机械原理机械的平衡.ppt

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1、§6-1机械平衡的目的及内容§6-2刚性转子的平衡计算§6-4刚性转子的平衡实验§6-5转子的许用不平衡量§6-6平面机构的平衡第6章机械的平衡危害：运动副中动压力构件的内应力和摩擦力磨损增大、机械效率和使用寿命降低构件惯性力和惯性力矩目的：减小惯性力和惯性力矩的影响，改善机构的工作性能。§6-1机械平衡的目的及内容1.机械平衡的目的2.机械平衡的内容（1）绕固定轴回转的构件惯性力的平衡转子：绕固定轴回转的构件。1）刚性转子的平衡:转速较低，不计弹性变形。a.静平衡：只要求惯性力达到平衡；b.动平衡：要求惯性力和惯性力矩都达到平衡。2）挠性转子的平衡：转子在工作过程中会产生

2、较大的弯曲变形，从而使其惯性力显著增大。（2）机构的平衡：对整个机构加以研究，设法使各运动构件惯性力的合力和合力偶达到完全地或部分的平衡。刚性回转体挠性回转体机构(avi)静平衡动平衡刚性回转体的平衡§6-2刚性转子的平衡计算bDm3m1m2m3m1m21.刚性转子的静平衡计算指质心不在回转轴线上轴向尺寸较小的盘状转子（b/D<0.2），在转动时其偏心质量就会产生离心惯性力，从而在运动副中引起附加动压力的不平衡现象。F1F2F3m1m2m3r2r1r3F1=m1r1w2F2=m2r2w2F3=m3r3w2各质量产生的离心惯性力为：若：F1+F2+F3≠0——表明此回转体为非

3、平衡回转体。人为增加一个质量点mb，该质量点产生一个离心惯性力Fb，F1+F2+F3+Fb=0称对此回转体进行了平衡。Fbmb使下式成立平衡条件∑Fi=0惯性力的矢量和为零求解方法：A.矢量图解法Fi=miriw2F1+F2+F3+Fb=0F1F2F3m1m2m3r2r1r3Fbmb质径积重径积WbW1W2W3选取比例尺：W=(kgm/mm)mirili其中：Wi=miri即：m1r1w2+m2r2w2+m3r3w2+mbrbw2=0或：m1r1+m2r2+m3r3+mbrb=0G1r1+G2r2+G3r3+Gbrb=0B.坐标轴投影法(m1r1)x+(m2r2)x+(m

4、3r3)x+(mbrb)x=0(m1r1)y+(m2r2)y+(m3r3)y+(mbrb)y=0可求得(mbrb)x和(mbrb)y。F1F2F3m1m2m3r2r1r3Fbmb结论（1）因为忽略了回转体厚度的影响，故回转体离心惯性力为一平面汇交力系。（2）静平衡的条件：分布于转子上的各个偏心质量的离心惯性力的矢量和为零（质径积的矢量和为零，或重径积的矢量和为零）。（3）对于静不平衡的转子，不论它有多少个平衡质量，都只需在同一平衡面内增加或除去一个平衡质量就可以获得平衡，---------单面平衡。例1'：图示均质转盘开有两个圆孔，直径分别为d1=100mm，d2=150m

5、m，方位如图，其中r1=180mm，r2=160mm，转盘直径D=780mm，厚度t=40mm，想在此转盘上回转半径r=300mm的圆周上再制一圆孔使其平衡，求该圆孔的直径和位置。mm2mF-F此系统是否平衡？静平衡动平衡刚性回转体的平衡bD2.刚性转子的动平衡计算对于b/D0.2的转子，其质量不能再视为分布在同一平面内，即使质心在回转轴线上，由于各惯性力不在同一回转平面内，所形成惯性力偶仍使转子处于不平衡状态。bD动不平衡：只有在转子运动的情况下才显现出来的不平衡。平衡原理：将集中质量点所产生的离心力F向两个平衡基面上分解，得到两个分力F1和F2；合力F对系统的影响可以

6、完全有两分力F1、F2对系统的影响所代替；(1)此为平行力系(2)若使此力系平衡，需有：∑Fi=0∑Mi=0即：F=F1+F2(1)F1L1=F2L2(2)FF'F"L1L2LⅠⅡF2F1FF'F"L1L2LⅠⅡF2=FL1L(4)F1=FL2L(3)F2F1即F1=-F'F2=-F"可解得在平衡基面上分别对两个分力F1、F2进行平衡，得平衡力F'和F"，从而完成对集中质量点的平衡。平衡基面平衡基面l1l2l3lF1F2F3r1m1m2r2m3r3F'3F"3F'1F"1F'2F"2ⅡⅠ平衡基面平衡基面L1L2L3LF1F2F3r1m1m2r2m3r3F'2F'1F'3F"

7、3F"1F"2ⅡⅠF'1=F1L-L1LF"1=F1L1LF'2=F2L-L2LF"2=F2L2LLF'3=F3L-L3LF"3=F3L3m'r'F'F'1+F'2+F'3+F'=0F"1+F"2+F"3+F"=0从而求得m'r'和m"r"。m"F"r"L1L2L3LF1F2F3r1m1m2r2m3r3ⅡⅠF2ⅠF1ⅠF3ⅠF2F1F3ⅡⅡⅡ步骤：(1)分别将各回转平面上集中质量点mi所产生的惯性力Fi(或质径积、重径积)向两个平衡基面上分解，得到F'i和F"i。(2)分别在两个平衡基面上用静平衡的方法求解平衡质量