1、機械的平衡181 機械平衡的目的及內容182 剛性轉子的平衡計算 183 剛性轉子的平衡實驗184 轉子的許用不平衡量185 平面機構的平衡浙江大學專用181 機械平衡的目的及內容一、平衡的目的P=ma=me2舉例：已知圖示轉子的重量為G=1kg，重心與回轉軸線的距離為1 mm，轉速為n=3000 rpm, 求離心力P的大小。=110-323000/602 =98.696 N如果轉速增加一倍，n=6000 rpm P=394.784N由此可知：不平衡所產(chǎn)生的慣性力對機械運轉有很大的影響。附加動壓力會產(chǎn)生一系列不良后果：PeGGPP力的大小方向始終都在變化，將對運動副產(chǎn)生動壓力。N21N21N2

2、1浙江大學專用增加運動副的摩擦，降低機械的使用壽命。產(chǎn)生有害的振動，使機械的工作性能惡化。降低機械效率。平衡的目的：研究慣性力分布及其變化規(guī)律，并采取相應的措施對慣性力進行平衡，從而減小或消除所產(chǎn)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。二、平衡的內容根據(jù)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：1.回轉件的平衡a)剛性轉子的平衡轉速n(0.60.75)nc1?？珊雎赃\動時軸線的變形。采用理論力學的力系平衡的原理進行平衡。浙江大學專用轉速n(0.60.75)nc1，且跨度較大，運轉時會產(chǎn)生較大的變形。此類問題復雜，有專門的學科論述。2)機構的平衡對平面連桿機構，由

3、于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并考慮，采取措施對總的慣性力或慣性力矩進行平衡。本章重點：剛性轉子的平衡問題。b)撓性轉子的平衡所謂剛性轉子的不平衡，是指由于結構不對稱、材料缺陷以及制造誤差等原因而使質量分布不均勻，致使中心慣性主軸與回轉軸線不重合，而產(chǎn)生離心慣性力系的不平衡。根據(jù)平衡條件的不同，又可分為靜平衡和動平衡兩種情況。靜止運動浙江大學專用特點：靜止狀態(tài)下，其重心總是落在軸線的鉛垂線的下方。一、靜平衡計算靜平衡原理：在重心的另一側加上一定的質量，或在重心同側去掉一些質量，使質心位置落在回轉軸線上，而使離心慣性力達到平衡。適用范

4、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，計算方法：同一平面內各重物所產(chǎn)生的離心慣性力構成一個平面匯交力系pi，如果該力系不平衡，那么合力Pi0。增加平衡配重mb后，可使新的力系之合力：P= PbPi=0182 剛性轉子的平衡計算 BD浙江大學專用設各偏心質量分別為mi，偏心距為ri ,轉子以等速回轉，產(chǎn)生的離心慣性力為：稱miri為質徑積稱Giri為重徑積平衡配重所產(chǎn)生的離心慣性力為： Pb=mb2rb總離心慣性力的合力為： Pb +Pi=0所產(chǎn)生的離心慣性力為： Pi = mi2rimb2rb + m12r1 + m22r2+ m32r3=0 mbrb +

5、 m1r1 + m2r2+ m3r3=0 mbgrb + m1gr1 + m2gr2+ m3gr3=0 Gbrb + G1r1 + G2r2+ G3r3=0 m1m2m3r2r1r3W1W2W3Wb1.剛性轉子的靜平衡計算P3P1P2Pbrb可用圖解法求解上述矢量方程(選定比例w)。浙江大學專用2.剛性轉子的動平衡計算圖示凸輪軸的偏心質量不在同一回轉平面內，但質心在回轉軸上，在任意靜止位置，都處于平衡狀態(tài)。這種在靜止狀態(tài)下處于平衡，而運動狀態(tài)下呈現(xiàn)不平衡，稱為動不平衡。對此類轉子的平衡，稱為動平衡。適用對象：軸向尺寸較大(B/D0.2)的轉子，如內然機中的曲軸和凸輪軸、電機轉子、機床主軸等都必

6、須按動平衡來處理。理由：此類轉子由于質量分布不在同一個平面內，離心慣性力將形成一個不匯交空間力系，故不能按靜平衡處理。慣性力偶矩：M=PL0 運動時有：P1+P2=0 任意空間力系的平衡條件為： P =0, M=0LPP浙江大學專用由理論力學可知：一個力可以分解成兩個與其平行的兩個分力。重要結論：某一回轉平面內的不平衡質量m，可以在兩個任選的 回轉平面內進行平衡。故動平衡又稱為雙面平衡。Ll1l2r1rr2P I IIP2P1m1m2m兩者等效的條件是：代入質徑積得：浙江大學專用導軌式靜平衡架OO183 剛性轉子的平衡實驗一、靜平衡實驗導軌式平衡架：特點：結構簡單、精度高，但兩刀口平行、調整困

7、難，且要求兩軸端直徑相同。一般要經(jīng)過多次實驗才能找準，工作效率低，不適合批量生產(chǎn)。QSQS導軌式靜平衡架OOQSQS導軌式靜平衡架OOQSQS導軌式靜平衡架OOQSQS浙江大學專用QQQQ滾子式平衡架：特點：使用方便，但精度較低。QQ單擺式平衡架：二、動平衡實驗（實驗課講授其原理）特點：工作效率高。浙江大學專用184 轉子的許用不平衡量許用不平衡量的兩種表示法：使用時參照ISO有關標準的推薦值。 1.)偏心距e;平衡精度：Ae2/1000 e1000 A/2mrImeb/(a+b)不平衡質徑積：mrme靜平衡時，可直接采用以上值。而動平衡時，應將以上值分解到兩個平衡基面上，即：abIII2.)

8、質徑積mr 兩者關系：emr/ mmrIImea /(a+b)浙江大學專用對于作平面運動或往復移動的構件，不能通過加減質量的方法對單個構件的慣性力進行平衡，而應從整個機構來考慮平衡問題。185 平面機構的平衡當機構運動時，各構件所產(chǎn)生的慣性力可以合成為一個通過質心的總慣性力和一個總慣性力偶矩，它們都全部由機座來承受。所謂對機構的平衡，就是對總慣性力和總慣性力偶矩進行平衡, 即：設機構的總質量為m，其質心的加速度為as，機構總慣性力為：根據(jù)此結論：對機構進行平衡的原理，就是通過添加平衡配重使機構的質心靜止不動。有完全平衡和部分兩種處理方法要使P=0，必有as 0 P=0, M=0Pm as質心必須始終靜止不動。1.利用對稱機構平衡浙江大學專用mB2.利用平衡質量平衡圖示機構中，構件2的質量m2可以用兩個集中在B和C兩點的兩個質量替換：m2S2m3S3m1S1m2B m2 lCS2 / lBCm2C m2 lBS2 / lBCBACD123Smm