机械平衡的目的 参赛课件

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1、1参赛选手：****一、机械平衡的目的:构件在运动过程中都将产生惯性力和惯性力矩，这必将在运动副中产生附加的动压力，从而增大构件中的内应力和运动副中的摩擦，加剧运动副的磨损，降低机械效率和使用寿命。消除惯性力和惯性力矩的影响，改善机构工作性能，就是研究机械平衡的目的。3二、平衡的内容及分类:1、转子的平衡机械中绕某一轴线回转的构件称为转子。2．机构的平衡41．转子的平衡这类转子又分为刚性转子和挠性转子两种情况。(1)刚性转子的平衡在机械中，转子的转速较低、共振转速较高而且其刚性较好，运转过程中产生弹性变形很小时，这类转子称为刚性转子。当仅使其惯性力得到平衡时，称

2、为静平衡。若不仅使惯性力得到平衡，还使其惯性力引起的力矩也得到平衡，称为动平衡。（2）挠性转子的平衡在机械中，对那些工作转速很高、质量和跨度很大。径向尺寸较小，运转过程中，在离心惯性力的作用下产生明显的弯曲变形的转子，称为挠性转子。这要根据弹性梁（轴）的横向振动理论进行平衡，这类问题较为复杂，需要专门研究，本章仅作简介。62．机构的平衡机械中作往复移动和平面运动的构件，其所产生的惯性力无法通过调整其质量的大小或改变质量分布状态的方法得到平衡。但所有活动构件的惯性力和惯性力矩可以合成一个总惯性力和惯性力矩作用在机构的机座上。设法平衡或部分平衡这个总惯性力和惯性力矩

3、对机座产生的附加动压力，消除或降低机座上的振动，这种平衡称为机构在机座上的平衡，或简称为机构的平衡。静平衡的概念对于轴向尺寸较小的盘状转子即宽径比(B/D)小于0.2，例如齿轮、盘形凸轮、带轮、链轮及叶轮等，它们的质量可以视为分布在同一平面内。如图所示，红色小块为偏心质量，转子在运转过程中必然产生惯性力，从而在转动副中引起附加动压力。刚性转子的静平衡就是利用在刚性转子上加减平衡质量的方法，使其质心回到回转轴线上，从而使转子的惯性力得以平衡的一种平衡措施如图10－1a所示，设有一盘状转子，具有偏心质量ml、m2、m3及m4，回转半径分别为r1、r2、r3、r4，其

4、方位如图。当此转子以等角速度ω回转时，各偏心质量所产生的离心惯性力分别为：为平衡这些离心惯性力，可在此转子上加上部分质量m，使它所产生的离心惯性力F与F1、F2、F3、F4相平衡，亦即使静平衡的计算根据上面的分析可见，对于静不平衡的转子，不论它有多少个偏心质量，只需要适当地加上（或减去）一个平衡质量即可获得平衡。故得或（10－l）式中miri称为质径积。它相对地表达了各质量在同一转速下的离心惯性力的大小和方向。质径积mr的大小和方位，可用图解法求得。当转子的长径比(B/D)大于0.2时，其质量就不能视为分布在同一平面内了。这时，其偏心质量分布在几个不同的回转平面

5、内，如下图所示。既使转子的质心位于回转轴上，也将产生不可忽略的惯性力矩，这种状态只有在转子转动时才能显示出来，称为动不平衡。动平衡不仅平衡各偏心质量产生的惯性力，而且还要平衡这些惯性力所产生的惯性力矩。动平衡的概念11发动机的曲轴动平衡的计算如下图所示的长转子，具有偏心质量分别为m1、m2、m3，并分别位于平面1、2、3上，其回转半径分别为r1、r2、r3，方位如下图所示。当转子以等角速度回转时，它们产生的惯性力F1、F2、F3形成一空间力系。由理论力学可知，一个力可以分解为与它相平行的两个分力。根据该转子的结构，选定两个相互平行的平面作平衡基面，则分布在三个平

6、面内的不平衡质量完全可以用集中在两平衡基面内的各个不平衡质量的分量来代替，代替后所引起的平衡效果是相同的。同样仿照静平衡计算，在两个相互平行的平衡基面上做力封闭多边形，可用下式计算，便可求出在两个平衡基面上所加的平衡质量mb'、mb"及向径rb'、rb"。一、静平衡实验试验时将转子放到已调好的水平轨道上，如果转子不平衡，则偏心引起的重力矩将使转子在轨道上滚动。当转子停止时，转子质心必处于轴心正下方。这时，在轴心的正上方任意半径处加一适当平衡质量，再轻轻拨动转子。这样经过反复几次试加平衡质量，直到转子在任何位置都能达到随意平衡时，即完成转子静平衡试验。16静平衡试

7、验台17二、刚性转子的动平衡试验通过测量转子本身或支架的振幅和相位来测定转子平衡基面上不平衡量的大小和方位的。图10－6所示为一软支承平衡机的工作原理示意图。转子由弹簧软支承，构成弹性振动系统。当转子在电机驱动下运转时，转子的不平衡质量所产生的离心惯性力将引起转子两端支承的振动，振幅越大，表示不平衡量越大。18动平衡试验机的工作原理强迫振动向位差α>900，19转子的平衡精度转子要完全平衡是不可能的，实际上，也不需要过高要求转子的平衡精度，而应以满足实际工作要求为度。为此，对不同工作要求的转子规定了不同的许用不平衡量，即转子残余不平衡量。20许用不平衡量有两种表

8、示方法一是用质径积[mr