機械原理-平衡課件1

機械原理-平衡課件1機械原理-平衡課件1ABSSm=12.5kge=1mmn=6000r/minFⅠFⅠ=meω2=5000N其方向作周期性變化FⅠ在轉(zhuǎn)動副中引起的附加反力是砂輪自重的40倍。ABSSm=12.5kge=1mmn=6000r/第六章機械的平衡§6-1

機械平衡的目的、分類和方法§6-2

剛性轉(zhuǎn)子的平衡計算§6-3

剛性轉(zhuǎn)子的平衡實驗§6-4

轉(zhuǎn)子的許用不平衡量§6-5

平面機構(gòu)的平衡第六章機械的平衡§6-1機械平衡的目的、分類和方法§§6-1

機械平衡的目的、分類和方法1.機械平衡的目的

設(shè)法將構(gòu)件的不平衡慣性力加以平衡，以消除或減少慣性力的不良影響?！?-1機械平衡的目的、分類和方法1.機械平衡的目的蛙式打夯機蛙式打夯機機械原理-平衡課件1機械原理-平衡課件12.機械平衡的分類（1）轉(zhuǎn)子的平衡剛性轉(zhuǎn)子的平衡撓性轉(zhuǎn)子的平衡

(n<0.7nC)

(n>0.7nC)轉(zhuǎn)子的平衡：其慣性力和慣性力矩的平衡問題。轉(zhuǎn)子：繞固定軸轉(zhuǎn)動的構(gòu)件2.機械平衡的分類（1）轉(zhuǎn)子的平衡剛性轉(zhuǎn)子的平衡撓性轉(zhuǎn)子的平（2）機構(gòu)的平衡機構(gòu)在機架上的平衡一般是指存在有往復(fù)運動或平面復(fù)合運動構(gòu)件的機構(gòu)慣性力和慣性力矩不可能在構(gòu)件內(nèi)部消除所有構(gòu)件上的慣性力和慣性力矩可合成為一個通過機構(gòu)質(zhì)心并作用于機架上的總慣性力和慣性力矩。（2）機構(gòu)的平衡機構(gòu)在機架上的平衡一般是指存在有往復(fù)運動或平3.機械平衡的方法：2)平衡試驗

1)平衡設(shè)計在設(shè)計階段，采取措施消除或減少產(chǎn)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(shè)計的機械：理論上達(dá)到平衡施工階段：制造不精確、材料不均勻、安裝不準(zhǔn)確3.機械平衡的方法：2)平衡試驗

1)平衡設(shè)計在設(shè)計階段3)現(xiàn)場平衡

通過直接測量機器中轉(zhuǎn)子支架的振動，來確定其不平衡量的大小及方位，進(jìn)而確定應(yīng)增加或減去的平衡質(zhì)量的大小及方位，使轉(zhuǎn)子得以平衡。3)現(xiàn)場平衡通過直接測量機器中轉(zhuǎn)子支架的振動§6-2

剛性轉(zhuǎn)子的平衡計算質(zhì)量可認(rèn)為分布在一個平面內(nèi)(b/D<0.2)質(zhì)量不分布在一個平面內(nèi)(b/D≥0.2)§6-2剛性轉(zhuǎn)子的平衡計算質(zhì)量可認(rèn)為分布在一個平面內(nèi)(b§6-2

剛性轉(zhuǎn)子的平衡計算1.剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡計算(b/D<0.2)（1）靜不平衡轉(zhuǎn)子bABD回轉(zhuǎn)平面mmrωFⅠG（2）靜平衡及其條件增加或除去一部分質(zhì)量，使其質(zhì)心與回轉(zhuǎn)軸心重合條件：ΣF＝0平面匯交力系的平衡§6-2剛性轉(zhuǎn)子的平衡計算1.剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡計算(b/（3）靜平衡計算（3）靜平衡計算（3）靜平衡計算（續(xù)）——圖解法（3）靜平衡計算（續(xù)）——圖解法（2）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。

