1、11機(jī)械平衡，11.1概述，11.2平面連桿機(jī)構(gòu)的慣性力平衡，11.3圓盤零件的靜平衡，11.4剛性轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡，11機(jī)械平衡，第11章機(jī)械平衡，介紹了機(jī)械慣性力平衡的基本概念，研究了機(jī)構(gòu)慣性力完全平衡和部分平衡的方法，以及旋轉(zhuǎn)部件慣性力和慣性矩平衡的理論和實(shí)驗(yàn)方法。11.1綜上所述，機(jī)械平衡是指機(jī)械慣性力的矢量和為零，只有固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)副中工作阻力產(chǎn)生的反作用力。這是一個(gè)理想的狀態(tài)。一般來說，機(jī)械慣性力的總和不是零。不僅有工作阻力引起的反作用力，還有慣性力、慣性矩、重力、摩擦力和摩擦力矩引起的反作用力，以及運(yùn)動(dòng)副之間的間隙引起的部件之間的碰撞力。本課程只研究機(jī)構(gòu)慣性力矢量和為零的理論和實(shí)現(xiàn)方法，

2、排除了固定軸旋轉(zhuǎn)副慣性力分量的實(shí)現(xiàn)方法。11.2平面連桿機(jī)構(gòu)慣性力的平衡，圖111曲柄搖桿機(jī)構(gòu)慣性力平衡的分析原理圖，在圖11-1所示的鉸接四桿機(jī)構(gòu)中，假設(shè)三個(gè)活動(dòng)構(gòu)件的質(zhì)量分別為m1、m2和m3，質(zhì)心位置分別為S1、S2和S3，它們的總質(zhì)量為M=m1m2m3，它們的尺寸和方向如圖所示。機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)部件的總質(zhì)心S點(diǎn)的矢量方程為、下面介紹平衡機(jī)構(gòu)慣性力的線性獨(dú)立矢量法。(1)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)總質(zhì)心的矢量表示，圖111曲柄搖桿機(jī)構(gòu)慣性力平衡的分析原理圖，(2)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)質(zhì)心的矢量表示和質(zhì)心為固定點(diǎn)的條件使rS表達(dá)式中時(shí)間相關(guān)項(xiàng)的系數(shù)為零，即將ei2代入rS表達(dá)式，從而將質(zhì)心的表達(dá)式與機(jī)構(gòu)的封閉矢量方程結(jié)

3、合起來。以質(zhì)心為固定點(diǎn)的約束方程為：簡化后，機(jī)構(gòu)慣性力平衡的幾何和質(zhì)量關(guān)系為：(3-1)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)和曲柄搖桿機(jī)構(gòu)慣性力部分平衡的方法，3D動(dòng)畫，基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)慣性力平衡的3D動(dòng)畫、(3-1)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的動(dòng)平衡、(4)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)慣性力平衡的112二維動(dòng)畫，(5)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)慣性力的動(dòng)平衡(6)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)慣性力的動(dòng)態(tài)平衡，圖114導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)慣性力平衡的二維動(dòng)畫1，圖114導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)慣性力平衡的二維動(dòng)畫2、11.3盤類零件的靜平衡，圖11.3F01飛輪的幾何結(jié)構(gòu)，圖11.3F02盤類和圓柱類零件機(jī)械設(shè)計(jì)中的盤、齒輪、凸輪、飛輪和皮帶輪的幾何結(jié)構(gòu)。三維動(dòng)畫、圓盤零件不平衡質(zhì)量的分布是可見且可測

4、量的，而其他的是不可見但可測量的。目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)圓盤零件慣性力的零矢量和。圖11.3F03具有可見和可測量不平衡質(zhì)量的圓盤零件，圖11.3F04具有不可見但可測量不平衡質(zhì)量的圓盤零件，11.3.1圓盤零件的靜平衡原理和計(jì)算，通過在零件的適當(dāng)位置增加質(zhì)量或減少質(zhì)量來實(shí)現(xiàn)慣性力的平衡。以圖11-4a所示的圓盤為例，說明圓盤零件靜平衡的計(jì)算方法。圓盤部件上所有顆粒的離心力矢量和為零。(1)圓盤零件的靜平衡原理，(2)靜平衡方法，1。計(jì)算示例，P1Q12R1/g，P2 Q22R2/g，P3 Q32R3/g，P4 Q42R4/g，P Q2R/g，圖114圓盤的靜平衡計(jì)算，(b)。圓盤部件的靜平衡原理是所有顆

5、粒的離心力之和為零。如果很難找到不平衡的質(zhì)量和位置，只有通過實(shí)驗(yàn)才能找到不平衡的質(zhì)量和位置。靜平衡的方法是通過在零件的適當(dāng)位置增加或減少質(zhì)量來實(shí)現(xiàn)慣性力的平衡。、3。圓盤零件不平衡質(zhì)量分布的實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)方法之一，圖11.3F05靜平衡實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)圖1、4。圓盤零件不平衡質(zhì)量分布的第二種實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)方法，圖11.3F06靜平衡實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)圖2、11.4剛性轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡。11.4.1典型長軸動(dòng)平衡支架的受力計(jì)算，圖11-5轉(zhuǎn)子扭矩動(dòng)平衡示意圖，11.4.2長圓柱動(dòng)平衡的力分解原理，f=f1f2=flfr，f1 (fllf2l2)/(bl2)，fr=f (l11 F2 (FRLF1L1)/(BL11)，圖11-6單

6、個(gè)力分解成兩個(gè)力的示意圖，11.4.3選擇平衡平面，計(jì)算力分解，P1P2P3PP2、P1、P3、P2、P1P2P3P20、1、2、3，圖117轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡計(jì)算示意圖，(a)、(b)、(c)、(1)左側(cè)力的計(jì)算方法，p1p2p3p10、P1L 1/LQ12R 1L 1/(gl)，p2l2/lq22。P3 p3l3/lq32r3l3/(g l)，(q r)qr1l 1/lq2r 2l 2/LQ 3r 3l 3/l0，(d)，圖117，轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡計(jì)算示意圖，(2)右側(cè)力的計(jì)算方法，p1p2p3p20，p1q12r1/gp1，p2 P3 Q32 r3/g P3，(e)，圖117，轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡計(jì)算示意圖，11.4.4，剛性轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡原理，因?yàn)椴黄胶赓|(zhì)量的大小和位置取決于長圓柱形零件的動(dòng)平衡原理是所有顆粒的離心力之和為零；任何參考點(diǎn)周圍所有粒子的離心力矩之和為零。動(dòng)平衡的方法是通過增加或減少長圓柱形零件兩個(gè)平面上的質(zhì)量來平衡力和力矩。如果很難找到不平衡質(zhì)量的大小和位置，就必須通過實(shí)驗(yàn)找到不平衡質(zhì)量的大小和位置。11.4.5剛性轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)，圖11.4F02轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)機(jī)不平衡測量原理圖，二維動(dòng)畫，11.4.6剛性