清華機械原理-第11章平衡

第11平衡的分類和平衡方剛性轉(zhuǎn)子的平衡撓性轉(zhuǎn)子平衡簡平面機構(gòu)的平衡平衡的分類和平衡方機械平衡的分轉(zhuǎn)子的平轉(zhuǎn)子：繞固定軸轉(zhuǎn)作轉(zhuǎn)速低于一階臨界轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)子平衡動或平面復(fù)合運動構(gòu)件的機構(gòu)平衡機構(gòu)在機架上的平衡機械平衡的方平衡設(shè)平衡試制造不精材料不均安 平衡試驗：通過試驗的方法加以平衡轉(zhuǎn)子的平衡設(shè)計剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡設(shè)靜不平衡現(xiàn)象慣性力，從而在運動副中引起附加動壓力。靜平衡設(shè)計徑寬比/b≥5的轉(zhuǎn)子（砂輪、飛輪、齒輪）：可近似地認為其不平衡質(zhì)量分布在同一回轉(zhuǎn)平面內(nèi)。和方剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡設(shè)量為m1,m2和m3向徑為r1，r2和r3。剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡設(shè)要求平衡時，F(xiàn)bF1F2F3所形成的合

m2rm2rm2rm2r 剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡設(shè)me

m和e分別為轉(zhuǎn)子的總質(zhì)量和總質(zhì)心的向徑mb和rb分別為所增加的平衡質(zhì)量及其質(zhì)心的向徑。各離心慣性力的相對大小和方位。轉(zhuǎn)子平衡后，其總質(zhì)心將與回轉(zhuǎn)軸線相重合，即e=0剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡設(shè)根據(jù)質(zhì)徑積mr，確定rb和平衡質(zhì)量大小。安裝方向：向量圖上所指的方向。的方向上安裝平衡質(zhì)量，如何做剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡設(shè)使轉(zhuǎn)子得以平衡。剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡設(shè)靜平衡的條件：分布于轉(zhuǎn)子上的各個偏心質(zhì)量的離心慣性力的合力為零或質(zhì)徑積的向量和為零。對于靜不平衡的轉(zhuǎn)子，無論它有多少個偏心質(zhì)量，都只需要適當(dāng)?shù)卦黾右粋€平衡質(zhì)量即可獲得平衡,即對于靜不平衡的轉(zhuǎn)子，需加平衡質(zhì)量的最少數(shù)目為1。剛性轉(zhuǎn)子的動平衡設(shè)動不平衡問題徑寬比D/b<5的轉(zhuǎn)子（多

轉(zhuǎn)子的動平衡設(shè)計剛性轉(zhuǎn)子的動平衡設(shè)設(shè)轉(zhuǎn)子上的偏心質(zhì)量m1m2和m3分別在別為r1、r2、r3。當(dāng)轉(zhuǎn)子以等轉(zhuǎn)動時，平面性力F1=m12。在轉(zhuǎn)子的兩端選定兩個垂直轉(zhuǎn)軸線的平TTT'T"l，平面1到平l11T'、T"的距離分別為 、ll11F可用分解到T和T"F'F

來代替 剛性轉(zhuǎn)子的動平衡設(shè)F'

l'

F"

l" F'、F

分別為平

所

F'

mr

l'

r

m

,

1

1

l

lF

mr2

mr

m3

3 1

1

原分布在平面1、2、3上的偏心質(zhì)量、m、m3完全可以用平面T 上112233 m"代替，它們的不平衡效果是一樣112233。剛性轉(zhuǎn)子的動平衡設(shè)對于平