靜平衡計算小結(jié)：（1）靜平衡的條件：分布于轉(zhuǎn)子上的各個偏心質(zhì)量的離心力的合力為零或質(zhì)徑積的向量和為零。

（2）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2.剛性轉(zhuǎn)子的動平衡計算(b/D≥0.2)（1）動不平衡轉(zhuǎn)子m3m1m2FFcm

m不能認(rèn)為質(zhì)量分布在同一平面靜平衡而動不平衡ΣF＝0ΣM＝0（2）動平衡條件空間平行力系的平衡2.剛性轉(zhuǎn)子的動平衡計算(b/D≥0.2)（1）動不平衡（3）動平衡原理F2F3F1123m2m1m3r2r1r3IIIF2IF3IF2IIF3IIF1IF1IIrImbIPIrIImbIIFIILl1l2l3平衡平面雙面平衡（3）動平衡原理F2F3F1123m2m1m3r2r1r3I力的等效代換力學(xué)基礎(chǔ)：力的平行分解即以P1、P2等效代替P應(yīng)滿足：力等效、力矩等效ＰP1Ｐ2l1l2力的等效代換力學(xué)基礎(chǔ)：力的平行分解ＰP1Ｐ2l1l2機械原理-平衡課件1機械原理-平衡課件1機械原理-平衡課件1剛性轉(zhuǎn)子動平衡計算小結(jié)：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)子不一定是動平衡的(1)動平衡的條件：當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)子上分布在不同平面內(nèi)的各個質(zhì)量所產(chǎn)生的空間離心力系的合力及合力矩均為零。(2)

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。

剛性轉(zhuǎn)子動平衡計算小結(jié)：經(jīng)過動平衡的轉(zhuǎn)子一定靜平衡；反之，經(jīng)§6-3

剛性轉(zhuǎn)子的平衡實驗導(dǎo)軌式靜平衡儀滾輪式靜平衡儀1、靜平衡§6-3剛性轉(zhuǎn)子的平衡實驗導(dǎo)軌式靜平衡儀滾輪式靜平衡儀1導(dǎo)軌式靜平衡儀

導(dǎo)軌式靜平衡儀機械原理-平衡課件12、動平衡2、動平衡機械原理-平衡課件1§6-4

轉(zhuǎn)子的許用不平衡量1．許用不平衡量表示方法質(zhì)徑積表示法偏心距表示法[e]＝[mr]/m[mr][e]對于具體給定的轉(zhuǎn)子，這種表示方法便于平衡操作，比較直觀當(dāng)衡量轉(zhuǎn)子的優(yōu)劣或衡量平衡機檢測精度時，為了便于比較，采用許用偏心距較好

§6-4轉(zhuǎn)子的許用不平衡量1．許用不平衡量表示方法質(zhì)徑積2．轉(zhuǎn)子的平衡精度等級與許用不平衡量的確定（1）轉(zhuǎn)子的平衡精度A和平衡等級G轉(zhuǎn)子平衡結(jié)果的優(yōu)良程度稱為轉(zhuǎn)子的平衡精度國際上常用來表示轉(zhuǎn)子的平衡精度

2．轉(zhuǎn)子的平衡精度等級與許用不平衡量的確定（1）轉(zhuǎn)子的平衡精（2）轉(zhuǎn)子許用不平衡量的確定A＝[e]ω/1000mm/s靜不平衡的轉(zhuǎn)子，[e]由上式求得

對于動不平衡轉(zhuǎn)子，先由表中定出[e]，再求得許用不平衡質(zhì)徑積[mr]＝m[e]，然后在將其分配到兩個平衡基面上。（2）轉(zhuǎn)子許用不平衡量的確定A＝[e]ω/1000mm/aSb[mr]Ⅰ=[mr]b/(a+b)[mr]Ⅱ=[mr]a/(a+b)aSb[mr]Ⅰ=[mr]b/(a+b)[mr]Ⅱ=[mr]§6-5

