6.机械的平衡分析.ppt

机械原理第六章 长江大学机械工程学院（HQS） §6-1 机械平衡的目的与内容 一.机械平衡的目的 §6-2 刚性回转件的平衡 一. 分类---按不平衡的形式分 2.动不平衡 二.静平衡计算(使惯性力的合力为0) 3.配重的安装 四.回转件平衡的特点 §6-3 回转件的平衡试验 一.问题的提出 2. 圆盘式静平衡架 二. 动平衡试验法 §6-4 平面机构的平衡 一. 机构平衡的主要问题 2.利用对称机构平衡总惯性力 * 第六章 机械的平衡 3.刚性回转件的平衡试验; 2.刚性回转件的平衡计算 4.机构的平衡简介. 1.机械平衡的目的与内容 不平衡惯性力的存在 ---消除或减轻轴承所受的附加动压力. 1.回转件的平衡 2.整机的平衡 ---机器在机座上的平衡. 刚性回转件---转速低( ), 转子动挠度小; 挠性回转件---转速高, 转子动挠度大, 是近年发展起来的新课题; 对含作往复运动和作平面复杂运动的构件,难以使其质心加速度 为0, 只能作整机研究. 二.内容 第一临界速度 1.静不平衡 相对较薄( ), 可近似认为质量分布在同一平面内, 各质点惯性力共面. * 特点 若不平衡, 则质心不在回转轴线上, 在静止状态下可完全表现出来 ---对其平衡称静平衡. --其不平衡在静止时不能完全表现出来. 几何特点: , 不能认为质量 分布在同一平面内 1)静平衡而动不平衡 2)静不平衡且动不平衡 特点: ⅰ) 总质心在轴线上, 惯性力 的合力为0---静平衡; ⅱ) 运转时产生 P1, P2 , 形成 惯性力偶矩, 运动副受到附加动压 力---动不平衡. 特点: ⅰ) 总质心不在轴线上,惯性力的合力不为0---静不平衡; ⅱ) 将惯性力向质心简化,除合力外还有惯性力偶矩--动不平衡. ---对其平衡称动平衡. * 仅 Wb 的大小和方向未知, 是有确定解的问题.可用解析法或矢量图解法求解. 1.问题:回转面内,n个不平衡质量 产生的惯性力的合力不为 0: 2.平衡质径积的计算 在回转面内适当位置加上适当 配重,使其惯性力的合力等于0: 即: 令 , 则有 特殊地,取 1)在同一回转面内安装 （1）根据回转件的特点选定向径后, 配重的大小也相应确定. （2）既可在 处加上质量 ,也可在 处除去质量 . 2)将配重分解到任意选定的两个平面内安装 按平行力分解原理: 消去 得 解得: 三.动平衡计算(使惯性力的合力和合力偶矩均为0) 也可直接采用解析法求解 1.问题: 若干回转面内有不平衡质量; 2.方法: 先将各不平衡质量的惯性力分解到任意选定的两个平衡 基面上去, 然后再分别就这两个基面作静平衡. 1.平衡条件 1) 静平衡: , (使回转件的质心落在其轴线上即可); 2) 动平衡: 2.最少平衡基面数 1)静平衡最少需一个平衡基面,称单面平衡; 2)动平衡最少需两个平衡基面,称双面平衡. *动平衡的回转件一定是静平衡的,反之则不然. 12-1 图示为一薄盘转子，重量Q=400N，经静平衡测定其重心S偏距e=1mm，方向垂直向下。由于该回转面不允许安装平衡重量，只能在平面Ⅰ、Ⅱ上校正(a=0.1m, b=0.16m)。求在Ⅰ、Ⅱ平面上应加的平衡重径积的大小与方向。 解:薄盘的不平衡重径积 由平衡条件 解之得: 6-1.图示非匀质转子中，已知偏心质量为 m1=3g, m2=4g, m3= 5g; 它们的位置半径为r1=r2=r3=100mm;轴向分布尺寸为l1= 100mm, l2=120mm, l3=320mm, l4=340mm。角度参数为： α1=600;α2=1300;α3=2400. 取平衡的配重基面为Ⅰ和Ⅱ。配重的质心回转半径为rⅠ=rⅡ=100mm. 试求平衡配重mⅠ和mⅡ的大小和平衡方位（允许采用图解法和解析法求解）。 解：1）将质径积分解到两平衡基面上： L=l1+l2+l3+l4=880mm. W1Ⅰ=m1ⅠrⅠ=m1r1(l2+l3+l4)/L=265.91g.mm W1Ⅱ=m1ⅡrⅡ=m1r1 11/L=34.09g.mm