机械的平衡课件.pptVIP

機械的平衡作者：潘存雲教授回轉件（或轉子）-----繞定軸作回轉運動的構件。F=mrω2當質心離回轉軸的距離為r時，離心力為：F=ma=Geω2/g舉例：已知圖示轉子的重量為G=10N，重心與回轉軸線的距離為1mm，轉速為n=3000rpm,求離心力F的大小。=10×10-3[2π×3000/60]2/9.8=100N如果轉速增加一倍:n=6000rpmF=400N由此可知：不平衡所產生的慣性力對機械運轉有很大的影響。大小方向變化N21N21N21GGFFθωωe§6－1機械平衡的目的及內容一、平衡的目的①增加運動副的摩擦，降低機械的使用壽命。②產生有害的振動，使機械的工作性能惡化。③降低機械效率。平衡的目的：研究慣性力分佈及其變化規律，並採取相應的措施對慣性力進行平衡，從而減小或消除所產生的附加動壓力、減輕振動、改善機械的工作性能和提高使用壽命。本章重點介紹剛性轉子的平衡問題。附加動壓力會產生一系列不良後果：離心力P力的大小方向始終都在變化，將對運動副產生動壓力。所謂剛性轉子的不平衡，是指由於結構不對稱、材料缺陷以及製造誤差等原因而使品質分佈不均勻，致使中心慣性主軸與回轉軸線不重合，而產生離心慣性力系的不平衡。根據平衡條件的不同，又可分為靜平衡和動平衡兩種情況。作者：潘存雲教授作者：潘存雲教授二、平衡的內容1.回轉件的平衡a)剛性轉子的平衡工作轉速n(0.6~0.75)ne1轉子一階自振頻率。可忽略運動時的軸線變形。平衡時可採用理論力學力系平衡的原理。當轉子工作轉速n≥(0.6~0.75)ne1，且重量和跨度較大，運轉時會產生較大的變形，使離心慣性力大大增加。此類問題複雜，有專門的學科論述。b)撓性轉子的平衡根據構件運動特點形式的不同，平衡問題可歸納為如下兩個方面：靜止運動ω2)機構的平衡對平面連杆機構，由於作往復運動和平面運動的構件總是存在加速度，就單個構件而言，是無法平衡的。但可以將整個機構一併考慮，採取措施對總的慣性力或慣性力矩進行平衡。本章重點介紹剛性轉子的平衡問題。結構不對稱材料缺陷制造誤差品質分佈不均勻中心慣性主軸與回轉軸線不重合離心慣性力系的不平衡靜平衡分類動平衡所謂剛性轉子的不平衡，是指由於作者：潘存雲教授特點：若重心不在回轉軸線上，則在靜止狀態下，無論其重心初始在何位置，最終都會落在軸線的鉛垂線的下方這種不平衡現象在靜止狀態下就能表現出來，故稱為靜平衡。如自行車輪一、品質分佈在同一回轉面內(靜平衡)平衡原理：在重心的另一側加上一定的品質，或在重心同側去掉一些品質，使質心位置落在回轉軸線上，而使離心慣性力達到平衡。適用範圍：軸向尺寸較小的盤形轉子（B/D0.2），如風扇葉輪、飛輪、砂輪等回轉件，§6－2剛性轉子的平衡計算BDωωω作者：潘存雲教授如果該力系不平衡，那麼合力:增加一個重物Gb後，可使新的力系之合力：m1m2m3F3F1F2Fbω偏心設各偏心品質分別為mi，偏心距為ri,轉子以ω等速回轉，Fi=miω2rir2r1r3∑Fi≠0平衡計算方法：同一平面內各重物所產生的離心慣性力構成一個平面匯交力系:FiF=Fb＋∑Fi=0產生的離心慣性力為：=∑Fi=∑miω2ri作者：潘存雲教授m1m2m3P3P1P2ω稱miri為質徑積平衡配重所產生的離心慣性力為：總離心慣性力的合力為：PbrbFb=mbω2rb？√√√？√√√可用圖解法求解此向量方程(選定比例μw)。約掉公因式m3r3mbrbm2r2m1r1F=Fb+∑Fi=0mω2e=mbω2rb+m1ω2r1+m2ω2r2+m3ω2r3=0me=mbrb+m1r1+m2r2+m3r3=0r2r1r3剛性轉子的靜平衡計算，應先按其結構形狀及尺寸確定出平衡品質的大小和方位，然後根據靜平衡條件列出各品質（包含各不平衡品質和平衡品質）的質徑平衡方程式，再用圖解法或解析法求出應加平衡品質的質徑積mbrb的大小和方位，確定rb後，即可得mb。作者：潘存雲教授me=mbrb+m1r1+m2r2+m3r3=0很顯然，回轉件平衡後：e=0