第九章机械的平衡演示幻灯片.ppt

二、部分平衡法 利用非完全对称机构平衡 利用平衡质量平衡 刚性转子动平衡设计与实验 一、实验目的 掌握刚性转子动平衡设计的原理和方法； 掌握在动平衡机上对刚性转子进行动平衡的原理和方法。 二、实验预习内容 预习与动平衡相关的知识； 掌握动平衡设计的原理和方法； 了解动平衡机的结构、工作原理和使用方法； 了解动平衡实验的原理和方法。 1. 动平衡设计原理 在转子的设计阶段，尤其在设计高速转子及精密转子结构时，必须进行平衡计算，以检查惯性力和惯性力矩是否平衡。若不平衡则需要在结构上采取措施，以消除不平衡惯性力的影响，这一过程称为转子的平衡设计。 转子的平衡设计分为静平衡设计和动平衡设计。 静平衡设计指对于径宽比的盘状转子，近似认为其不平衡质量分布在同一回转平面内，忽略惯性力矩的影响； 动平衡设计指径宽比的转子（如多缸发动机的曲轴、汽轮机转子等），其特点是轴向宽度较大，偏心质量可能分布在几个不同的回转平面内，因此不能忽略惯性力矩的影响。此时，即使不平衡质量的惯性力达到平衡，惯性力矩仍会使转子处于不平衡状态。由于这种不平衡只有在转子运动的情况下才能显示出来，因此称为动不平衡。 为了避免动不平衡现象，在转子设计阶段，根据转子功能要求设计了转子后，需要确定出各个不同回转平面内偏心质量的大小和位置，然后运用理论力学中平行力合成与分解的原理将每一个离心惯性力分解为分别作用于选定的两平衡基面内的一对平行力，并在每个平衡基面内按平面汇交力系求解，从而得出两个平衡基面分别所需的平衡配重的质径积大小和位置，然后在转子设计图纸上加上这些平衡质量，使设计出来的转子在理论上达到平衡。 2. 动平衡对象 如图1所示是一种组合式刚性转子，转子轴1上安装了5、6、9、10四个偏心圆盘。由于偏心圆盘的质心不在转子轴线上，从而使转子产生动不平衡，所以需要对其进行动平衡设计。图中的偏心圆盘基本形状如图2所示，共有12种。每个圆盘的区别在于其孔上键槽位置不同，图2中1-12分别为键槽对称线所在的位置，且圆盘与此对应为1—12号。 本实验中有六种组合方案，如表1所示。平衡转子的配重块是由如图3所示的圆环周向分度切制而成（楔形块），各有不同的质量。 方案号 A B C D E F 轴上圆盘号 1,8,9,2 1,9,6,1 1,6,6,12 1,7,5,11 1,7,10,4 1,6,10,3 3.转子动平衡设计方法及步骤 第九章 机械的平衡 第一节 概述 第二节 刚性转子的静平衡及动平衡 第三节 刚性转子的平衡试验及平衡精度 第四节 挠性转子动平衡简介 第五节 平面机构平衡简介 §9-1 概 述 一、机械平衡的目的 减轻或消除机械不平衡 (2) 利用机械不平衡 二、机械平衡的内容及分类 转子的平衡：其惯性力和惯性力矩的平衡问题。 （2）挠性转子的平衡 在机械中，对那些工作转速很高、质量和跨度很大、径向尺寸较小，运转过程中在离心惯性力的作用下产生明显的弯曲变形的转子。（当工作转速大于一阶临界转速的转子平衡。） 1)转子的平衡 转子：绕固定轴转动的构件。 （1）刚性转子的平衡 在机械中，转子的转速较低、共振转速较高而且其刚性较好，运转过程中产生弹性变形很小。（作转速低于一阶临界转速的转子平衡。） 机构在机架上的平衡： 总惯性力和总惯性力矩在机架上得到完全或部分平衡。 2) 机构的平衡 机构的平衡：一般是指存在有往复运动或平面复合运动构件的机构平衡。 惯性力和惯性力矩不可能在构件内部消除 所有构件上的惯性力和惯性力矩可合成为一个通过机构质心并作用于机架上的总惯性力和惯性力矩。 2) 平衡试验? 1) 平衡设计 在机械设计阶段，采取措施消除或减少产生有害振动的不平衡惯性力。 平衡试验：通过试验的方法加以平衡。 平衡设计的机械：理论上达到平衡 不平衡现象：达不到原来的设计要求 制造不精确 材料不均匀 安装不准确 二、机械平衡的方法 1.静平衡的概念 §9-2 刚性转子的静平衡及动平衡 一、静平衡及其计算 转子的平衡设计: 在转子的设计阶段，尤其是在对高速转子及精密转子进行结构设计时，必须对其进行平衡计算，以检查其惯性力和惯性力矩是否平衡。 若不平衡，则需要在结构上采取措施消除不平衡惯性力的影响。 静不平衡现象： 转子的质心不在回转轴线上，当其转动时，其偏心质量就会产生离心惯性力，从而在运动副中引起附加动压力。 静平衡设计： 径宽比d/b≥5的转子（砂轮、飞轮、齿轮、盘形凸轮）：可近似地认为其不平衡质量分布在同一回转平面内。 根据转子结构定出偏心质量的大小和方位； 计算出为平衡偏