机械原理 第2版 作者 黄茂林 主编 秦伟副 主编 第七章.ppt

2 螺旋副中的摩擦 3 转动副中的摩擦 2 机械效率与自锁1 )机械效率的表达形式 2 )机械系统的机械效率 3) 机械的自锁 1. 机械是否发生自锁，与驱动力作用线的位置和方向有关。1）在移动副中，若驱动力作用在摩擦角之外，则不会发生自锁；2）在转动副中，若驱动力作用在摩擦圆之外，则不会发生自锁。 机械运转中影响其效率的主要因素为机械中的损耗，而损耗主要是由摩擦引起的。 要提高机械的效率必须采取措施减少摩擦。一般从设计、维护和使用三个方面来考虑。 1. 摩擦离合器 二、等效量的计算 1. 静平衡设计 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。 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。 （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。 2.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。 2. 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。 2. 刚性转子的动平衡设计 由理论力学的知识可知 2.动平衡设计 对于平面 ： 2. 动平衡设计 结论： (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。 二、挠性转子平衡设计 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。 二、 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。 机构的平衡 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。 二、 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 ???两点动替代： 满足上述三个条件时，替代质量产生的总惯性力和惯性力矩与原构件的惯性力和惯性力矩相等。 2.对称布置法 ??? 当机构本身要求多套机构同时工作时，可采用对称布置方式使惯性力得到完全平衡 三、机构惯性力的部分平衡 部分平衡: 平衡机构总惯性力中的一部分。 三、 机构惯性力的部分平衡 1、 加平衡质量法 图示的曲柄滑块机构：用质量静替代可得到两个可动的替代质量mB和mC。 2. 近似对称布置法 ??? 由于采用的是非完全对称布置，所以只能使惯性力在机架上得到部分的平衡。 3. 加平衡机构法 ?平衡曲柄滑块机构中一阶惯性力： 用齿轮机构作为平衡机构。 质量替代法：将构件的质量简化成几个集中质量，并使它们所产生的力学效应与原构件所产生的力学效应完全相同。 ? 用来确定平衡质量的方法： 质量替代法 主导点向量法 线性独立向量法 本课程仅介绍质量替代法 。?? 设一构件质量为m，其对质心S的转动惯量为Js。若以n个集中质量m1,m2...mn来替代，替代点的坐标为(x1,y1), (x2,y2)， ... (xn,yn) 注意： 质量动替代后，替代质量的动能之和与原构件的动能相等；而质量静替代后，动能则不相等。 ??质量静替代： 若只满足前两个条件，则替代质量的总惯性力和原构件的惯性力相同，而惯性力矩不同。 由于机构各构件的尺寸和质量完全对称，故在运动过程中其总质心将保持不动。 利用对称机构可得到很好的平衡效果，但机器的体积将会增大。 常用的方法有： (1) 加平衡质量法 (2)近似对称布置法 (3) 加平衡机构法 质量mB所产生的惯性力，只需在曲柄1的延长线E点处加一平衡质量me2即可完全被平