩式可進一步求得11平面繞口點擺動的角加速度ez和ez3和分別為 可見,在w、a一定時,e2i和ez3也隨q的改變做周期性變化。
從動半球塊角加速度e3和十字塊角加速度E2和ez3的存在,使得從動半球塊、轉 子十字塊以及與它們相關的配件,皆耍受到慣性力偶矩M的作用,從而導致空壓機運行時可能 產生機械振動。
因慣性力偶矩M=Je (J 為變速運動零件對其質心軸的轉動慣量),由 (7.118)、式(7.126)和式(7-127)等各e值計算式可見。
采用降低轉速n,減小主從動軸夾角a,域小球徑R,以及域小變速運動零件的轉動慣量等措施, 有助于減小空壓機的機械振動。