《机械原理》课程教学课件（讲稿）第6章 机械的平衡

第6章机械的平衡

第6章 机械的平衡

一、基本要求1、了解机械平衡的目的和分类。2、掌握刚性转子的静平衡原理、计算方法及静平衡实验。3、掌握刚性转子的动平衡原理、计算方法，了解动平衡实验。4、了解平面机构在机架上的平衡方法。二、重点与难点重点：刚性转子的静平衡原理、计算方法及静平衡实验。难点：刚性转子的动平衡计算、平面机构在机架上的平衡

一、基本要求 二、重点与难点 重点：刚性转子的静平衡原理、计算方法及静平衡实验。 难点：刚性转子的动平衡计算、平面机构在机架上的平衡。 1、了解机械平衡的目的和分类。 2、掌握刚性转子的静平衡原理、计算方法及静平衡实验。 3、掌握刚性转子的动平衡原理、计算方法，了解动平衡实验。 4、了解平面机构在机架上的平衡方法

概述S 6-1

§6-1 概述

一、机械平衡的目的共振（sympatheticvibration）不平衡的惯性力（惯性力矩）动压力（dynamicpressinkinematicpair）I摩擦力（Friction）和内应力效率(efficiency)和寿命（life)机械平衡的目的：消除或减小转子或机构所产生的不平衡惯性力或惯性力矩。D3RR定轴转动的转子曲柄滑块机构

一、机械平衡的目的 A B C 1 2 3 4 R14 R34 1 R12 Rˊ12 2 2 定轴转动的转子 曲柄滑块机构 摩擦力( Friction)和内应力 效率(efficiency)和寿命( life) 共振（sympathetic vibration） 不平衡的惯性力(惯性力矩) 动压力（dynamic press in kinematic pair） 机械平衡的目的：消除或减小转子或机构所产生的不平衡惯性力或惯性力矩

一、机械平衡的分类机械平衡速度惯性力和力矩平衡静平衡刚性转子的平衡机构的平衡动平衡转子的平衡挠性转子的平衡刚性转子：当n工作(0.6～0.75)ncl时，转子在工作时轴线会产生较大的变形。ZE运动ZZ

转子的平衡 机构的平衡 挠性转子的平衡 刚性转子的平衡 动平衡 静平衡 机械平衡 速度 惯性力和力矩平衡 刚性转子：当n工作 (0.6～0.75)nc1 （nc1为转子的第一阶共振转速）时的转 子，可以忽略转子轴线变形。 挠性转子：当n工作> (0.6～0.75)nc1 时，转子在工作时轴线会产生较大的变 形。 静止运动 ω 一、机械平衡的分类

s 6-2刚性转子的平衡

§6-2 刚性转子的平衡

本节基本内容1、刚性转子不平衡的原因2、刚性转子的静平衡3、刚性转子的动平衡

1、刚性转子不平衡的原因 本节基本内容 2、刚性转子的静平衡 3、刚性转子的动平衡

一刚性转子的不平衡原因结构不对称质心与回转轴材料缺陷线不重合制造装配误差离心惯性力系的不平衡只平衡惯性力静平衡分类还需平衡惯性力矩动平衡

一、刚性转子的不平衡原因 结 构 不 对 称 材 料 缺 陷 制造装配误差 质心与回转轴 线不重合 离心惯性力系的不平衡 静平衡 分类 动平衡 ——只平衡惯性力 ——还需平衡惯性力矩

二、刚性转子的静平衡静不平衡的特点1）适于轴向尺寸较小的盘状转子(b/D<0.2)，如齿轮、盘形凸轮、带轮等。2）转子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。3若其质心不在回转轴线上，则在静止状态下，无论其重心初始在何位置最终都会落在轴线的铅垂线的下方，这种不平衡现象在静止状态下就能表现出来，故称为静不平衡现象。mm,mmE.m3m3

二、刚性转子的静平衡 2）转子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。 1）适于轴向尺寸较小的盘状转子(b/D < 0.2)，如齿轮、盘形凸轮、带轮等。 m3 m1 m2 m3 m1 m2 b D 3）若其质心不在回转轴线上，则在静止状态下，无论其重心初始在何位置， 最终都会落在轴线的铅垂线的下方，这种不平衡现象在静止状态下就能表现 出来，故称为静不平衡现象。 ——静不平衡的特点

二、刚性转子的静平衡静平衡的原理和方法(+F)F=mor转子回转对机架产生动压力(等角速度の)F,=m20°r2m-消除-m1PA加配重m=m7一F+F+F,=-0X静平衡原理：使各偏心质量（包括平衡质量）所产生的离心惯性力矢量合为零。ZF,+Fh=0—静平衡条件静平衡方法：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以实现平衡。单面平衡只需要在一个平面内增加或去处一个平衡质量，即可达到静平衡

——静平衡的原理和方法 X Y F1 F2 m2 r2 m1 r1 1 2 mb Fb 转子回转 (等角速度ω) 对机架产生动压力 加配重mb 消除  静平衡原理：使各偏心质量（包括平衡质量） 所产生的离心惯性力矢量合为零。 σ 𝑭𝒊 + 𝑭𝒃 = 𝟎——静平衡条件 静平衡方法：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以实现平衡。 1 2 1 1 F = m  r 2 2 2 2 F = m  r (F1 + F2 ) 2 F r b b b =m  F1 + F2 + Fb =0 rb -mb 单面平衡——只需要在一个平面内增加或去处一个平衡质量，即可达到静平衡。 二、刚性转子的静平衡