T

對于平

T

剛性轉(zhuǎn)子的動平衡設(shè)動平衡設(shè)計步驟在轉(zhuǎn)子上選定兩個適于安裝平衡質(zhì)量的平面作為平衡平面或校正平面；確定需在兩個平衡平面內(nèi)增加的平衡質(zhì)量的質(zhì)徑積大小和方向；選定向徑剛性轉(zhuǎn)子的動平衡設(shè)小結(jié)質(zhì)量所產(chǎn)生的空間離心慣性力系的合力及合力矩均為零。 對于動不平衡的轉(zhuǎn)子，需加平衡質(zhì)量的最少數(shù)目為2。動不平衡又稱為雙面平衡，而靜平衡則稱為單面平衡。 經(jīng)過動平衡的轉(zhuǎn)子一定靜平衡；反之，經(jīng)過靜平衡的轉(zhuǎn)子則不一定是動平衡的。剛性轉(zhuǎn)子的平衡試試驗原因及目的需要用試驗的方法對其做進一步平衡導(dǎo)軌式靜平應(yīng)將將轉(zhuǎn)待轉(zhuǎn)子停止?jié)L動時，其質(zhì)心S必在的正下方，這時在的正上方任意向徑處加一何位置保持靜止為止；根據(jù)少相應(yīng)的平衡質(zhì)量。圓盤式靜平衡 一種帶微機系統(tǒng)的硬支承動平衡該動平衡機由機械部分、振動信號預(yù)處理電路和微機三部分組成用剛性轉(zhuǎn)子的平衡方法是不能撓性轉(zhuǎn)子動平衡的特點平面機構(gòu)的矩不可能在構(gòu)件平衡。機構(gòu)在機架上的平衡 平面機構(gòu)慣要使機構(gòu)作用于機架上的總慣性力F得以平衡，就必須滿F=-masm機構(gòu)中活動構(gòu)件的總質(zhì)as機構(gòu)總質(zhì)心S的加速不可能為零，故必須使a為零，即機構(gòu)總質(zhì)心應(yīng)作勻速直線運動或靜止不動。又由于機構(gòu)中各構(gòu)件的運動是周期性變化的，故總質(zhì)心S不可能 作勻速直線運動。平面機構(gòu)慣要使機構(gòu)作用于機架上的總慣性力F得以平衡，就必F=-平衡條件欲使總慣性力F=0，只有設(shè)法使總質(zhì)心S靜止不動完全或部分地平衡方法機構(gòu)慣性力的完全平1)加平衡質(zhì)量衡質(zhì)量的方法來完全平衡其慣性力線性獨立向量本課程僅介紹質(zhì)量替代法質(zhì)量替代法：將構(gòu)件的質(zhì)量簡化成幾個集中質(zhì)量，并使它們所產(chǎn)生的力學(xué)效應(yīng)與原構(gòu)件所產(chǎn)生的力學(xué)效應(yīng)完全相同。加平衡與原構(gòu)件對質(zhì)心的轉(zhuǎn)動慣量相同

2n心S的轉(zhuǎn)動慣量為Js。若以2n個集中質(zhì)量

替代點的坐標(biāo)為(x2,y2)，...1平衡1平衡【典型例題。例2：對圖示鉸鏈四桿機。

lBC=400mm,lCD=280mm,lDA=450mm,各桿的質(zhì)量及質(zhì)心S1S2S3的位置分別為m1=0.1kg,lAS=75mm,m2=0.8kg,lBS2=200mm,m3=0.4kg,lDS3=150mm。1平衡解題方法本題采用質(zhì)量靜替代法

設(shè)re1=100mmre3=200mm，通過計算求得me1,me3，并求出機構(gòu)平衡后量m及總質(zhì)心位置S1平衡質(zhì)量法2）對稱布置當(dāng)機構(gòu)本身要求多套機構(gòu)同時工作時，可采用對稱布置方式使慣性力得到完全平衡 由于機構(gòu)各構(gòu)件的尺寸和質(zhì)量完全對稱，故在運動過程中其總質(zhì)心將保持不動。利用對稱機構(gòu)可得到很好的平衡效果，但機器的體積將會增機構(gòu)慣性力的部分平部分平衡平衡機構(gòu)總慣性力中的一部分常用的方法有加平衡質(zhì)11.5.3構(gòu)慣性力的部分平加平衡質(zhì)量質(zhì)量me2來平衡此力 ？但質(zhì)量

產(chǎn)生的慣性這只是一種近似平加平衡機構(gòu)使曲柄滑塊機構(gòu)中的一階慣性力得到平衡平衡二階慣性力采用一對轉(zhuǎn)向相反、角速度2ω的齒輪機構(gòu)（圖b）齒輪1、2上的平衡質(zhì)量用來平衡一階慣性力，齒