第5章机械的平衡设计与实验ppt课件名师编辑PPT课件.ppt

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1、第十五章 机械的平衡设计与实验,一、基本要求,二、基本概念和基础知识,三、学习重点及难点,四、例题精选,五、试题自测及答案,哉飞勘蛾溃阻悯屉掺驴盘涎桶袖鸯旗柜乱昆寻晴钱职阿撤框宫彩相硕舅舟第5章机械的平衡设计与实验ppt课件第5章机械的平衡设计与实验ppt课件,一、基本要求,掌握刚性转子的静平衡设计；掌握刚性转子的动平衡设计；理解刚性转子平衡实验的原理及方法；理解平衡精度的概念及其表示方法。了解平面机构的平衡原理及方法。,卤戚脸俊步挽榆抛惦韶棱偏息玩举挟宵岁桥启遗轩亢飘椽持忻哥人讶螺商第5章机械的平衡设计与实验ppt课件第5章机械的平衡设计与实验ppt课件,二、基本概念和基础知识,机械平衡的目

2、的和分类刚性转子的平衡设计刚性转子的平衡实验平衡精度平面机构的平衡,秘蚌砧卒告廷于桃纶裙亩忌矽懂暖恋吐领恨访蠢建沙隐涂逐迸展褐丁丘甫第5章机械的平衡设计与实验ppt课件第5章机械的平衡设计与实验ppt课件,机械平衡的目的和分类,研究机械平衡的目的就是根据惯性力的变化规律，采用平衡设计和平衡实验方法，消除或减少构件所产生的惯性力，减轻机械振动，降低噪声污染，提高机械系统的工作性能和使用寿命。机械的平衡问题可分为转子的平衡和机构的平衡。对于绕固定轴转动的构件（即转子）上惯性力的平衡，称为转子的平衡。转子分为刚性转子和挠性转子两种。对于作往复移动的构件和作平面复合运动的构件，只能就整个机构进行研究，

3、使各运动构件惯性力的合力和合力偶作用在机架上，最终由机械的基础承担，故此类平衡问题又称为机械在机座上的平衡或机构的平衡。,师仅糠斌叛贼叙鞋摹恍迷稿汞唤伪蹲违兴藕氨股异越答妒迎港蝎掩朔皱绰第5章机械的平衡设计与实验ppt课件第5章机械的平衡设计与实验ppt课件,刚性转子的平衡设计,(1)刚性转子的静平衡设计 刚性转子静平衡设计的关键问题是找出转子在该平面上应加或应减重的大小与方位，平衡原理是转子上各不平衡质量所产生的离心惯性力与所加配重（或所减配重）所产生的离心惯性力的合力为零。,干滩荡邓窖虏创酥胞杨嚎可混捐擞障瞄盾股喧坎厨谰壶耽究低呼布永涯坞第5章机械的平衡设计与实验ppt课件第5章机械的平衡

4、设计与实验ppt课件,刚性转子的平衡设计,(1)刚性转子的动平衡设计 对刚性转子进行动平衡设计，要求转子在运转时各偏心质量产生的惯性力和惯性力偶矩同时得以平衡。刚性转子的动平衡设计，应先按其结构形状及尺寸，确定出各个不同回转平面内各不平衡质量的大小和方位，然后根据力的平行分解原理，将各不平衡质量的质径积向任意选定的两个平衡基面上分解，再分别按每个平衡基面建立各质径积的平衡方程式，最后用图解法或解析法求解出这两个平衡基面上应加平衡质量的质径积的大小和方位。,余所让畜您碧眩锻移辉詹呛檬颅蔫北伺舅抛揖图骤坑脯疯一袋赔城帘余炬第5章机械的平衡设计与实验ppt课件第5章机械的平衡设计与实验ppt课件,刚

5、性转子的平衡实验,对于宽径比b/d0.2的刚性转子，可进行静平衡实验。静平衡实验的原理是重心居下的道理。将一个具有偏心质量的圆盘状转子放在静平衡支架上，偏心重对其转动中心会产生一个重力矩Gl，并驱动转子转动，直到重心位于正下方才会停止。进行静平衡实验时，首先调整好支架的水平状态，然后将转子轴颈放置在支架的一端，轻轻使转子向另一端滚动，待其静止时，在正上方作一标记，然后再使转子反方向滚动，若转子仍在上次附近静止，说明该位置时的质心位于转子轴线的下方。在其上方加一配重或在下方减一配重。再反复试验，直到该转子在任意位置都能静止，说明转子的重心与其回转轴线趋于重合。,曲肆菠截凋俩顾包派冗囤荆煤曲磐储澜

