《机械设计基础》课程教学资源：第8章 回转件的平衡

第8章回转件的平衡 基本要求:了解静平衡和动平衡的区别:掌握回转件的静、动平衡的原理和方法;了 解静平衡试验方法和简单动平衡机的基本原理。 重点:掌握回转件的静、动平衡的原理和方法。 难点:回转件动平衡概念的建立 学时:课堂讲授:2学时。 第一讲 S8-1回转件平衡的目的 回转件平衡的目的 调整回转件质量的分布,使回转件工作时离心力系达到平衡,以消除附加动压力 尽可能减轻有害的机械振动 二、回转件平衡的方法 方法 「静平衡 动平衡 §8-1回转件的平衡的计算 、质量分布在同一回转面内(bD<0.2) 平衡方法一一在转子上增加或除去一部分质量,使其质心与回转轴线重合,从而 使转子的惯性力得以平衡 如图示一回转件,已知其具有偏心质量m、m 它们各自的回转半径为n、P,方向如图。当转子以 ω回转时,各偏心质量所产生的离心惯性力分别为 P=m02r,i=12 式中:7——第个偏心质量的矢径

- 1 - 第 8 章 回转件的平衡 基本要求：了解静平衡和动平衡的区别；掌握回转件的静、动平衡的原理和方法；了 解静平衡试验方法和简单动平衡机的基本原理。 重 点：掌握回转件的静、动平衡的原理和方法。 难 点：回转件动平衡概念的建立。 学 时：课堂讲授：2 学时。 第一讲 §8-1 回转件平衡的目的 一、回转件平衡的目的 调整回转件质量的分布，使回转件工作时离心力系达到平衡，以消除附加动压力， 尽可能减轻有害的机械振动。 二、回转件平衡的方法    动平衡 静平衡 方法 §8-1 回转件的平衡的计算 一、质量分布在同一回转面内（b/D<0.2） 平衡方法——在转子上增加或除去一部分质量，使其质心与回转轴线重合，从而 使转子的惯性力得以平衡。 如图示一回转件，已知其具有偏心质量m1、m2， 它们各自的回转半径为r1、r2，方向如图。当转子以 ω回转时，各偏心质量所产生的离心惯性力分别为： , 1 2 Pi = mi 2 ri i = 、 式中： i r ——第i个偏心质量的矢径

为了平衡这些离心惯性力,可在此转子上加一平衡质量m,使其所产生的离心惯 性力P与P相平衡。所以,转子的静平衡条件为: ∑P=EP+Pb=0 设平衡质量m的矢径为nb,则得:P=m2 得 mormon=0 mF+m22+m5=0 式中:一一质径积 根据上式作矢量多边形,即可求得m。如 图b,用W代表mF。取4w=m/W1(kg.Cmm), W即代表m,其方向与形相同,大小为·W, 在求得m5后,根据转子结构选定hb,即可定出mb。当然也可以在的相反方向rb 处除去m'b来使得转子得以平衡 上述方法称为单面平衡 质量分布不在同一回转面内(bD≥0.2) 平衡方法一一转子运转时其各偏心质量产生 的惯性力和惯性力偶矩同时得以平衡。 如图所示,有偏心质量m、m、m3,分别 位于回转平面1、2及3上,它们各自的回转半径 为n、P、n,方向如图。当转子以回转时,各 偏心质量所产生的离心惯性力B、B2、B,将

- 2 - 为了平衡这些离心惯性力，可在此转子上加一平衡质量mb，使其所产生的离心惯 性力 Pb 与 Pi 相平衡。所以，转子的静平衡条件为： P = Pi + Pb = 0 设平衡质量mb的矢径为 b r ，则得： b b b P m r 2 =  得： 0 2 2 mi ri + mb rb = m1 r1 + m2 r2 + mb rb = 0 式中： mi ri ——质径积。 根据上式作矢量多边形，即可求得 b b m r 。如 图b，用 W i 代表 i i m r 。取 m r /W (kg cm / mm) W i i i  = • ， W b 即代表 b b m r ，其方向与 W b 相同，大小为  W ·Wb， 在求得 b b m r 后，根据转子结构选定 b r ，即可定出 mb 。当然也可以在 b r 的相反方向 b r' 处除去 m b ' 来使得转子得以平衡。 上述方法称为单面平衡。 二、质量分布不在同一回转面内（b/D≥0.2） 平衡方法——转子运转时其各偏心质量产生 的惯性力和惯性力偶矩同时得以平衡。 如图所示，有偏心质量m1、m2、m3，分别 位于回转平面1、2及3上，它们各自的回转半径 为r1、r2、r3，方向如图。当转子以ω回转时，各 偏心质量所产生的离心惯性力 P1 、 P2 、 P3 ，将

形成一空间力系,故转子的动平衡条件是:各偏 心质量(包括平衡质量)产生的惯性 力和惯性力偶矩的矢量为零,即: ∑P=0∑M=0 由理论力学可知,一个力可以分 解为与其相平衡的两个分力。如图b所 可将力P分解成P、P两个分 力,其大小分别为 P=Ph/L, PI=P(L-l/L 方向与P一致 S8-3回转件的平衡实验 、静平衡实验 二、动平衡实验 M、x

- 3 - 形成一空间力系，故转子的动平衡条件是：各偏 心质量（包括平衡质量）产生的惯性 力和惯性力偶矩的矢量为零，即： P = 0 ,M = 0 由理论力学可知，一个力可以分 解为与其相平衡的两个分力。如图b所 示，可将力 P 分解成 P 、 P 两个分 力，其大小分别为： P = Pl1 / L ,P = P(L −l 1 )/ L 方向与 P 一致。 §8-3 回转件的平衡实验 一、静平衡实验 二、动平衡实验