第十五章 機械的平衡與調(diào)速

第十五章機械的平衡與調(diào)速第一頁，共十三頁，編輯于2023年，星期五使運動副中產(chǎn)生附加的動壓力，增加運動副的磨損、影響構(gòu)件的強度、降低機械的效率。使機械及其基礎(chǔ)產(chǎn)生強迫振動，導(dǎo)致工作精度和可靠性下降，零件疲勞損傷加劇，并產(chǎn)生噪聲污染。引起共振，使機械遭到破壞，甚至危及人員及廠房安全。1.機械平衡的目的:

消除或盡量減小慣性力的不良影響，提高機械的工作性能、延長機械的使用壽命并改善現(xiàn)場的工作環(huán)境。一、機械平衡的目的及分類15-1機械的平衡第二頁，共十三頁，編輯于2023年，星期五2機械平衡的分類1.轉(zhuǎn)子的平衡剛性轉(zhuǎn)子的平衡工作轉(zhuǎn)速與一階臨界轉(zhuǎn)速之比小于0.7，彈性變形可忽略；利用力系平衡理論解決。撓性轉(zhuǎn)子的平衡工作轉(zhuǎn)速與一階臨界轉(zhuǎn)速之比大于0.7

，撓曲變形不可忽略；撓性轉(zhuǎn)子的平衡問題比較復(fù)雜，必須考慮變形（動撓度）對平衡的影響。第三頁，共十三頁，編輯于2023年，星期五2.機構(gòu)的平衡若機構(gòu)中含有作往復(fù)運動或一般平面運動的構(gòu)件，其產(chǎn)生的慣性力、慣性力矩無法在構(gòu)件內(nèi)部平衡，必須對整個機構(gòu)進行研究。由于各運動構(gòu)件產(chǎn)生的慣性力、慣性力矩可合成為一個作用于機架上的總慣性力及一個總慣性力矩，故可設(shè)法使總慣性力與總慣性力矩在機架上得以完全或部分的平衡。

---------機構(gòu)在機架上的平衡

第四頁，共十三頁，編輯于2023年，星期五二、剛性轉(zhuǎn)子的平衡分析1.靜平衡（1）靜平衡的概念質(zhì)心不在回轉(zhuǎn)軸線上，轉(zhuǎn)動時其偏心質(zhì)量就會產(chǎn)生慣性力，從而在轉(zhuǎn)動副中引起附加動壓力。在轉(zhuǎn)子上去掉或加上一些質(zhì)量，使其質(zhì)心移到回轉(zhuǎn)軸線上，結(jié)果轉(zhuǎn)子的慣性力得以平衡，即慣性力的合力為零，這就是剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡。

第五頁，共十三頁，編輯于2023年，星期五（2）靜平衡的分析計算法

①轉(zhuǎn)子靜平衡的條件為：各質(zhì)量的質(zhì)徑積的矢量和等于零；②轉(zhuǎn)子的不平衡量與其轉(zhuǎn)速無關(guān)。第六頁，共十三頁，編輯于2023年，星期五（3）靜平衡試驗法導(dǎo)軌式平衡架特點：結(jié)構(gòu)簡單、精度高，但兩刀口平行、調(diào)整困難，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)。導(dǎo)軌式靜平衡架圓盤式靜平衡架第七頁，共十三頁，編輯于2023年，星期五2.動平衡（1）動平衡的概念所謂轉(zhuǎn)子的動平衡，不僅要平衡各偏心質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力，而且還要平衡慣性力所形成的慣性力矩。靜平衡而動不平衡的轉(zhuǎn)子第八頁，共十三頁，編輯于2023年，星期五（2）動平衡的分析動平衡的條件是：轉(zhuǎn)子內(nèi)各質(zhì)量的離心慣性力矢量和等于零，且離心慣性力引起的力偶矩矢量和也等于零，即∑F=0和∑M=0

1)靜平衡只需在一個平面內(nèi)進行平衡；動平衡則必須在垂直于軸線的兩個平面內(nèi)進行平衡。2)轉(zhuǎn)子滿足了靜平衡，不一定滿足動平衡；若滿足了動平衡，則一定滿足靜平衡。結(jié)論：

第九頁，共十三頁，編輯于2023年，星期五（3）動平衡試驗動平衡試驗的目的是在動平衡機上測出轉(zhuǎn)子在兩平衡基面上不平衡質(zhì)量的大小和方位，確定所需平衡質(zhì)徑積的大小和方位，從而使轉(zhuǎn)子達到動平衡。第十頁，共十三頁，編輯于2023年，星期五15-2機械運轉(zhuǎn)速度波動的調(diào)節(jié)簡介問題：速度波動會使運動副中產(chǎn)生附加的作用力，降低機械效率和工作可靠性；引起機械振動，影響零件的強度和壽命；降低機械的精度和工藝性能，使產(chǎn)品質(zhì)量下降。目的：對機械運轉(zhuǎn)速度的波動必須進行調(diào)節(jié)，使上述不良影響限制在容許范圍之內(nèi)。

一、機械運轉(zhuǎn)速度波動調(diào)節(jié)的目的第十一頁，共十三頁，編輯于2023年，星期五二、機械運轉(zhuǎn)速度波動調(diào)節(jié)的方法1.對周期性速度波動，可在轉(zhuǎn)動軸上安裝一個質(zhì)量較大的回轉(zhuǎn)體（俗稱飛輪）達到調(diào)速的目的。

周期