平面机构的平衡.ppt

§2-4平面连杆机构的完全平衡§2-4平面连杆机构的完全平衡机械动力学▼机构摆动力完全平衡条件▼机构摆动力及摆动力矩完全平衡的条件▼机构摆动力完全平衡条件(其他形式)机构总的质心：摆动力完全平衡总质心匀速直线运动或静止质心保持静止不动■摆动力完全平衡的条件又可表示为：质心保持静止不动。不可能§2-4平面连杆机构的完全平衡§2-4平面连杆机构的完全平衡机械动力学▼机构摆动力完全平衡条件(其他形式)■摆动力完全平衡的条件又可表示为：质心保持静止不动。定义机构总质量矩：质心不动时：■摆动力完全平衡的条件又可表示为：机构的质量矩为常数。▼机构摆动力矩完全平衡的条件机构对Z轴的动量矩：动量矩为常量■机构摆动力矩完全平衡的条件：机构的动量矩为常数§2-4平面连杆机构的完全平衡§2-4平面连杆机构的完全平衡机械动力学二、摆动力完全平衡的实现方法（质量再分配）质量的再分配广义质量代换法（唐锡宽：机械动力学）线性独立矢量法（唐锡宽：机械动力学）质量矩替代法和有限位置法（杨廷力：机械系统的基本理论）▼线性独立矢量法（以平面铰链四杆机构为例）：（1）建立机构质心表达式机构参数的描述：各杆长度及位置角各杆质心的定位参数设机构的总质心为c，矢经为二、摆动力完全平衡的实现方法（质量再分配）§2-4平面连杆机构的完全平衡机械动力学▼线性独立矢量法（以平面铰链四杆机构为例）（1）建立机构质心表达式以复数形式表示：代入得到：§2-4平面连杆机构的完全平衡机械动力学（2）建立封闭矢量方程式中：为与时间有关的矢量，不是线性独立的，必满足机构的封闭矢量方程（1）建立机构质心表达式二、摆动力完全平衡的实现方法（质量再分配）§2-4平面连杆机构的完全平衡机械动力学▼线性独立矢量法（以平面铰链四杆机构为例）（1）建立机构质心表达式（2）建立封闭矢量方程（3）平衡方程（机构几何物理参数表示）代入消去摆动力平衡条件：总质心不动为常量，故系数为零即为摆动力完全平衡的平衡方程（机构几何物理参数表示）二、摆动力完全平衡的实现方法（质量再分配）§2-4平面连杆机构的完全平衡机械动力学（3）平衡方程（机构几何物理参数表示）由图知：则平衡方程变为;得到平衡条件：二、摆动力完全平衡的实现方法（质量再分配）§2-4平面连杆机构的完全平衡机械动力学（3）平衡方程（机构几何物理参数表示）得到平衡条件：式中为质量矩。按工作要求设计，进行平衡时不能再修改。▼平衡条件表明：在对机构的摆动力完全平衡时，当一个构件的质量、质心的位置确定后，另外两个构件的质量矩及其位置可由平衡条件求出。为此，可取三个构件中的两个（如1、3构件）作为设置平衡配重的平衡构件。二、摆动力完全平衡的实现方法（质量再分配）§2-4平面连杆机构的完全平衡机械动力学（3）平衡方程（机构几何物理参数表示）得到平衡条件：（4）确定配重的大小和位置设构件2不加配重，其质量和质心已知▼由平衡条件可计算出（配重以后的量）：二、摆动力完全平衡的实现方法（质量再分配）§2-4平面连杆机构的完全平衡机械动力学（4）确定配重的大小和位置设构件2不加配重，其质量和质心已知▼由平衡条件可计算出（配重以后的量）：▼记配重前1、3构件质量及质心位置参数为：▼平衡时应加的平衡配重参数：二、摆动力完全平衡的实现方法（质量再分配）§2-4平面连杆机构的完全平衡机械动力学（4）确定配重的大小和位置▼由平衡条件可计算出（配重以后的量）：▼记配重前1、3构件质量及质心位置参数为：▼平衡时应加的平衡配重参数：由静力学知：对构件1、3：记▼平衡时应加的平衡配重参数：对构件1、3：记需加的配重的质量矩及位置角：注：（1）书第25页的例题2.4.1为作业；（2）线性独立矢量法适合单回路的简单机构，对多回路的复杂机构不适合。可用质量矩替代法。二、摆动力完全平衡的实现方法（质量再分配）§2-4平面连杆机构的完全平衡机械动力学二、摆动力完全平衡的实现方法（质量再分配）§2-4平面连杆机构的完全平衡机械动力学▼质量矩替代法简介（多回路机构）以图示两回路六连杆机构为例说明■将原机构分解为两个连枝构件CD、FG和一个连接机座的树系统；■将连枝构件的质量矩表述为树系统上的附加质量矩；■建立树系统构件的摆动力完全平衡条件，并计入连枝构件附加质量矩的作用，即可得到整个机构的摆动力完全平衡条件；■按摆动力完全平衡条件，对树系统中每一树枝构件附加适当的配重。详见：赵新华：平面连杆机构摆动力与摆动