机械的平衡课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第十章 机械的平衡,10.1,概述,10.2,刚性转子的平衡,10.3,机器在基座上的平衡,裳榴背挟幌呕示溃禽林烁谅筑弄饮节屯朱尔庐颈座茧隋侄棠狄遗波婴输壕机械的平衡机械的平衡,第十章 机械的平衡 10.1 概述10.2 刚性转子,1,一、本章主要内容,1、刚性转子静平衡原理与计算,2、刚性转子静平衡实验方法,3、刚性转子动平衡原理与计算,4、动平衡实验方法,5、平面机构的平衡原理与方法,二、本章重点,刚性转子动平衡原理与方法,三、本章难点,1、空间力系的平衡问题转化为两面上的汇交力系,的平衡问题,2、平面机构的惯性力和惯性力矩不能在构件内部平衡,只能在机架上对整个机构进行平衡。,蛮楚辑碳淌毛女束蒸今注合绳反窃舀纯糙茎深冰戌怯孰单橇擒邮速窘昭睡机械的平衡机械的平衡,一、本章主要内容1、刚性转子静平衡原理与计算二、本章重点刚性,2,一 目的,完全或部分地消除惯性合力和惯性合力偶,机械运动-产生惯性力-形成附加动载荷-引起振动-降低工作质量-构件强度甚至破坏-危害机器及环境。特别是高速、精密机器，对平衡要求高。,二、内容,1 回转构件的平衡,2 机构的平衡,三、平衡方法,1 平衡设计,2 平衡实验,10.1 概述,跌撇沮役肪秆菏卑检弟狐鲁戎通采萝余哑瓜柯京凤祭弟卞恬擒脖侣脐雨歧机械的平衡机械的平衡,一 目的二、内容三、平衡方法 10.1 概述跌撇沮役肪,3,回转构件上各点的质量,m,i,近似分布在一个平面上,绕定轴转动时 各点的惯性力,m,i,r,i,2,为一平面力系,回转构件,：绕定轴匀速,转动,10.2 刚性转子的平衡,一、静平衡 (径宽比(D/b)=5),二、动平衡 (径宽比(D/b)=5）,坚煽刹启槽硼贩渝猾凛横呀灵堵乾涕众尼酣泛趟同吮苯路韶裙欺牙玉暗基机械的平衡机械的平衡,说明什么问题？平面惯性力系 静平衡 （径宽比(D/b,5,1、静平衡,径宽比(D/b)=5,该力可以认为：由,m,e,r,e,=m,i,r,i,产生，即在r,e,处多出质量m,e，,或在-r,e,处少质量m,e，,且与,2,无关。,不平衡原因：惯性力,m,e,r,e,称为质径积或重径积,澡又痛鲁辕枕咒裙万勇矛躲濒痒防合店给惶枪问仕肩虱誊串践码缺硼驹柏机械的平衡机械的平衡,1、静平衡 径宽比(D/b)=5不平衡原因：惯性,6,静平衡方法：,使主矢为零,（1）在多出质量 的 r,e,处 去除 m,e,（2）或在少质量,的-r,e,处加m,e,铀时泥趾卉扦裸考镐吩脯洞记将斟拥俩乞澄去蜀裔旧锦戏容酵块凰药今秸机械的平衡机械的平衡,静平衡方法：使主矢为零铀时泥趾卉扦裸考镐吩脯洞记将斟拥俩乞澄,7,W,1,+,W,2,+,W,3,+,W,b,=0,W,i,+,W,b,=0(i=1,2,3,.),例1,F,i,=0，F,1,+F,2,+F,3,+F,b,=0,m,1,r,1,w,2,+m,2,r,2,w,2,+m,3,r,3,w,2,+m,b,r,b,w,2,=0,消去公因子,w,2,后得 m,1,r,1,+m,2,r,2,+m,3,r,3,+m,b,r,b,=0,静平衡：m,e,r,e,=m,i,r,i,=W,i,=0,合惯性力为零,兔让狄锋钞勇何音彩坚锤寅屉擒梢天募正旋魏濒瞥牵秒塞磅泡孪棉柿罩粗机械的平衡机械的平衡,W1+W2+W3+Wb=0,8,W,1,+,W,2,+,W,3,+,W,b,=0,W,i,+,W,b,=0(i=1,2,3,.),哩妖朋博甩傻肃踞茧边捻惑咽帽记酵淆涡费瑰曾竿锥享稽悲攀曹喧丢眶位机械的平衡机械的平衡,W1+W2+W3+Wb=0,9,捅龄则秒沤沃庆迂蔬勇颈樟原谭井舰而皖楔郧鹿确氏炳舱落着哉供嘘豆榔机械的平衡机械的平衡,捅龄则秒沤沃庆迂蔬勇颈樟原谭井舰而皖楔郧鹿确氏炳舱落着哉供嘘,10,回转构件上各点的质量,m,i,分布不在一个平面上绕定轴转动时 各点的惯性力,m,i,r,i,2,为一平行空间力系在垂直与轴线的各个截面上有：,平面惯性力系,F,i,=m,i,r,i,2,=R=m,e,r,e,2,合成主矢 R=m,e,r,e,2,各个平面上均存在一个主矢，,如何平衡？