平面機構(gòu)的平衡

機構(gòu)平衡的條件

通常，對機構(gòu)只進(jìn)行總慣性力的平衡，此時，應(yīng)使機構(gòu)的質(zhì)心加速度為零，即應(yīng)使機構(gòu)的質(zhì)心靜止不動。

F＝0M＝0§6-5平面機構(gòu)的平衡機構(gòu)平衡的條件結(jié)論：采用完全平衡法，平衡效果很好。但會使機構(gòu)的質(zhì)量或體積大為增加，故一般采用部分平衡法。（2）利用平衡質(zhì)量平衡研究表明1．完全平衡（1）利用對稱機構(gòu)平衡機構(gòu)的總慣性力恒為零完全平衡n個構(gòu)件的單自由度機構(gòu)的慣性力，應(yīng)至少加

n/2個平衡質(zhì)量結(jié)論：采用完全平衡法，平衡效果很好。但會使機構(gòu)的質(zhì)量或體積機械原理-平衡課件1機械原理-平衡課件1機械原理-平衡課件12．部分平衡（1）利用平衡機構(gòu)平衡結(jié)論：采用往復(fù)慣性力的部分平衡法，既可減少慣性力的影響，又可減少需加的平衡質(zhì)量。一般對機械的工作較為有利。（2）利用平衡質(zhì)量平衡（3）利用彈簧平衡總慣性力只需平衡其中的一部分2．部分平衡（1）利用平衡機構(gòu)平衡結(jié)論：采用往復(fù)慣性力的部分機械原理-平衡課件1機械原理-平衡課件1機械原理-平衡課件1直列式發(fā)動機(L)直列式發(fā)動機(L)V型發(fā)動機歐洲的豪華轎車往往采用8缸以上的V型發(fā)動機設(shè)計，比如勞斯萊斯的、奔馳頂級的S600轎車等都是V12發(fā)動機，而目前V型發(fā)動機最高可達(dá)到16缸，排量在10升以上。

V型發(fā)動機歐洲的豪華轎車往往采用8缸以上的V型發(fā)動機設(shè)計，水平對置式發(fā)動機(H)保時捷911系列

水平對置式發(fā)動機(H)保時捷911系列

機械原理-平衡課件1小結(jié)：1.剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡計算適用范圍：b/D<0.2手段：增加或除去一部分質(zhì)量，使其質(zhì)心與回轉(zhuǎn)軸心重合條件：ΣF＝0力學(xué)依據(jù)：平面匯交力系的平衡2.剛性轉(zhuǎn)子的動平衡計算適用范圍：b/D≥0.2ΣF＝0ΣM＝0條件：力學(xué)依據(jù)：空間平行力系的平衡單面平衡手段：根據(jù)力的等效代替原則，將所有不平衡慣性力向選定的兩個平衡基面內(nèi)分解。然后在平衡基面內(nèi)通過增減質(zhì)量來達(dá)到平衡雙面平衡小結(jié)：1.剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡計算適用范圍：b/D<0.2手段homework6-26-10homework6-2機械原理-平衡課件1機械原理-平衡課件1ABSSm=12.5kge=1mmn=6000r/minFⅠFⅠ=meω2=5000N其方向作周期性變化FⅠ在轉(zhuǎn)動副中引起的附加反力是砂輪自重的40倍。ABSSm=12.5kge=1mmn=6000r/第六章機械的平衡§6-1

