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機械的平衡11.1平衡的分類和平衡方法

11.1.1機械平衡的分類轉子的平衡：其慣性力和慣性力矩的平衡問題。（2）撓性轉子的平衡：當工作轉速大於一階臨界轉速的轉子平衡。1)轉子的平衡轉子：繞固定軸轉動的構件。（1）剛性轉子的平衡：作轉速低於一階臨界轉速的轉子平衡。機構在機架上的平衡：

總慣性力和總慣性力矩在機架上得到完全或部分平衡。2)機構的平衡機構的平衡：一般是指存在有往復運動或平面複合運動構件的機構平衡。慣性力和慣性力矩不可能在構件內部消除所有構件上的慣性力和慣性力矩可合成為一個通過機構質心並作用於機架上的總慣性力和慣性力矩。11.1.2機械平衡的方法2)平衡試驗?1)平衡設計在機械設計階段，採取措施消除或減少產生有害振動的不平衡慣性力。平衡試驗：通過試驗的方法加以平衡。平衡設計的機械：理論上達到平衡不平衡現象：達不到原來的設計要求製造不精確材料不均勻安裝不准確11.2剛性轉子的平衡設計

若不平衡，則需要在結構上採取措施消除不平衡慣性力的影響。

轉子的平衡設計:在轉子的設計階段，尤其是在對高速轉子及精密轉子進行結構設計時，必須對其進行平衡計算，以檢查其慣性力和慣性力矩是否平衡。11.2.1剛性轉子的靜平衡設計靜不平衡現象：轉子的質心不在回轉軸線上，當其轉動時，其偏心品質就會產生離心慣性力，從而在運動副中引起附加動壓力。根據轉子結構定出偏心品質的大小和方位；計算出為平衡偏心品質需添加的平衡品質的大小及方位；在轉子設計圖上加上該平衡品質，以便使設計出來的轉子在理論上達到平衡。徑寬比D/b≥5的轉子（砂輪、飛輪、齒輪）：可近似地認為其不平衡品質分佈在同一回轉平面內。靜平衡設計：盤形轉子的靜平衡設計舉例：已知：分佈於同一回轉平面內的偏心品質為m1,m2和m3從回轉中心到各偏心品質中心的向徑為r1，r2和r3。當轉子以等角速度w轉動時，各偏心品質所產生的離心慣性力分別為：F1，F2，F3。11.2.1剛性轉子的靜平衡設計增加一個平衡品質mb，其向徑為rb所產生的離心慣性力為Fb。11.2.1剛性轉子的靜平衡設計要求平衡時，Fb,F1,F2,F3所形成的合力F應為零：F=F1+F2+F3+Fb=011.2.1剛性轉子的靜平衡設計品質與向徑的乘積稱為質徑積，表示在同一轉速下轉子上各離心慣性力的相對大小和方位。m和e分別為轉子的總品質和總質心的向徑；mi和ri分別為轉子各個偏心品質及其質心的向徑；mb和rb分別為所增加的平衡品質及其質心的向徑。轉子平衡後，其總質心將與回轉軸線相重合，即e=0。根據質徑積mbrb，確定rb和平衡品質大小。安裝方向：向量图上所指的方向。11.2.1剛性轉子的靜平衡設計若轉子的實際結構不允許在向徑rb的方向上安裝平衡品質，如何做？為了使設計出來的轉子品質不致過大，一般應盡可能將rb選大些，這樣可使mb小些。11.2.1剛性轉子的靜平衡設計在向徑rb的相反方向上去掉一部分品質來使轉子得到平衡！可在另外兩個回轉平面內分別安裝平衡品質，以使轉子得以平衡。若在所需平衡的回轉面內實際結構不允許安裝或減少平衡品質？（2）對於靜不平衡的轉子，無論它有多少個偏心品質，都只需要適當地增加一個平衡品質即可獲得平衡,即對於靜不平衡的轉子，需加平衡品質的最少數目為1。11.2.1剛性轉子的靜平衡設計結論：（1）靜平衡的條件：分佈於轉子上的各個偏心品質的離心慣性力的合力為零或質徑積的向量和為零。11.2.2剛性轉子的動平衡設計

徑寬比D/b5的轉子（多缸發動機的曲柄、汽輪機轉子）。特點：軸向寬度較大，其品質分佈在幾個不同的回轉平面內。轉子的動平衡設計：根據轉子結構確定出各個不同回轉平面內偏心品質的大小和位置。計算出為使轉子得到動平衡所需增加的平衡品質的數目、大小及方位；在轉子設計圖上加上這些平衡品質，以便使設計出來的轉子在理論上達到動平衡。動不平衡問題：在轉子運動的情況下才能顯示出來的不平衡現象。11.2.2剛性轉子的動平衡設計

設轉子上的偏心品質m1,m2和m3分別在回轉平面1，2，3內，其質心的向徑分別為r1、r2、r3。當轉子以等角速度w轉動時，平面1內的偏心品質m1所產生的離心慣性力：F1=m1w2。在轉子的兩端選定兩個垂直轉子軸線的平面T、T。設T與T相距l，平面1到平面T、T的距離分別為、F1可用分解到平面T‘和T中的力、來代替。