《机械设计基础》第3版课件第13章机械的平衡与调速第十三章机械的平衡与调速习题解答

1、第十三章机械的平衡与调速习题解答13-1 机械平衡的目的是什么？造成机械不平衡的原因是什么？答：转子的平衡是指绕固定轴回转的构件（即转子）惯性力的平衡。机械平衡的目的就是合理分配构件的质量， 以减少或消除动压力。 造成转子不平衡的主要原因， 是由于转子的质量分布不均匀， 或由于制造、 安装误差造成质心与回转轴线的不重合， 从而产生离心惯性力和惯性力矩。13-2 机械平衡的可分为几类？划分刚性转子和挠性转子的依据是什么？答：机械平衡分为转子的平衡和机构的平衡两类。转子的工作转速低于（0.60.75） nc ，称为刚性转子，转子的工作转速大于等于（0.60.75）nc ，称为挠性转子。13-3 何

2、谓静平衡？静平衡的条件是什么？什么样的转子需要静平衡？答： 静平衡是对刚性转子惯性力的平衡。 静平衡的条件为： 分布于该回转件上各质量的离心力的合力为零或质径积的矢量和等于零。对于轴向尺寸较小，即转子轴向宽度b 与其直径 d之比b/dv的盘状转子，例如齿轮、带轮、链轮、叶轮和盘形凸轮等，需进行静平衡计算。13-4 何谓动平衡？动平衡的条件是什么？什么样的转子需进行动平衡？答： 动平衡是对刚性转子惯性力和惯性力矩的平衡。 动平衡的条件是： 转子内各质量的离心惯性力的矢量和等于零，且离心惯性力引起的力偶矩矢量和也等于零，即汇 F=0和汇m=0。对于轴向尺寸较大的转子（） ，例如多缸发动机曲轴、电动

3、机与发电机转子、汽轮机转子和机床主轴等，需进行动平衡计算。13-5 何谓质径积？答：质径积是质量与向径的乘积。13-6 要求进行动平衡的回转件，如果只进行静平衡是否一定能减轻不平衡质量造成的不良影响？答：不能13-7 一般机械的运转过程分为哪三个阶段？每个阶段的特点是什么？答：一般说来，机械运转历经三个阶段：启动阶段、稳定运转阶段和停车阶段。启动阶段的特点是：驱动力所做的功Wd 必须大于克服阻力所消耗的功Wr 。稳定运转阶段的特点是：在一个周期内，机械的总驱动功与总阻抗功相等。启动阶段的特点是：驱动力所做的功Wd 必须大于克服阻力所消耗的功Wr 。稳定运转阶段的特点是：在一个周期内，机械的总驱

4、动功与总阻抗功相等。停车阶段的特点是：驱动功为零。13-8 为什么机械运转中会有速度波动？周期性速度波动和非周期性速度波动各自的特点是什么？如何调节？答： 机械在驱动力和阻力作用下运转时， 在稳定运转阶段， 由于驱动力所作的功与阻力所作的功不总是相等， 造成了机械的动能时增时减， 由此形成了机械运转时速度的波动。 周期性速度波动的特点是当机械的动能发生周期性变化时， 其速度也作周期性波动， 可通过飞轮调节。非周期性速度波动的特点是速度波动是没有一定周期的，可通过专门的调速器调节。13-9 什么是机械运转的平均速度和速度不均匀系数？答：平均角速度3 m是指一个运动周期内角速度的平均值。速度不均匀

5、系数8是最大角速度与最小角速度的差与平均角速度的比值。13-10在什么情况下飞轮应尽量安装在机械系统的高速轴上？在什么情况下飞轮应安装在 机械系统的低速轴上？答：当Wmax和8 一定时，飞轮的转动惯量J与飞轮转速n的平方成反比时，为减小飞轮转动惯量，将飞轮安装在机械的高速轴上。当机械受剧烈载荷时， 为避免飞轮的作用受到传动构件惯性力的影响，将飞轮安装在机械的低速轴上。13-11飞轮的作用是什么？机械安装飞轮后是否就能达到完全匀速运转？飞轮能否用来调 节非周期性速度波动？答：飞轮的作用是：通过贮存多余和释放欠缺的能量，保持工作机的转速平稳，当采用内燃机为动力机时，飞轮的作用更为重要。通过让飞轮的转速有较大的升降来贮存和释放能量，可以降低动力机所需功率。机械安装飞轮后不能达到完全匀速运。飞轮不能用来调节非周期性速度波动。13-12专用调速器主要有哪些类型？答：调速器主要有机械式、气动液压式、电液和电子式等。13-13如图13-8所示，有四个偏心质量位于同一回转平面内，其大小及回转半径分别为m1=5kg , m2 = 7kg, m3=8kg, m4=10kg, r1 = r4=10cm, r2=20cm , r3=15cm,