汽车机械基础第2版 教学课件 作者 卢晓春 主编14机械调速与平衡.ppt

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1、第十四章机械运转的调速和平衡汽车机械基础本章的教学目标：1）了解机器运动速度波动的原因、特点和危害，以及相应的调节方法。2）掌握刚性转子静、动平衡的原理和方法。汽车机械基础第十四章第十四章机械运转的调速和平衡第一节机械运转速度波动调节的目的和方法一、机械运转速度波动调节的目的二、机械运转速度波动调节的方法第二节回转件的平衡一、平衡的目的二、平衡的方法回转件的静平衡回转件的动平衡教学内容汽车机械基础第十四章第一节机械运转速度波动调节的目的和方法一.机械运转速度波动的原因及调节目的速度波动的原因:机械运转驱动功与阻力功的差值出现必将引起机械动能的增减，而使主轴的角速度发生变化，

2、从而形成机械运转时速度的波动。调节目的:使其波动被限制在允许的范围内,减少上述不良影响.危害:引起附加动压力，降低机械效率和工作可靠性；同时还会引起机械振动，影响零件的强度和寿命，降低机械的精度和工艺性能，使产品质量下降。汽车机械基础第十四章周期性速度波动的特点及其调节的方法非周期性速度波动的特点及其调节的方法第一节机械运转速度波动调节的目的和方法二、机械运转速度波动调节的方法汽车机械基础第十四章(一)周期性速度波动的调节1.周期性速度波动周期性运转的机器在一个周期内主轴的角速度是绕某一角速度变化的。其平均角速度ωm为当机械动能的增减作周期性变化时，其主轴的角速度也作周期性

3、的波动。机械的这种有规律的、周期性的速度变化称为周期性速度波动。2.调节方法:是在机械中安装一个具有较大转动惯量且起贮存动能作用的转动构件——飞轮。图14-1周期性速度波动汽车机械基础第十四章(二)非周期性速度波动的调节1.非周期性速度波动机械运转时，由于驱动力或(和)阻力的无规律变化，所引起的主轴角速度的波动称为非周期性速度波动。2.调节方法:在机械中安装调速器。机械式、气动式、液压式、电子式及组合式等。但目前应用最广泛的机械式调速器，其结构简单，工作可靠、性能良好图14-2机械式离心调速器汽车机械基础第十四章第二节回转件的平衡机械运转时各运动构件将产生大小及方向均发生周

4、期性变化的惯性力，这将在运动副中引起附加动压力，增加摩擦力而影响构件的强度这些周期性变化的惯性力会使机械的构件和基础产生振动，从而降低机器的工作精度、机械效率及可靠性，缩短机器的使用寿命。为完全地或部分地消除惯性力和惯性力矩的影响，减小或消除附加动压力，尽量减轻有害的机械振动，以改善机械工作性能和延长其使用寿命。这个问题称为机械平衡。一.平衡的目的二.平衡的方法(一)回转件的静平衡(二)回转件的动平衡汽车机械基础第十四章(一)回转件的静平衡1.回转件的静平衡原理和计算当转子的直径与宽度之比，且转速较低时，可近似认为其质量分布在同一回转面内，如图14-3a所示。对于这类宽度不

5、大的转子(如齿轮，盘形凸轮、飞轮、带轮等)，因其离心惯性力矩近似为零，故仅消除离心惯性力即可达到平衡。为此，可采取改善转子的质量分布，使其质心位于旋转轴线上来达到平衡，称为转子的静平衡.此时在同一回转面内增加或减少一个平衡质量，使平衡质量产生的离心惯性力F与原有各偏心质量产生的离心惯性力的矢量和ΣFi相平衡，即汽车机械基础第十四章(一)回转件的静平衡1.回转件的静平衡原理和计算F＝Fb＋ΣFi＝0上式可改写成（14.2）（14-1）汽车机械基础第十四章图14-3转子的静平衡a）转子平衡示意图b）转子受力图c）矢量图解法汽车机械基础第十四章式中、分别为回转平面内各偏心质量及其

6、向径；、分别为平衡质量及其向径；m、e分别为构件的总质量及其向径。mr称为质径积。当e=0，即总质量的质心与回转轴线重合时，构件对回转轴线的静力矩等于0，称为平衡。可见机械系统处于静平衡的条件是所有质径积的矢量和等于0。(一)回转件的静平衡汽车机械基础第十四章如图14-3a所示的盘形转子，已知同一回转平面内的不平衡质量，，它们的向径分别为则代入式（14.1）得此向量方程式中只有未知，可用图解法进行求解(如图14.3b所示)。(一)回转件的静平衡汽车机械基础第十四章根据结构特点选定合适的，即可求出。如果结构上允许，尽量将选得大些以减小，避免总质量增加过多。如果结构上不允许在该

7、回转面内增、减平衡质量，如图14.4所示的单缸曲轴，则可另选两个校正平面T和Tˊ，在这两个平面内增加平衡质量，使回转件得到平衡。根据理论力学的平行力合成原理可得(一)回转件的静平衡汽车机械基础第十四章图14-4单缸曲轴的静平衡(一)回转件的静平衡汽车机械基础第十四章(一)回转件的静平衡2.回转件的静平衡试验静平衡试验的目的对于以回转轴为对称轴的转子，或已经过平衡计算并加装了平衡配重的转子，从理论上讲，它们应该是完全平衡的。但实际上，由于计算、制造和装配上的误差，以及材料的不均匀性等因素，还会存在不平衡现象。这种不平