06 机械的平衡.ppt

m” m1A m2B m1B m’ A B C 3 2 m3 m2 S’2 m1 S’1 r m2C 2）用m1B、m1A替代m1： mB=m1B+m2B 3) 在r处加平衡质量m’ ?mC=m3+m2C引起的往复惯性力如何平衡 ? 往复惯性力 r处再加质量m”, 使 m”产生的惯性力的正交分力： 2.平衡质量法 例：曲柄滑块机构的部分平衡设计 1）用m2B、m2C替代m2： m” m1A m2B m1B m’ A B C 3 2 m3 m2 S’2 m1 S’1 r m2C ? 往复惯性力 与往复惯性力平衡。 是在平衡 时新产生的惯性力。 工程中，为不致使 太大，取 即取： 部分平衡PC, 使新产生的惯性力P”h不至太大 2.平衡质量法 进行机构型式设计时，一定要分析机构的受力情况。从而根据不同的机构类型，选择适当的平衡方法 在尽可能消除或减少机构的总惯性力或惯性力矩的同时，还应当使机构的结构简单，尺寸较小，从而使整个机械系统具有良好的动力学特性 四、结论 作业: P87 习题：6-6 * 机械原理——机械的平衡 俞爱林 广东工业大学机电学院 电话EMAIL：allan75@126.com 机 械 原 理 Mechanisms and Machine Theory 6-1 机械平衡的目的及内容 6-2 刚性转子的平衡计算 6-3 刚性转子的平衡实验 6-4 转子的许用不平衡量 6-5 平面机构的平衡 基本要求: 了解机械平衡的目的及分类 熟练掌握刚性转子静、动平衡的原理和方法 明确转子许用不平衡量的意义 了解平面四杆机构的平衡原理 第6章 机械的平衡 运动的构件按运动形态可分为三类： 定轴转动、往复直线运动、复杂平面运动 除：1）等速直线运动的构件 2）质量分布对其转动轴线完全对称的等速转动构件 其它构件在运动过程中都将产生惯性力或惯性力偶矩 举例说明 不平衡后果：动画1、动画2 产生附加动压力? 摩擦?、磨损?、效率?、振动噪音?... 影响机械的工作精度、可靠性、寿命... 造成破坏性事故 §6-1 机械平衡的目的及内容 一、惯性力及其影响 例： 设偏心质量m=10kg，偏心距e =1mm，?=314 rad/s 则： 惯性力：F = me?2=10?1x10-3?3142=986 N 重量： G = mg=10 ?9.8=98 N 可见 ：F>>G, ???F? 惯性力的方向随构件的转动而作周期性变化 e F w 二、机械平衡的目的 消除或减少惯性力 1.刚性转子的静平衡 对长径比＜=1/5的构件，作单面平衡 2.刚性转子的动平衡 对长径比＞1/5的构件，作双面平衡 3.挠性转子的平衡 刚性转子的平衡： n<(0.6~0.75)nc 例:机床的主轴、齿轮、飞轮... 挠性转子的平衡： n>(0.6~0.75)nc、弹性变形不可忽略 4. 机构的平衡(机构在机架上的平衡) 往复直线运动的构件和复杂平面运动的构件 m3 m1 m2 FI1 FI2 FI3 m FI 三、机械平衡的分类 1、平衡设计 设计阶段从结构上采取措施，进行平衡设计 2、平衡试验 通过试验的方法加以平衡 四、机械平衡的方法 G 1 静不平衡 (b/D ?1/5) 静平衡 平面汇交力系 单面平衡 2 动不平衡 (b/D>1/5) 动平衡 空间力系 双面平衡 G F1 F2 m1 m2 S F1 F2 §6-2 刚性转子的平衡计算 一、刚性转子的不平衡类型 条件：b /D? 1/5, 所有惯性力可认为在同一个平面上 惯性力为平面汇交力系： ? m1 m2 m3 m4 F2 F3 F1 F F4 r1 r2 r3 r4 mb rb W1 W2 Wb W4 W3 a b 其合力 平衡方法：在合力P的反向加mb, 使 平衡：去重或配重 则 Fb 二、刚性转子的静平衡计算 质径积表达方式 平衡方程： F2 F3 F1 F F4 m1 r1 m2 r2 m3 r3 m4 r4 mb rb Fb ? W1 Wb W4 W3 a b W2 质径积矢量方程解法： 1. 图解法：定比例尺?，作质径积矢量图，量平衡质径积的大小 2. 解析法：若各不平衡质量方向以角度给出 质径积矢量方程： 质径积矢量方程： 静平衡结论 产生静不平衡的原因是合惯性力不为零 静平衡的条件：分布于转子上的各个偏心质量的离心惯性力的合力为零，或质径积的向量和为零 对于静不平衡的刚性转子，无论它有多少个偏心质量，只要适当增加（或减小）一个平衡质量，就能使其获得平衡。即对静不平衡的转子，需加平衡质量的最少数目为1 F2 F3 F1 F F4 m1 r1 m2 r2 m3 r3 m4 r4 mb