機械平衡的目的、分類和方法§6-2

剛性轉(zhuǎn)子的平衡計算§6-3

剛性轉(zhuǎn)子的平衡實驗§6-4

轉(zhuǎn)子的許用不平衡量§6-5

平面機構(gòu)的平衡第六章機械的平衡§6-1機械平衡的目的、分類和方法§§6-1

機械平衡的目的、分類和方法1.機械平衡的目的

設(shè)法將構(gòu)件的不平衡慣性力加以平衡，以消除或減少慣性力的不良影響?！?-1機械平衡的目的、分類和方法1.機械平衡的目的蛙式打夯機蛙式打夯機機械原理-平衡課件1機械原理-平衡課件12.機械平衡的分類（1）轉(zhuǎn)子的平衡剛性轉(zhuǎn)子的平衡撓性轉(zhuǎn)子的平衡

(n<0.7nC)

(n>0.7nC)轉(zhuǎn)子的平衡：其慣性力和慣性力矩的平衡問題。轉(zhuǎn)子：繞固定軸轉(zhuǎn)動的構(gòu)件2.機械平衡的分類（1）轉(zhuǎn)子的平衡剛性轉(zhuǎn)子的平衡撓性轉(zhuǎn)子的平（2）機構(gòu)的平衡機構(gòu)在機架上的平衡一般是指存在有往復(fù)運動或平面復(fù)合運動構(gòu)件的機構(gòu)慣性力和慣性力矩不可能在構(gòu)件內(nèi)部消除所有構(gòu)件上的慣性力和慣性力矩可合成為一個通過機構(gòu)質(zhì)心并作用于機架上的總慣性力和慣性力矩。（2）機構(gòu)的平衡機構(gòu)在機架上的平衡一般是指存在有往復(fù)運動或平3.機械平衡的方法：2)平衡試驗

1)平衡設(shè)計在設(shè)計階段，采取措施消除或減少產(chǎn)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(shè)計的機械：理論上達(dá)到平衡施工階段：制造不精確、材料不均勻、安裝不準(zhǔn)確3.機械平衡的方法：2)平衡試驗

1)平衡設(shè)計在設(shè)計階段3)現(xiàn)場平衡

通過直接測量機器中轉(zhuǎn)子支架的振動，來確定其不平衡量的大小及方位，進(jìn)而確定應(yīng)增加或減去的平衡質(zhì)量的大小及方位，使轉(zhuǎn)子得以平衡。3)現(xiàn)場平衡通過直接測量機器中轉(zhuǎn)子支架的振動§6-2

剛性轉(zhuǎn)子的平衡計算質(zhì)量可認(rèn)為分布在一個平面內(nèi)(b/D<0.2)質(zhì)量不分布在一個平面內(nèi)(b/D≥0.2)§6-2剛性轉(zhuǎn)子的平衡計算質(zhì)量可認(rèn)為分布在一個平面內(nèi)(b§6-2

剛性轉(zhuǎn)子的平衡計算1.剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡計算(b/D<0.2)（1）靜不平衡轉(zhuǎn)子bABD回轉(zhuǎn)平面mmrωFⅠG（2）靜平衡及其條件增加或除去一部分質(zhì)量，使其質(zhì)心與回轉(zhuǎn)軸心重合條件：ΣF＝0平面匯交力系的平衡§6-2剛性轉(zhuǎn)子的平衡計算1.剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡計算(b/（3）靜平衡計算（3）靜平衡計算（3）靜平衡計算（續(xù)）——圖解法（3）靜平衡計算（續(xù)）——圖解法（2）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。

靜平衡計算小結(jié)：（1）靜平衡的條件：分布于轉(zhuǎn)子上的各個偏心質(zhì)量的離心力的合力為零或質(zhì)徑積的向量和為零。

（2）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2.剛性轉(zhuǎn)子的動平衡計算(b/D≥0.2)（1）動不平衡轉(zhuǎn)子m3m1m2FFcm

