《回转件的平》PPT课件.ppt

1、第八章 回转件的平衡,8-1 机械的平衡 一.机械平衡的目的 例：曲柄连杆机构 平动刚体：F惯=Mac， 定轴转动刚体：M0惯=J0， 平面运动刚体： F惯=Mac， Mc惯=Jc， 构件都产生惯性力（偶），其将在运动中引起附加动压力。,当n时，n2 ，惯性力 ，动压力。 例：电动机转子m=6.8kg，G的重心S偏移 e=0.2mm，n=900r/min， 自重引起静压力 G=mg=6.89.8=66.64N RA=RB=33.32N 惯性力引起动压力 =常数=n/30，=0，MS惯=0， Fi=man=me 2=12.08N；RA=RB=6.04N 但：当n=9000r/min时，RA=RB

2、=604N,惯性力的危害 运动副摩擦n磨损， 构件内应力影响构件强度 影响工作质量 各构件Fi大小、疲劳破坏 方向周期变化 噪声 公振破坏 机械平衡的目的 设法将构件的惯性力加以消除或减少， 改善机械的工作性能和延长使用寿命。,附加动压力,二.机械平衡问题的类型 回转构件 回转构件上质量分布不均，产生 惯性力，加或减去平衡重量 平衡力系。 往复构件：这类构件不平衡，因： 回转构件曲柄1产Fi1，往复构件活塞3产Fi3 ， 平面运动构件连杆2产Fi2和Mi2。平衡方法使： 总惯性力F=m总as=0， m总0，使as =0， 重心作匀速直线或不动。,总惯性力F=m总as=0， m总0，使as =0

3、，重心作匀速直线或不动。 但，连杆重心S2是一条封闭曲线，不可能作 匀速直线或不动，即as 0，不能在一个构件内部加以平衡。平衡方法： 对往复机构对整个构件进行讨论。二类型； 回转件的平衡绕固定轴回转构件， 只讨论刚性回转件的平衡n较低，惯性 力较小，把回转件看作刚体，不考虑变形等。 挠性回转件的平衡 高速，惯性力大，变形大。 机架上的平衡。,三.回转件平衡的方法 向量图解法（图8-1） 实验法：应用： 绕几何对称轴 的 回转件，如转子、齿轮、 叶轮等，这种偏心和不平 衡，设计时无法先估计， 要通过实验法解决平衡。 绕非几何对称轴 的 回转件，如曲轴、凸轮轴，例：双缸，可用 向量图解法定平衡质

4、量，加工后，可能不平衡，用实验法校正。,8-2 刚性回转件的平衡 一.质量分布在同一回转面内 （近似认为）静平衡 结构：b很小，（D/b5） 特点：回转件具有质量m1、m2、m3、 mi，总质量m，质心S。 由于质心S不在回转轴上，不平衡， S在最下方时，静止， 静止时可显示不平衡，称为静不平衡。 解决这类问题的方法叫静平衡(单面平衡) 。,等速 时， 各偏心质量产生 离心惯性力F1、 F2、F3、 Fi， 不平衡的平面 汇交力系， 因Fi0,平衡方法 加一平衡质量mb，产生 Fb与原惯性力系相平衡， 即：离心力的向量和=0 F=Fb+Fi=0， F总离心力。 Fb=mbab； ab =rb2

5、， Fi=miai； ai =ri2， mb rb2 + miri2 =0 mb rb+ miri=0 （8-2）；“质量向径”质径积；说明：质径积的向量和=0。 例图8-1；mbrb+m1r1+m2r2+m3r3=0 定mb，应使rbmb。,回转件静平衡的条件 离心力的向量和=0，或质径积的向量和=0。 单面平衡在回转面上适当加（或减）一个平衡质量得平衡。 解题步骤 定各偏心质量mi的位置和大小， 按平衡条件列出质径积的向量方程， 选比例尺uW，用向量图解法，求出平衡质径积mbrb， 定rb大小，定mb，定方向，从图中量取。,说明 图形比例，取质径积比 例尺uW=（kgm/mm）， 作向量

6、W1、W2、W3 分别代m1r1、m2r2、m3r3。 Wb+W1+W2+W3=0，封闭向量Wb代表mbrb， mbrb = uW Wb（kgm） 将rb选大，使mb小些， 如在回转面上不允许安装mb，另选两个平衡校正面T，T，安装mb、mb(例图8-2) 。,Wb,W3,W2,W1,b,mb、mbT，T内安装的平衡质量， rb、rb平衡质 量mb、mb质心 的向径， Fb、Fb、Fb分 别是mb、mb、mb 回转时的离心力， Fb + Fb = Fb， Fb L = FbL mbrb+mbrb=mb rb mb rbL=mbrb L,L=L+L,mbrb=（L/ L）mbrb mbrb=（L

7、/ L ）mbrb 如取rb = rb =rb， mb =（L/ L）mb mb =（L/ L ）mb,推论：任一质 径积，可用任 选T，T内的 两个 质 径 积 代。,（8-4）,二.质量分布不在同一回转面内 （近似认为）动平衡 结构：b较大，（D/b5） 其质量分布在许多平行回转面内。 特点： 惯性力系是一个空间 力系，惯性力及惯性力 偶均不平衡。 这不平衡在运动时， 才完全显示，例；双缸内燃机曲轴， 时离 心力F1=-F2，（ F1=F2 ）惯性力平衡，但惯性力偶不平衡，称为动不平衡。,惯性力平衡，但惯性力偶不平衡，称为 动不平衡。解决这类问 题的方法叫动平衡。 平衡方法 加（减）平衡质

8、量，使 离心惯性力向量和=0， 並：惯性力偶矩向量和=0。 即： F=0 主矢等于零， M=0 主矩矢等于零。 Fi不在同一回转面力偶， 力偶按向量考虑。,例：图8-4 已知：m1、 m2、m3， r1、r2、r3， 求平衡 方法。 解：F1、 F2、F3不 在同一回转面上，力和力偶均不平衡。 思路：一个质径积可用两个平衡校正面T、T内的两个质径积来代替。,选定T、T，把 m1r1分解到T、T 上，用m1r1 、 m1r1代，取向 径r1= r1= r1， 参照式（8-4），得以及同理得： m1=（L1/L）m1， m1=（L1/L）m1，r1同； m2=（L2/L）m2， m2=（L2/L）

9、m2，r2同； m3=（L3/L）m3， m3=（L3/L）m3，r3同； 空间力系两个平面汇交力系平衡问题。,T内加mb， mbrb+m1r1+m2r2+m3r3=0 用向量图解法求出mbrb ，选rb ，定mb 。 T内加mb，mbrb+m1r1+m2r2+m3r3=0,回转件动平衡条件 离心惯性力向量和=0， 同时，惯性力偶矩向量和=0。 即： F=0 主矢等于零， M=0 主矩矢等于零。 在两个平衡校正面内分别适当加（减）一个平衡质量，可得平衡双面平衡。 解题步骤 定各mi的大小、位置； 选T、T，将mi分解其上， mi mi + mi 按平衡条件分别列出质径积的向量方程；,按平衡条件分别列出质径积的向量方程； 选uw，用向量图解法，求mbrb、 mbrb 。 选定rb、 rb ，定mb、 mb 。,说明 选平衡校正面T、T的原则 结构上允许的回转面， 选L，使