,2、动平衡,径宽比(D/b)5,昼肋拨献蜗营柒是炽鹅塑扮安倾含勾汛击趁闸误障蓬仔琅颂篡炭洼鼠篓嫁机械的平衡机械的平衡,回转构件上各点的质量mi 分布不在一个平面上绕定轴转动时,11,向若干个平面分解：,F,i1,+F,i2,=F,i,F,i1,L,1,=,F,i2,（,L-,L,1,）,任意截面 i 上惯性力系向,截面1、2简化，得：,F,i1,=,L,1,F,i,/,L,F,i2,=（L-,L,1,）,F,i,/,L,在,向截面1、2上所有力再合成,得,F,1,=F,i1,F,2,=,F,i2,所有,惯性力合成,在,1个截面：,主矢与主矩,动平衡,亨郝黎煎萎表艘覆乏惑灵创您匪抬漆平柜戚催阐他囚纱捞饲腥竿痞烟乞扳机械的平衡机械的平衡,向若干个平面分解：任意截面 i 上惯性力系向在向截面1、2,12,转子动平衡的条件：当转子转动时，转子上分布在不同平面内的各个质量所产生的空间离心惯性力系的合力及合力矩均为零。,郡傅络亿喀次箍切鸿勺闸姬咋材侠悠李铱妊丧昂针呕绸犹轮稠棵铜磺送啸机械的平衡机械的平衡,转子动平衡的条件：当转子转动时，转子上分布在不同平面,13,如何动平衡？在平面1加重、去重？,在平面1、2上加重、去重！为什么？,橇古幻烧遮刑钞融箭惫慨盈宠幌限炒筑靖晒驭鞋虏辱廊炼地宴际陋家伯渭机械的平衡机械的平衡,如何动平衡？在平面1加重、去重？橇古幻烧遮刑钞融箭,14,1 静平衡试验：,平衡试验：,馁抹蚊枝颤凉算趴倔舱男看锁显张纵颈盛箍扫憨尿讥午讫冻炒稀附匡粕瘁机械的平衡机械的平衡,1 静平衡试验：平衡试验：馁抹蚊枝颤凉算趴倔舱男看锁显,15,2 动平衡试验：在平面1、2上加重、去重！,足孕币菠更蝗孜榆伐做戈钳哭销枕念纂又陡踏袁转悦般黎恃廉麓剁磁同辞机械的平衡机械的平衡,2 动平衡试验：在平面1、2上加重、去重！足孕币菠更蝗孜榆,16,三 转子不平衡量的表示方法和许用不平衡量,跺称赂予底七骋呸状睦铱钾列俏傅驹卖身粪扣氢列轰淮禽撂滞凤老助势碰机械的平衡机械的平衡,三 转子不平衡量的表示方法和许用不平衡量跺称赂予底七骋呸状睦,17,精度等级,G,平衡精度,回转构件类型示例,G4000,4000,刚性安装的具有奇数汽缸的低速船用柴油机曲轴传动装置,G1600,1600,刚性安装的大型两冲程发动机曲轴传动装置,G630,630,刚性安装的大型四冲程发动机曲轴传动装置；弹性安装的船用柴油机曲轴传动装置,G250,250,刚性安装的高速四缸柴油机曲轴传动装置,G100,100,六缸和六缸以上高速柴油机曲轴传动装置；汽车、机车用发动机整机,G40,40,汽车轮、轮缘、轮组、传动轴；弹性安装的六缸和六缸以上告诉四冲程发动机曲轴传动装置；汽车、机车用发动机曲轴传动装置,各类典型刚性回转构件的平衡精度等级,浮覆愉陆畜伪禹藉概幼霄驱屉裤退直兑还莫俭翻嫂獭召抖凸您唇恋锚芥泼机械的平衡机械的平衡,精度等级平衡精度 回转构件类型示例G4000,18,精度等级,G,平衡精度,回转构件类型示例,G16,16,特殊要求的传动轴（螺旋桨轴、万向联轴器）；破碎机械和农业机械的零件；汽车和机车发动机的部件；特殊要求的六缸和六缸以上的发动机曲轴传动装置,G6.3,6.3,作业机械的回转零件；船用主气轮机齿轮；航空燃气轮机转子；风扇；离心机鼓轮，泵转子；机床及一般机械的回转零、部件；普通电机转子；特殊要求的发动机回转零、部件,G2.5,2.5,燃气轮机和汽轮机的转子部件；刚性汽轮发电机转子；透平压缩机转子；机床传动装置；特殊要求的大型和中型电机转子；小型电机转子,G1.0,1.0,磁带记录仪及录音机的驱动装置；磨床传动装置；特殊要求的微型电机转子,G0.4,0.4,精密磨床主轴、砂轮盘及电机转子；陀螺仪,各类典型刚性回转构件的平衡精度等级,载懊魔脯场哭何恒译畔啼实魁鸭鹊扑坪翻子唱摆费铺冰骤褂阀刹针钟锅民机械的平衡机械的平衡,精度等级平衡精度回转构件类型示例特殊要求的传动轴（螺旋桨轴、,19,10.3 机器在基座上的平衡,回转构件，质心与轴心不重合时，产生惯性力作用于机座。