第六章_机械的平衡.pptVIP

第一节 机械平衡的目的及内容 一、 机械平衡的目的 二、 机械平衡的内容 一、机械平衡的目的 二、机械平衡的对象 * Northwest AF University 第六章 机械的平衡 《机械原理 》 第一节 机械平衡的目的及内容 第二节 刚性转子的平衡计算 第三节 刚性转子的平衡实验 第六章 机械的平衡 示例： 有一质量Q=10N的转子，工作转速为 n=10000 r/min，其偏心距e仅为1 mm。 该转子产生的离心惯性力为F=1120 N，为转子自重的112 倍。 机械平衡的目的：设法将回转件产生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。 第六章 机械的平衡 1）刚性转子的平衡 工作转速n(0.6—0.75)ne1转子一阶自振频率,可忽略运动时的轴线变形。平衡时可采用理论力学力系平衡的原理。 2）挠性转子的平衡 当转子工作转速n≥(0.6~0.75)ne1，且重量和跨度较大，运转时会产生较大的变形，使离心惯性力大大增加。此类问题复杂，有专门的学科论述。 本章讨论的对象仅限于刚性回转件，即用于一般机械中的回转件。根据平衡条件的不同，又可分为静平衡和动平衡两种情况。 1.绕固定轴回转构件的平衡 绕固定轴回转的构件常称为转子。 第六章 机械的平衡 第二节 刚性转子的平衡计算 一、 刚性转子的静平衡 二、 刚性转子的动平衡 第六章 机械的平衡 一、刚性转子的静平衡 适用范围：轴向尺寸较小的盘形转子（B/D0.2），如风扇 叶轮、飞轮、砂轮等回转件。 1.刚性回转件的静平衡计算： 如图所示为一盘状转子。已知同一回转平面内的不平衡质量m1、m2、m3及其向径r1，r2，r3，求应加的平衡质量mb及其向径rb。（转子的角速度为ω） 第六章 机械的平衡 方法一：（解析法） 静平衡条件： 式中：miri 称为质径积，单位：kg.cm或g.mm。 建立直角坐标系，根据力平衡条件，由 及 得： ∑Fx=0 ∑Fy=0 根据回转件的结构选定rb 后，即可定出平衡质量mb ，而其相位角αb为： 一、刚性转子的静平衡 第六章 机械的平衡 方法二：（图解法）（向量多边形法） 选定比例尺uw作矢量多边形， m3r3 m2r2 mbrb m1r1 则： 选定rb后，mb即可确定。 一、刚性转子的静平衡 第六章 机械的平衡 2.刚性转子的静平衡：凡满足该刚性回转件上各质量的离 心惯性力矢量和为零或质径积的向量和等于零的条件 的平衡叫刚性转子的静平衡。（单面平衡） 第六章 机械的平衡 由于实际结构的限制，有时在所需平衡的回转面上不能安装平衡质量。如下图所示，可在原平衡平面两侧选定任意两个回转平面T’和T”，它们与原平衡平面的距离分别为l’和l”。在T’和T”面内分别装上平衡质量mb’和mb”,其质心向径分别为rb’和rb”,且mb’和mb”处于经过mb的质心且包含回转轴线的平面内，则mb 、mb’和mb”在回转时产生的离心力Fb 、Fb’和Fb”成为三个互相平行的力。 二、刚性转子的动平衡 为使Fb’和Fb”完全取代Fb，则必须满足平行力分解的关系式，即 解得： 若取rb=rb’=rb”，则上式化简成： mb’=l”mb/l，mb” =l’mb/l 由以上两式可知，任何一个质径积都可以用任意选定的两个回转平面内的两个质径积来代替。 第六章 机械的平衡 二、刚性转子的动平衡 二、刚性转子的动平衡 1.刚性回转件的动平衡计算： 图示为一长回转件，根据其结构，设已知其偏心质量m1 、m2、 m3，分别位于回转平面1、2、3内，它们的回转半径分别为r1 、r2、 r3,方向如图所示。当此回转件以角速度ω回转时，它们产生的惯性力将形成空间力系。 I II F2I F1I F3I F2II F3II F1II m2 m3 m1 L r1 F2 r2 F3 r3 F1 l1 l2 l3 第六章 机械的平衡 任意空间力系的平衡条件为： ∑Fi = 0, ∑Mi=0 刚性回转件的动平衡计算： 1）选定平衡基面I 和II（一般选回转件的两端，这样平衡效果好）； 2）将m1 、m2、 m3分解到I 和II平面上； 3）平衡平衡基面I 和II。 二、刚性转子的动平衡 第六章 机械的平衡 I II F2 F3 F1 m1I m3I m2I m1II m3II m2II m2 m3 m1 r1 r2 r3 不平衡质量分解结果 L l1 l2 l3 二、刚性转子的动平衡 第六章 机械的平衡 m3Ir3 m1Ir1 m2Ir2