机械原理第6章课件.pdf

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1、机械原理——机械的平衡第第66章章机械的平衡机械的平衡6-1机械平衡的目的及内容6-2刚性转子的平衡计算6-3刚性转子的平衡实验6-4转子的许用不平衡量6-5平面机构的平衡基本要求:•了解机械平衡的目的及分类•熟练掌握刚性转子静、动平衡的原理和方法•明确转子许用不平衡量的意义•了解平面四杆机构的平衡原理机械原理——机械的平衡一、惯性力及其影响∑运动的构件按运动形态可分为三类：定轴转动、往复直线运动、复杂平面运动构件在运动过程中都将产生惯性力或惯性力偶矩，除外：1）等速直线运动的构件2）质量分布对其转动轴线完全对称的等速转动构件∑不平

2、衡后果：产生附加动压力→摩擦↑、磨损↑、效率↓、振动噪音↑...影响机械的工作精度、可靠性、寿命...造成破坏性事故机械原理——机械的平衡二、机械平衡的目的∑消除或减少惯性力机械原理——机械的平衡三、机械平衡的分类FFI3FFI1I21.刚性转子的平衡I∑刚性转子：n<(0.6~0.75)ncmm31m2m例:机床的主轴、齿轮、飞轮...弹性变形可忽略2.挠性转子的平衡∑挠性转子：n>(0.6~0.75)nc弹性变形不可忽略3.机构的平衡(机构在机架上的平衡)∑往复直线运动的构件∑复杂平面运动的构件CbB不能单独对构件进行平衡，应该

3、aeA考虑整个机构的平衡机械原理——机械的平衡四、机械平衡的方法1、平衡设计∑设计阶段从结构上采取措施，进行平衡设计2、平衡试验∑通过试验的方法加以平衡机械原理——机械的平衡一、刚性转子的平衡条件∑目的：消除或减少惯性力F1必要条件，但总质心与回∑F=0转轴线重合不是充要条件m静平衡条件F1∑Fi=0充要条件m1S∑Mi=0动平衡条件m2F2结论：动平衡的构件一定是静平衡的，但静平衡的构件不一定是动平衡的机械原理——机械的平衡二、刚性转子的静平衡计算FF2∑假定质心分布在同一个平面上mF1m1m21mFmr2332惯性力为平面汇交力

4、系：1rmr33rr2ωrr4mF=mrωb4iiimm4其合力brrF4F=∑Fi≠0Fb平衡方法：在合力P的反向加mb,使F3rrvvvF4Fb=−F则∑F=∑Fi+Fb=0F2aFb平衡方法：去重或配重F1b机械原理——机械的平衡静平衡结论FF2∑产生静不平衡的原因是合惯性力不为零F1m2∑静平衡的条件：分布于转子上的各个偏m1r1r2m3F3心质量的离心惯性力的合力为零，或质r3径积的向量和为零ωrr4bm4∑对于静不平衡的刚性转子，无论它有多mb少个偏心质量，只要适当增加（或减小）F4一个平衡质量，就能使其获得平衡。即Fb

5、对静不平衡的转子，需加平衡质量的最W3少数目为1W4W2a静平衡条件∑F=0WbW1b机械原理——机械的平衡三、偏心质量的等效替换∑力学基础：力的平行分解∑即以P、P等效代替P12∑应满足：力等效、力矩等效rrrP=P+P12Ｐl2P=P1PＰ2l1+l21l1P=P2l1l2l+l12机械原理——机械的平衡偏心质量的等效替换和平衡F1FF将质量m(向径r)的偏心质量用另外两个平面2的质量m(r),m(r)等效代替m1,m,r1122r1m,r22F=F1+F2⎫mr=m1r1+m2r2⎬⎭mrl=mrl0=F1⋅l1−F2⋅l21

6、11222mr=mrllmb1,mb,mb2,rb2112rb1rmr=mrllb221FFb2b1Fb分别在两个平面内加上平衡质量使之静平衡rrrrF+F=0F+F=01b12b2∑对任意一个偏心质量，可在另外两个回转平面内分别安装平衡质量，即可使转子达到平衡。机械原理——机械的平衡四、刚性转子的动平衡计算∑动平衡条件:F’1F’’vrF11∑F=0∑M=0m1’,m1’’,r1’’r1’m1∑将所有质量向另外两个平面投m2影(等效替换)m2’,m2’’,'''m''=ml'lr2’F2r2’’m1=m1l1l11111F2’F2

7、’’''''''m2=m2l2l2m2=m2l2l2LL∑最后在两个平面内加上平衡质量使之静平衡'r''r'm''rr''m''rr''平面1∑miri+mbrb=0平面2∑ii+bb=0机械原理——机械的平衡动平衡结论∑产生动不平衡的原因是合惯性力、合惯性力偶矩均不为零（特殊情况下，合惯性力为零，而合惯性力偶矩不为零）∑动平衡的条件：转子上各个质量所产生的空间惯性力系的合力及合力偶均为零∑对于动不平衡的刚性转子，只要分别在选定的两个平面内各加适当的平衡质量，就能达到完全平衡。即要使转子达到动平衡，所需加的平衡质量的最少数量为2。故

8、动平衡又称双面平衡机械原理——机械的平衡66--33刚性转子的平衡刚性转子的平衡实验实验一、静平衡实验常用静平衡架来平衡回转构件二、动平衡实验对平衡要求较高的高速回转构件，需在动平衡机上作动平衡实验三、现场平衡机械原理——机械的平衡6