11机械的平衡.ppt

第11章 机械的平衡 11.1 平衡的分类和平衡方法 11.1.1 机械平衡的分类 机构在机架上的平衡： 总惯性力和总惯性力矩在机架上得到完全或部分平衡。 11.1.2 机械平衡的方法 2) 平衡试验? 11.2 刚性转子的平衡设计 11.2.1 刚性转子的静平衡设计 静不平衡现象： 转子的质心不在回转轴线上，当其转动时，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。 11.2.1 刚性转子的静平衡设计 盘形转子的静平衡设计举例： 已知： 分布于同一回转平面内的偏心质量为m1, m2和m3 从回转中心到各偏心质量中心的向径为r1，r2 和r3。 当转子以等角速度w转动时，各偏心质量所产生的离心惯性力分别为：F1，F2，F3。 11.2.1 刚性转子的静平衡设计 增加一个平衡质量mb，其向径为rb 所产生的离心惯性力为Fb。 11.2.1 刚性转子的静平衡设计 11.2.1 刚性转子的静平衡设计 根据质径积mbrb，确定rb和平衡质量大小。 安装方向：向量图上所指的方向。 11.2.1 刚性转子的静平衡设计 11.2.1 刚性转子的静平衡设计 （2）对于静不平衡的转子，无论它有多少个偏心质量，都只需要适当地增加一个平衡质量即可获得平衡,即对于静不平衡的转子，需加平衡质量的最少数目为1。 11.2.2 刚性转子的动平衡设计 径宽比D/b 5的转子（多缸发动机的曲柄、汽轮机转子）。 特点：轴向宽度较大，其质量分布在几个不同的回转平面内。 11.2.2 刚性转子的动平衡设计 设转子上的偏心质量m1, m2和m3分别在回转平面1，2，3内，其质心的向径分别为r1 、r2 、r3。 11.2.2 刚性转子的动平衡设计 由理论力学的知识可知 11.2.2 刚性转子的动平衡设计 对于平面 ： 11.2.2 刚性转子的动平衡设计 动平衡设计步骤： 在转子上选定两个适于安装平衡质量的平面作为平衡平面或校正平面； 确定需在两个平衡平面内增加的平衡质量的质径积大小和方向； 选定向径，将平衡质量加到转子相应的方位上。 11.2.2 刚性转子的动平衡设计 小结： (1) 动平衡的条件：当转子转动时，转子上分布在不同平面内的各个质量所产生的空间离心惯性力系的合力及合力矩均为零。 11.3 刚性转子的平衡试验 试验原因及目的： ???平衡设计：理论上是完全平衡的。 还会出现不平衡现象。 11.3.1 刚性转子的静平衡试验 当刚性转子的径宽比D/b≥5时，通常只需对转子进行静平衡试验。 静平衡试验所用的设备称为静平衡架。 11.3.1 刚性转子的静平衡试验 11.3.2 刚性转子的动平衡试验  径宽比D/b＜5的刚性转子：必要时在制成后还要进行动平衡试验。 11.3.2 刚性转子的动平衡试验  11.4 挠性转子平衡简介 当转子的工作转速超过第一临界转速时，由离心惯性力所引起的弯曲变形增加到不可忽略的程度，且其变形量随转速变化，这类转子称为挠性转子。 由于转子在运转中产生明显的变形---动挠度。 11.4 挠性转子平衡简介 （2）消除或减小转子的支承动反力，并不一定能减小转子的弯曲变形程度，而明显的动挠度对转子具有不利的影响。 11.5 平面机构的平衡设计 一般存在往复运动或平面复合运动构件，其惯性力和惯性力矩不可能在构件内部平衡。 11.5.1 平面机构惯性力的平衡条件 ??? 要使机构作用于机架上的总惯性力F 得以平衡，就必须满足 F = - mas =0 m — 机构中活动构件的总质量 as — 机构总质心S的加速度 11.5.1 平面机构惯性力的平衡条件 ??? 要使机构作用于机架上的总惯性力F得以平衡，就必须满足 F = - mas=0 11.5.2 机构惯性力的完全平衡 ? 1) 加平衡质量法 ??? 在某些机构中,可通过在构件中添加平衡质量的方法来完全平衡其惯性力。 1) 加平衡质量法 为使替代前后的力学效应完全相同，必须满足下列条件： ??? （1）所有替代质量之和与原构件质量相等； ??? （2）所有替代质量的总质心与原构件的质心重合； ??? （3）所有替代质量对质心的转动惯量与原构件对质心的转动惯量相同。 ??? 1) 加平衡质量法 ???质量动替代： 满足上述三个条件时，替代质量产生的