机械原理十机械的平衡.PPTVIP

　　 不平衡的危害： 　不平衡的惯性力→附加动压力→摩擦力↑、 　　　　　　　　　内应力↑、磨损↑、 　　　　　　　　　效率↓、强度↓； 　　振动↑ →工作质量和可靠性↓、噪音↑； 　　　　　　共振→设备破坏 　　　　　　　　　危及人员安全。 第一节　概述 1、静平衡设计 1)静不平衡：P259 对轴向尺寸较小的盘状转子：其直径/厚度（D/b）≥5 ，可近似地认为其不平衡质量分布在同一回转平面内。 若其质心不在回转轴线上，在转动时其偏心质量就会产生离心惯性力，称为静不平衡。 如图11-1所示为一盘形转子，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。 结论： (1) 静平衡的条件：各个偏心质量的离心惯性力的合力为零,或质径积的向量和为零。 (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。静平衡则称为单面平衡. ?若在所需平衡的回转面内实际结构不允许安装或减少平衡质量，则可在另外两个回转平面内分别安装平衡质量，以使转子得以平衡。 2.动平衡设计 1)动不平衡：对于　　　的转子，其质量不能再视为分布在同一平面内，由于各惯性力不在同一回转平面内，因而将形成惯性力偶，即使质心在回转轴线上，仍然是不平衡的。这种不平衡只有在转子运动时才显示出来，故称其为动不平衡。 对于平面 ： 结论： (1)转子动平衡的条件：转子上分布在不同平面内的各个偏心质量所产生的离心惯性力矢量和为零及惯性力构成的力矩矢量和也为零。 (2)对于动不平衡的转子，无论它有多少个偏心质量，都只需要在任选的两个平衡平面内各增加或减少一个合适的平衡质量，即可使转子获得动平衡，即对于动不平衡的转子，需加平衡质量的最少数目为2。因此，动平衡又称为双面平衡，而静平衡则称为单面平衡。 (3)由于动平衡同时满足静平衡条件，所以经过动平衡的转子一定静平衡的；反之，经过静平衡的转子则不一定是动平衡的。 例：高速水泵的凸轮由三个互相错开120°的偏心轮所组成，每个偏心轮的重量为4N，其偏心距为12.7mm，设在平衡平面A和B中各装一个平衡重量GA和GB使之平衡，其回转半径为10mm，其他尺寸如图所示（单位mm），求GA和GB 的大小和位置。 P263 二、挠性转子的平衡 第三节 机构的平衡 超出大纲范围，不讲，不考。 习题 P270 习题11-2 习题11-3 习题11-4 习题11-5 习题11-6 * * 一、机械平衡的目的 　　尽量减小惯性力所引起的附加动压力,减轻机械振动，改善机械工作性能，延长机械使用寿命。 二、机械平衡的种类 1、转子的平衡 1)刚性转子的平衡：工作转速低于一阶临界转速的转子。轴线变形忽略不计。 2)挠性转子的平衡：工作转速高于一阶临界转速的转子。转子在工作过程中会产生较大的弯曲变形，从而使其惯性力显著增大。 2、机构的平衡：往复运动和平面复合运动的构件。 　 　第二节　转子的平衡设计 一、刚性转子平衡设计 刚性转子：工作转速低于一阶临界转速的转子。轴线变形忽略不计。 平衡设计：对转子进行平衡计算，并在结构上采取措施消除或减少产生有害振动的不平衡惯性力的过程。 2)静平衡设计：在转子上增加或除去一部分质量，使质心与回转轴心重合的过程。 静平衡架，刀口型导轨 离心惯性力组成一平面汇交力系 若 平衡 若 不平衡 必须：加一平衡质量mb，平衡质量的向径为rb。 即 离心惯性力 P260 称为质径积，是矢量。 的大小和方向可采用图解法求得。P260 ，要会用 即： m和e分别为转子的总质量和总质心的向径。 选定 即可求出 的反方向 处除去一部分 (11-2) P259 记住，会用 单缸曲轴:在所需平衡的回转面上既不能安装也不能去掉平衡质量。此时可根据力的分解原理，另选两个回转平面分别安装平衡质量来使回转件达到平衡。 P260 2）动平衡计算： 各不平衡质量的惯性力组成——空间力系 空间力系 平衡条件： 措施：（将每个平面的惯性力平衡） 动平衡条件 ： 比较： 静平衡 经过动平衡的回转件一定是静平衡的，反之，静平衡的回转件不一定是动平衡的。 动平衡方法： 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。 P261 动平衡方法： a)选定两个垂直转子轴线的平面 T、 T ,并设 T 与 T 相距 l，平面1到平面 T 、 T 的距离分别为 l1，l1，则F1可用分解到平面 T