清华大学 机械原理 机械的平衡课件.ppt

加平衡质量法----质量静替代 ??? 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。 （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； ??? 加平衡质量法----两点静替代方法 解题步骤： 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 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。 11.5.3 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。 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 11.5.3 机构惯性力的部分平衡 (1) 加平衡质量法----部分平衡 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。 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即可完全被平衡。 质量mC作往复移动，会产生往复惯性力。可在曲柄延长线上E处再加一平衡质量me2来平衡此力。 ？但质量me2产生的惯性力只部分平衡往复惯性力。这只是一种近似平衡法。 部分平衡 完全平衡 静替代 (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。 只要设计时保证me1re1=me2re2=mclAB/2，就可使曲柄滑块机构中的一阶惯性力得到平衡。 平衡二阶惯性力： 采用一对转向相反、角速度大小为2ω的齿轮机构（图b）。 齿轮1、2上的平衡质量用来平衡一阶惯性力，齿轮3、4上的平衡质量用来平衡二阶惯性力。 (3) 加平衡机构法 用加齿轮机构的方法平衡惯性力时，平衡效果好，但采用平衡机构将使结构复杂、机构尺寸加大，这是此方法的缺点。 ！！也可用加连杆机构的方法来部分平衡机构的惯性力。 本章基本要求:  ???1.了解机械平衡的目的及其分类，常握机械平衡的方法。 ????2.熟练掌握刚性转子的平衡设计方法，了解平衡试验的原理及方法。 ????3.了解挠性转子的特点及其与刚性转子的主要区别。 ????4.掌握平面机构惯性力平衡的方法，学会用质量静替代法计算平衡质量。 第13周作业： 习题：11.2, 11.5, 11.8 进一步学习资料： 1.周仁睦 . 转子动平衡:原理、方法和标准 . 北京 : 化学工业出版社, 1992 2.安胜利,杨黎明.转子现场动平衡技术 . 北京 : 国防工业出版社, 2007 * * * * 精密仪器与机械学系 设计工程研究所 第11章 机械的平衡 11.1 平衡的分类和平衡方法 11.2 刚性转子的平衡设计 11.3 刚性转子的平衡试验 11.4 挠性转子平衡简介 11.5 平面机构的平衡设计 11.1 平衡的分类和平衡方法 11.1.1 机械平衡的分类 转子的平衡：其惯性力和惯性力矩的平衡问题。 （2）挠性转子的平衡： 当工作转速大于一阶临界转速的转子平衡。 1)转子的平衡 转子：绕固定轴转动的构件。 （1）刚性转子的平衡： 作转速低于一阶临界转速的转子平衡。 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。 2) 机构的平衡 机构的平衡：一般是指存在有往复运动或平面复合运动构件的机构平衡。 惯性力和惯性力矩不可能在构件内部消除 所有构件上的惯性力和惯性力矩可合成为一个通过机构质心并作用于机架上的总惯性力和惯性力矩。 11.1.2 机械平衡的方法 2) 平衡试验? 1) 平衡设计 在机械设计阶段，采取措施消除或减少产生有害振动的不平衡惯性力。 平衡试验：通过试验的方法加以平衡。 平衡设计的机械：理论上达到平衡 不平衡现象：达不到原来的设计要求 制造不精确 材料不均匀 安装不准确 11.2 刚性转子的平衡设计 若不平衡，则需要在结构上采取措施消除不平衡惯性力的影响。 转子的平衡设计: 在转子的设计阶段，尤其是在对高速转子及精密转子进行结构设计时，必须对其进行平衡计算，以检查其惯性力和惯性力矩是否平衡。