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毕业设计论文
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1.机械的平衡,毕业设计论文
- 内容简介：
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第五章 机械的平衡 5 1 机械平衡的目的及内容 5 2 刚性转子的平衡计算 5 3 刚性转子的平衡实验 5 4 平面机构的平衡 nts 5 1 机械平衡的目的及内容 1、机械平衡的目的 机械在运转时，构件所产生的不平衡惯性力将在运中 引起附加的动压力。由此会引起： 1）增大运动副中的摩擦和构件中的内应力，降低机械 效率和使用寿。 2）由于惯性力的大小和方向一般都是周期性变化的， 必将引起机械及其基础产生强迫振动。使其本身工作精度、 可靠性下降，引起零件内部材料疲劳损坏，产生噪声。 nts 3）如果其振幅较大，或其频率接近 于机械的共振频 率，则将引起不良的后果。 因此，为了完全地或部分地消除惯性 力的不良影响，就必须设法将构件的不平 衡惯性力加以消除或减小。 nts 2、 机械平衡的内容 1 ） 绕固定轴回转的构件惯性力的平衡 绕固定轴回转的构件 ， 常称为转子 。 这类构 件的惯性力可利用在该构件上增加或除去一部分 质量的方法予以平衡 。 （ 1）刚性转子的平衡。 n工作 (0.6 0.75) nc1， nc1为转子的第一阶共振转速 ，此时， 转子的弹性变形甚小，故称为刚性转子。 nts 机械中的大型转子 ， 其质量和跨度很大 ， 而 径向尺寸却较小 ， 故导致其共振转速降低 ， 可是 其工作转速又往往很高 ， 故转子在工作过程中将 会产生较大的弯曲变形 ， 从而使其惯性力显著增 大 。 这类转子产生明显的变形 ， 不能视为刚体 ， 而成为一个挠性体 ， 故称为 挠性转子 。 (2) 挠性转子的平衡 n工作 (0.6 0.75) nc1 nts 作往复移动或平面复合运动的构件 ， 所产生 的惯性力无法在该构件上平衡 ， 而须就整个机构 加以研究 。 设法使各运动构件惯性力的合力和合 力偶得到完全地或部分地平衡 。 由于惯性力的合力和合力偶最终均由机械的 基础所承受 ， 故又称这类平衡问题为 机械在机座 上的平衡 。 2）机构的平衡 平衡的方法：计算法、实验法。 nts 5 2 刚性转子的平衡计算 1刚性转子的静平衡计算 (单面平衡） 轴向尺寸较小的盘状转子（ b D 0 2）， 它们的质量可以近似认为分布在垂直于其回转轴线 的同一平面内。对这类转子进行静平衡，可利用在 转子上增加或除去一部分质量的方法，使其质心与 回转轴心重合，从而即可使转子的惯性力得以平衡。 静平衡条件：各偏心质量所产生的离心惯性力 矢量合为零。 nts平衡计算步骤： 1) 由结构确定出各偏心质量的大小和方位； 2) 确定出加、减平衡质量的大小和方位。 图示一盘状转子，已知偏 心质量 m1、 m2，回转半径为 r1、 r2，方向如图所示。 当转子以角速度 回转 时，各偏心质量所产生的离 心惯性力为： x y r2 m2 r1 m1 rb mb ntsF i=mi2ri ； i=1,2 为了平衡这些离心惯性力，可在转子上加一 平衡质量 mb。使其产生的离心惯性力 Fb与 各偏心 质量的离心惯性力 F i相平衡。由于这些惯性力形 成一平面汇交力系，故得静平衡的条件为： F= F I+Fb=0 设平衡质量 mb的矢径为 rb,则上式可化为： m1r1+m2r2+mbrb=0 式中 miri称为 质径积 ，为矢量。 nts质径积 m brb的大小、方位的确定。 建立直角坐标系 ， 由平衡条件得 ， Fx=0及 Fy=0 （ mbrb） x=- miricosi (mbrb） y =- mirisini 其中 i为第 i个偏心质量 Mi 的矢径 ri与 x 轴方向的夹角 （从 x轴正向到 ri，沿逆时针方 向为正）。 x y r2 m2 r1 m1 rb mb 显然，也可以在 rb的反方向处 除去一部分质量来使转于得到平衡。 nts2.刚性转子的 动平衡计算 (双面平衡） 当转子的宽径比 (B/D)大于 0.2时，其质量就不能视为分 布在同一平面内了。这时，其偏心质量分布在几个不同的 回转平面内。 动平衡不仅平衡各偏心质量产生的惯性力 ， 而且还要平衡这些惯性力所产生的惯性力矩 。 nts 当转子以等角速 度 回转时，它们产 生的惯性力 P1、 P2 及 P3，将形成一空间 力系，故转子动平衡 的条件是： P=0, M=0 方向与 P力一致。 2.刚性转子的 动平衡计算 (双面平衡） nts即 (在平衡基面 I内）： P1I 、 P2I 、 P3I； 先选定两个回转平面 及 作为 平衡基面。 将各离心惯性力分解 到平衡基面 及 内。 （在平衡基面 内）： P1 、 P2 、 P3 。 这样把空间力系的平衡问题 ， 转化为两个平 面汇交力系的平衡问题了 。 用前述方法即可求解 。 nts小结： 1）质量分布在同一平面内的转子平衡，只 需一个平面平
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