m不能認(rèn)為質(zhì)量分布在同一平面靜平衡而動不平衡ΣF＝0ΣM＝0（2）動平衡條件空間平行力系的平衡2.剛性轉(zhuǎn)子的動平衡計算(b/D≥0.2)（1）動不平衡（3）動平衡原理F2F3F1123m2m1m3r2r1r3IIIF2IF3IF2IIF3IIF1IF1IIrImbIPIrIImbIIFIILl1l2l3平衡平面雙面平衡（3）動平衡原理F2F3F1123m2m1m3r2r1r3I力的等效代換力學(xué)基礎(chǔ)：力的平行分解即以P1、P2等效代替P應(yīng)滿足：力等效、力矩等效ＰP1Ｐ2l1l2力的等效代換力學(xué)基礎(chǔ)：力的平行分解ＰP1Ｐ2l1l2機械原理-平衡課件1機械原理-平衡課件1機械原理-平衡課件1剛性轉(zhuǎn)子動平衡計算小結(jié)：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)子不一定是動平衡的(1)動平衡的條件：當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)子上分布在不同平面內(nèi)的各個質(zhì)量所產(chǎn)生的空間離心力系的合力及合力矩均為零。(2)

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。

剛性轉(zhuǎn)子動平衡計算小結(jié)：經(jīng)過動平衡的轉(zhuǎn)子一定靜平衡；反之，經(jīng)§6-3

剛性轉(zhuǎn)子的平衡實驗導(dǎo)軌式靜平衡儀滾輪式靜平衡儀1、靜平衡§6-3剛性轉(zhuǎn)子的平衡實驗導(dǎo)軌式靜平衡儀滾輪式靜平衡儀1導(dǎo)軌式靜平衡儀

導(dǎo)軌式靜平衡儀機械原理-平衡課件12、動平衡2、動平衡機械原理-平衡課件1§6-4

轉(zhuǎn)子的許用不平衡量1．許用不平衡量表示方法質(zhì)徑積表示法偏心距表示法[e]＝[mr]/m[mr][e]對于具體給定的轉(zhuǎn)子，這種表示方法便于平衡操作，比較直觀當(dāng)衡量轉(zhuǎn)子的優(yōu)劣或衡量平衡機檢測精度時，為了便于比較，采用許用偏心距較好

§6-4轉(zhuǎn)子的許用不平衡量1．許用不平衡量表示方法質(zhì)徑積2．轉(zhuǎn)子的平衡精度等級與許用不平衡量的確定（1）轉(zhuǎn)子的平衡精度A和平衡等級G轉(zhuǎn)子平衡結(jié)果的優(yōu)良程度稱為轉(zhuǎn)子的平衡精度國際上常用來表示轉(zhuǎn)子的平衡精度

2．轉(zhuǎn)子的平衡精度等級與許用不平衡量的確定（1）轉(zhuǎn)子的平衡精（2）轉(zhuǎn)子許用不平衡量的確定A＝[e]ω/1000mm/s靜不平衡的轉(zhuǎn)子，[e]由上式求得

對于動不平衡轉(zhuǎn)子，先由表中定出[e]，再求得許用不平衡質(zhì)徑積[mr]＝m[e]，然后在將其分配到兩個平衡基面上。（2）轉(zhuǎn)子許用不平衡量的確定A＝[e]ω/1000mm/aSb[mr]Ⅰ=[mr]b/(a+b)[mr]Ⅱ=[mr]a/(a+b)aSb[mr]Ⅰ=[mr]b/(a+b)[mr]Ⅱ=[mr]§6-5

平面機構(gòu)的平衡

機構(gòu)平衡的條件

通常，對機構(gòu)只進(jìn)行總慣性力的平衡，此時，應(yīng)使機構(gòu)的質(zhì)心加速度為零，即應(yīng)使機構(gòu)的質(zhì)心靜止不動。

F＝0M＝0§6-5平面機構(gòu)的平衡機構(gòu)平衡的條件結(jié)論：采用完全平衡法，平衡效果很好。但會使機構(gòu)的質(zhì)量或體積大為增加，故一般采用部分平衡法。（2）利用平衡質(zhì)量平衡研究表明1．完全平衡（1）利用對稱機構(gòu)平衡機構(gòu)的總慣性力恒為零完全平衡n個