械原理机械平衡(朱理).ppt

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1、第四章机械的平衡4.1机械平衡的目的和内容4.2刚性转子的平衡计算4.3刚性转子的平衡试验4.4刚性转子的许用不平衡量及平衡精度4.5平面机构的平衡思考题机械平衡的目的及内容4.1.1机械平衡的目的设法将构件的不平衡惯性力加以平衡，以消除或减小惯性力的不良影响。4.1.2机械平衡的内容机械平衡的内容转子的平衡(2)机构的平衡1)刚性转子的平衡静平衡仅惯性力平衡。动平衡惯性力和惯性力偶矩的同时平衡。2)挠性转子的平衡作往复移动或平面复合运动的构件,需就整个机构来加以平衡，即机械在机座上的平衡。刚性转子的平衡计算4.2.1静平衡计算静不平衡转子：轴向尺寸较小(b/D<0.2)，质量可认为分布

2、在同一平面内，其不平衡在静态时可显现出盘状转子。静平衡条件：静平衡计算：对于结构静不平衡的转子，计算确定在一个平衡基面内需加或去除的平衡质量，使其得以平衡，即单面平衡。4.2.2动平衡计算动不平衡转子轴向尺寸较大b/D≥0.2)，质量不可视为分布在同一平面内，其不平衡只有在运转时才显现出来的转子。动平衡条件：动平衡计算：对于结构动平衡转子，计算确定两个平衡基面内需要加或除去的平衡质量，使之完全平衡，即双面平衡。例1例2刚性转子的平衡试验4.3.1刚性转子的静平衡实验实验装置：导轨式静平衡仪、滚轮式静平衡仪4.3.2刚性转子的动平衡实验实验特点：结构简单，操作方便，能满足一定的精度要求，但

3、工作效率低。对于批量转子的平衡，可采用一种快速测定平衡的单面平衡机。实验设备：驱动系统、支承系统、测量显示系统等组成。振动传感器将转子所引起的振动转换成电信号，通过电子线路加以处理和放大，最后用仪器显示出被试转子的不平衡质量矢径积的大小和方位。平衡原理：刚性转子的许用不平衡量及平衡精度根据工作要求，对转子规定适当的许用不平衡量是很有必要的。1.许用不平衡量表示方法许用不平衡矢径积：以[mr]表示许用偏心距：以[e]表示两种表示的关系：[e]=[mr]/m转子的平衡精度等级：国际上已标准化，见表9.12.转子许用不平衡量的确定：静不平衡的转子：许用不平衡量[e]在选定A值后可由上式求得。动

4、不平衡的转子：先由表中求出[e]，再求得许用不平衡矢径积[mr]=m[e]；然后将其分配在两个平衡基面上，即思考题静平衡的回转构件是动平衡的，动平衡的回转构件是静平衡的。①一定不②也一定③不一定2.在对回转构件进行动平衡时，可采用或的平衡方法。3.静平衡的试验目的是使回转件的和重合。而动平衡的平衡条件用力学表达式可表达为：①；②。4.已知某圆盘上有四处不平衡量，分别为m1、m2、m3、m4，其中，m2、m3为挖孔，为使该圆盘达到静平衡，试求应添加的平衡质量及其方位。如果需要挖孔处理，则应加的平衡质量及其方位又如何？例题1：一钢制圆盘，圆盘厚b=50mm，位置Ⅰ处(r1=100mm)有一直

5、径=50mm的通孔，位置Ⅱ处(r2=200mm)是一质量m2=0.5kg的重块。为使圆盘平衡，拟在圆盘上r=200mm处制一通孔。试求此孔的直径与位置。钢的密度ρ=7.8g/cm3。xyOⅠⅡr1135ºr2210º解：xyOⅠⅡr1135ºr2210ºm1=ρb(π2/4)=765.76gm1r1=76.576kg·mmm2r2=100kg·mmmbrb=109.087kg·mm72.69160解：xyOⅠ位于第Ⅲ象限。Ⅱr1135ºr2210ºm1=ρb(π2/4)=765.76g比较方便的方法:将x轴通过Ⅰ处中心xy例题2：在图示转子中，已知各偏心质量m1=10kg，m2=1

6、5kg，m3=20kg，m4=10kg，各回转半径分别为r1=40cm，r2=r4=30cm，r3=20cm，方位如图示。若设置于平衡基面Ⅰ、Ⅱ中的平衡质量mbI、mbⅡ的回转半径均为50cm，试求mbI、mbⅡ的大小和方位。(l12=l23=l34)解：计算各不平衡量：F1=m1r1=400kg·cmF2=m2r2=450kg·cmF3=m3r3=400kg·cmF4=m4r4=300kg·cm分别向平衡基面Ⅰ、Ⅱ分解：xyO1xyO2平衡基面Ⅰ平衡基面ⅡF1ⅠF2ⅠF3ⅠF2ⅡF3ⅡF4Ⅱ平衡基面Ⅰ上不平衡量：mrbIx=283.33kg·cmmrbIy=28.87g·cm∴mrbI

7、=284.797kg·cmmbI=5.696kg位于第Ⅰ象限。xyO1xyO2平衡基面Ⅰ平衡基面ⅡF1ⅠF2ⅠF3ⅠF2ⅡF3ⅡF4ⅡαbI=5.8181º=5º49'5"FbIabI平衡基面Ⅱ上不平衡量：FbⅡx=-318.14kg·cmFbⅡy=210.84kg·cm∴FbⅡ=381.66kg·cmmbⅡ=7.633kg位于第Ⅱ象限。xyO1xyO2平衡基面Ⅰ平衡基面ⅡU1ⅠU2ⅠU3ⅠU2ⅡU3ⅡU4ⅡαbⅡ=146.466º