转角由ψa到ψa′的一段，驱动功等于阻抗功，机械功能的增量等于零，即于是，经过等效力矩与等效转动惯量变化的一个公共周期，机械的动能、等效构件的角速度都将恢复到原来的树枝。可见，等效构件的角速度在稳定运转过程中将呈现周期性的波动。2·周期性速度波动的调节如前所述，机械运转的速度波动对机械的工作是不利的，它不仅将影响机械的工作质量，也会影响到机械的效率和寿命，所以必须设法加以控制盒调节，将其限制在许可的范围之内。平均角速度和速度不均匀系数为了对机械稳定运转过程中出现的周期性速度波动进行分析，下面先介绍衡量速度波动程度的几个参数。图7-10所示为在一个周期内等效构件角速度的变化曲线，其平均角速度在工程实际中常用其算术平均值来表示，即（7-39）机械速度波动的程度不仅与速度变化的幅度-有关，也与平均角速度的大小有关。综合考虑这两方面的因素，用机械运转速度不均匀系数（coefficientofnon-uniformityofoperatingvelocity）来表示机械速度波动的程度，其定义为角速度波动的幅度-与平均角速度之比，即不同类型的机械，对速度不均匀系数大小的要求是不同的。表中列出了一些常用机械速度不均匀系数的许用值[]，供设计时参考。表7-2常用机械运转速度不均匀系数的许用值[]机械的名称[]机械的名称[]碎石机1/5~1/20水泵、鼓风机1/30~1/50冲床、剪床1/7~1/10造纸机、织布机1/40~1/50扎压机1/10~1/25纺纱机1/60~1/100汽车、拖拉机1/20~1/60直流发电机1/100~1/200金属切削机床1/30~1/40交流发电机1/200~1/300设计时，机械的速度不均匀系数部的超过允许值，即≤[]（7-41）必要时，可在机械中安装一个具有很大转动惯量的回转构件——飞轮（flywheel）,以调节机械的周期性速度波动。飞轮的简易设计方法1）飞轮调速的基本原理由图7-9b可见，在b点处机械出现能量最小值，而在c点处出现能量最大值。故在与之间将出现最大盈亏功（maximumincrementordecrementofwork）,即驱动功与阻抗功之差的最大值：（7-42）如果忽略等效转动惯量中的变量部分，即设=常数，则当时，，当时，。由式（7-42）可得对于机械系统原来所具有的等效转动惯量来说，等效构件的速度不均匀系数将为当不满足条件式（7-41）时，可在机械上添加一个飞轮。设在等效构件上添加的飞轮的转动惯量为，则有(7-43)可见，只要足够大，就可到达调节机械周期性速度波动的目的。2）飞轮转动惯量的近似计算由式（7-41）和式（7-43）可导出飞轮的等效转动惯量的计算式为（7-44）如果，则可以忽略不计，于是式（7-44）可近似写为（7-45）又如果式（7-45）中的平均角速度用平均速度n（单位：r/min）代换，则有(7-46)上述飞轮转动惯量是按飞轮安装在等效构件上计算的，若飞轮没有安装杂等效构件上，则还需作等效换算。为计算飞轮的转动惯量，关键是要求出最大盈亏功。对一些简单的情况，最大盈亏功可直接由图看出。对于较复杂的情况，则可借助于能量指示图来确定。现以图7-9为例加以说明。如图7-9c所示。取点a作起点，按比例用铅垂向量线段依次表示相应位置与之间所包围的面积、、、和，盈功向上画，亏功向下画。由于在一个循环的起止位置处的动能相等，所以能量指示图的首尾应在同一水平线上，即形成封闭的台阶形折线。由图可以明显看出，点b处动能最小，点c处动能最大，而图中折线的最高点和最低点的距离就代表了最大盈亏功的大小。分析式（7-45）可知：eq\o\ac(○,1)当与一定是，若下降，则增加。所以，过分追求机械运转速度的均匀性，将会是飞轮过于笨重。eq\o\ac(○,2)由于不可能为无穷大，若≠0，则不可能为零，即安装飞轮后机械的速度仍有波动，只是幅度有所减小而已。eq\o\ac(○,3)当与一定时，与的平均值成反比，故为减小，最好将飞轮安装在机械的高速轴上。当然，在实际设计中还需要考虑安装飞轮轴的刚性和结构上的可能性等因素。应当指出，飞轮之所以能调速是利用了它的储能作用。由于飞轮具有很大的转动惯量，故其转速只要略有变化，就可储存或释放较大的能量。当机械出现盈功时，飞轮可将多余的能量吸收储存起来；而当机械出现亏功时，飞轮又可能释能量放出来，以弥补能量之不足，从而机械速度波动的幅度下降。因此可以说，飞轮实质上是一个能量储存器，它可以用动能的形式把能量储存或释放出来。惯性玩具小汽车就利用了飞轮的这种功能。一些机械（如锻压机械）在一个工作周期中，工作时间很短，而峰值载荷很大，在这类机械上安装飞轮，不但可以调