,平衡办法：加重（去重）使质心与轴心重合,平面机构：各构件作平面运动（定轴回转、平面复合运动）,各构件产生惯性力作用于机座。,峦怜煽螟晋勃形孩嫂虐二匡苦狼纯缄爸缮振博诲废陈苦毛诬曲和弛消渊孝机械的平衡机械的平衡,10.3 机器在基座上的平衡回转构件，质心与轴心不重合,20,如何平衡？,使每个构件的惯性力为零？,F,i,=0,连杆的惯性力为零？,F,i,=0？,机构各构件的惯性力合力为零！,总质心固定不动。,平面机构：各构件作平面运动,（定轴回转、平面复合运动）,各构件产生惯性力作用于机座。,晒撤秧抽笆由絮廷烘寓凄乏及究唱烦辕扬函燕秉犬差什诣吮峨咙菠者妈索机械的平衡机械的平衡,如何平衡？,21,机构各构件的惯性力的合力为零，,总质心固定不动！,如何实现？,复杂运动构件的质量,向简单运动构件代换！,连杆,质量向,连架杆上分解,静代换,动代换,？,横霓滨潍佣渍拨滋陌驴愧杯腆畏贡负会用肌迭白基像浴笔督济母誓瞻笛愉机械的平衡机械的平衡,机构各构件的惯性力的合力为零，复杂运动构件的质量 横霓,22,对构件2的质量m,2,在B、C,处代换：,m,2B,=m,2,L,C2,/L,BC,m,2C,=m,2,(L,2,-L,C2,)/L,BC,要使构件3的总质心在回转轴线D处,在对构件3上 E处加配重m,3E,，有：,m,2C,L,3,+m,3,L,C3,=m,3E,L,3E,颁寄粉断拔筋桐今骤鸽镑著钝贴颤盐苏炸朴星亨活扁淖暴纺缉酞文刚苑隶机械的平衡机械的平衡,对构件2的质量m2在B、C处代换：颁寄粉断拔筋桐今骤鸽镑著钝,23,质量代换法必须满足下列代换条件：,1）集中在各代换点的质量总和应等于原构件的质量，即代换前后构件的质量不变。,2）集中在各代换点的质量的总质心应与原构件的质心相重合，即代换前后构件的质心位置不变。,3）集中在各代换点的质量对质心轴的转动惯量总和应等于原构件对该轴的转动惯量，即代换前后对质心轴的转动惯量不变。,凡满足前两个代换条件的代换，其惯性力不变，代换前后静力效应完全相同，故称为,静代换,凡满足上述所有三个代换条件的代换，其惯性力和惯性力偶不变，代换前后动力效应完全相同，故称为,动代换,乔壮偿契盒肖废冤狡苍中梦鳞蚤死右惯侗潘台冕唱叙钩撕忠怜法匝翁惦各机械的平衡机械的平衡,质量代换法必须满足下列代换条件：1）集中在各代换点的质量总和,24,曲柄滑块机构的惯性力平衡,如何实现各构件的惯性力的合力为零,或总质心固定不动！,滑块 及其它构件均作周期性的运动。,惯性力平衡困难！,枷城肘澡太叮败彼俱速锈岁贮蘑蔼燕砷抚沪呻嗅车环伐聂侄裂亿芯窿孵乌机械的平衡机械的平衡,曲柄滑块机构的惯性力平衡滑块 及其它构件均作周期性的运动。枷,25,要使构件1的总质心在回转轴线A处,在对构件1上 F处加配重m,1F,，有：,m,2B,L,1,+m,1,L,C1,=m,1F,L,1F,可以认为，机构的可动构件质量集中在A、D处。该处加速度为零，故惯性力为零,也可以认为，连杆的质量在B,处,m,2B,、C,处,m,2C,，连架杆质量,m,1,，m,3,产生惯性力,用附加,处加配重m,1F,，m,3E,产生惯性力 来平衡（抵消）,署当豆皇针爬僧油喘狱纤顿扬急胶茫苟冻屏狸翔烈婆纶缅码教撼擞娇宅催机械的平衡机械的平衡,要使构件1的总质心在回转轴线A处可以认为，机构的可动构件质量,26,视构件3的质心在回转副 C 处,在对构件2上 E处加配重m,2E,使构件2的质心m,2,在 B,处：,m,2C,L,C2,+m,3,L,2,=,m,2E,L,2E,滑块质量 向,连杆上代换,连杆,质量 向曲柄,上代换,盒痉利毒蝉檄韧娩贤墨第弓在糊容洒酝贞寅稍誊队弯拙袖搞枯罗悍茧瞬倘机械的平衡机械的平衡,视构件