第6章机械的平衡案例.ppt

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。 （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。 由理论力学可知，每个力可以分解为与其相平行的两个分力，故可以把惯性力F1、F2、 F3平行分解到两个选定的平衡基面I 、II，可有下式： 在 I 面则有： 如转子上 有i个不平衡质量，上式可写为： 同理，II面的平衡方程如下 总结： 对于任何动不平衡的刚性转子，无论具有多少个偏心质量，以及分布于多少个回转平面内，都可以在任选的两个平衡基面分别加上或减去一个适当的配重，使转子得到完全的平衡。故动平衡又称为双面平衡。 （1） 设置对称机构，使机构总惯性力为零 设置对称机构时要选择好镜像平面，使对称结构最少而达到平衡目的。 一次镜像机构只能消除部分惯性力和惯性力偶矩 。 图示曲柄滑块机构，经两次镜像，整个机构惯性力也可以完全平衡。 质量代换 进行质量代换时必须满足以下几个条件： （1）代换点处的质量总和等于质心处质量，即代换前后质量不变； （2）代换前后的构件质心位置不变； （3）代换前后构件对质心轴的转动惯量不变。 在运动构件上加平衡重实现机构惯性力的完全平衡 在运动构件的适当位置上安装平衡重，重新调整机构的质心位置，使质心落在机架上静止不动。 （1） 设置镜像机构或近似机构实现部分平衡 安装平衡机构的部分惯性力平衡 （2） 在运动构件上加配重实现部分平衡 安装配重实现部分惯性力平衡法 §6-6 平面机构的平衡 机构的平衡，由于机构各构件在运动时所产生的惯性力可以 简化为一个通过质心的总惯性力和总惯性力偶矩，并全部由基座 承受。所以，平面机构的平衡就要设法平衡这个总惯性力和总惯 性力偶矩。 机构平衡的条件 作用于机构质心的总惯性力和总惯性力偶 矩应分别为零。 通常，对机构只进行总惯性力的平衡，所以欲使机构总惯性 力为零，应使机构的质心加速度为零，即应使机构的质心静止不 动。 即 F＝0 ， M＝0 两次镜向机构示意图 平面机构的平衡 1．完全平衡 一次镜向机构示意图 平面机构的平衡 曲柄滑块机构的两次镜像机构 平面机构的平衡 （2） 利用平衡质量实现惯性力的完全平衡 平面机构的平衡 平面机构的平衡 曲柄滑块机构的完全平衡 采用完全平衡法，平衡效果很好。但会使机构的质量 或体积大为增加，故一般采用部分平衡法。 完全平衡n个构件的单自由度机构的惯性力，应 至少加 n/2个平衡质量，这样就使机构的质量大大增加。所以一 般不采用这种方法，而多采用部分平衡的方法。 研究表明 结论 平面机构的平衡 2. 平面机构惯性力的部分平衡 平面机构的平衡 * 第六章 机械的平衡 §6-1 机械平衡的目的及内容 §6-2 刚性转子的平衡计算 §6-3 刚性转子的平衡实验 §6-4 转子的许用不平衡量 §6-5 挠性转子动平衡简述 §6-6 平面机构的平衡 §6-1 机械平衡的目的及内容 1. 机械平衡的目的 机械在运转时，构件所产生的不平衡惯性力将在运动副中引 起附加的动压力。 例 磨削工件的砂轮 增大了运动副中摩擦和构件中的应力，降低了机械效率和使用寿命，影响机械本身的正常工作， 也必将引起机械及其基础产生强迫振动，甚至产生共振。 会导致工作机械及其厂房建筑受 到破坏。 A B S S m=12.5 kg e=1 mm n = 6000 r/min FⅠ FⅠ= meω 2 = 5000 N 其方向作周期性变化 FⅠ在转动副中引起的附加反力是砂轮自重的40倍。 对于高速高精密机 械尤为重要； 机械平衡的目的就是设法将构件的不平衡惯性力加以平衡， 以消除或减少惯性力的不良影响。 机械的平衡是现代机械的一个重要问题。