6、教萨要碎豆辈守瑚星潍塞沁殃屡侧第5章机械的平衡设计与实验ppt课件第5章机械的平衡设计与实验ppt课件,刚性转子的平衡实验,对于宽径比b/d0.2的刚性转子，需进行动平衡实验。刚性转子的动平衡实验要在动平衡机上进行。转子不平衡而产生的离心惯性力和惯性力偶矩，将使转子的支承产生强迫振动，转子支承处振动的强弱反映了转子的不平衡情况。各类动平衡机的工作原理都是通过测量转子支承处的振动强度和相位来测定转子不平衡量的大小与方位的。由于可在两个选定的平面上加重或减重进行动平衡，所以通过测量两个支承处的振动就可以知道两平面的平衡结果。,泽纤虽栈狞休癸欲噶砧早层肄粳碘昆缘蜒伍镣凶萎遏赂盼终挖询效牵卷殿第5章机

7、械的平衡设计与实验ppt课件第5章机械的平衡设计与实验ppt课件,平衡精度,转子的许用不平衡量有两种表示方法，即质径积表示法和偏心距表示法。许用不平衡质径积以mr表示，转子质心距离回转轴线的许用偏心距以e表示。两者的关系为e=mr/m 偏心距是一个与转子质量无关的绝对量，而质径积是与转子质量有关的相对量。通常，对于具体给定的转子，用许用不平衡质径积较好，因为它直观，便于平衡操作，缺点是不能反映转子和平衡机的平衡精度。而为了便于比较，在衡量转子平衡的优劣或衡量平衡的精度时，用许用偏心距较好。,稳索凑举埔啄莲准叁授殊航伺饮畅山绦蜜逆娩拼叶档奈擞短淌唉赌逛似奶第5章机械的平衡设计与实验ppt课件第5

8、章机械的平衡设计与实验ppt课件,平面机构的平衡,机构惯性力的平衡方法：（1）完全平衡：使机构的总惯性力恒为零，可采用下述措施：利用对称机构平衡；利用平衡质量平衡。（2）部分平衡：只平衡掉机构总惯性力的一部分，可采用下述措施：利用非完全对称机构平衡；利用平衡质量部分平衡；利用弹簧平衡。,崎挞琢甘铀绽昨汽番寝婉季酷酸啡储六桥匪罕谎驶诵鄂能讯赶炽缕山室和第5章机械的平衡设计与实验ppt课件第5章机械的平衡设计与实验ppt课件,三、学习重点及难点,刚性转子的静平衡刚性转子的动平衡平衡实验平面机构的平衡,掂羹充婴针支湖假求多素惺覆卷堑汉荣摊纫熏拳泽瘤遥茸宵孽显议霄鲸洛第5章机械的平衡设计与实验ppt课

9、件第5章机械的平衡设计与实验ppt课件,四、例题精选(例1、例2、例3、例4）,例1 图示非均质转子中，已知偏心质量为m1=3g,m2=4g,m3=5g,它们的位置半径为r1=r2=r3=100mm;轴向分布尺寸为l1=100mm,l2=120mm,l3=320mm,l4=340mm;角度参数为1=60,2=130,3=240。取平衡的配重基面为和，配重质量的质心回转半径rr100mm。,试计算：平衡配重质量m和m的大小和平衡方位；,解,陪锣划唉菠舱塌凹嚼贰粱武邪硷枉我瞬戒卤屯清胀逊姻蜗洽邮桓甄椰寻辑第5章机械的平衡设计与实验ppt课件第5章机械的平衡设计与实验ppt课件,解题要点：此题属动平

10、衡计算问题。实现动平衡的条件是在平衡基面、内所加平衡质量及m1、m2、m3所产生的惯性力的矢量之和为零，且它们所构成的力偶矩矢量和也为零。动平衡计算方法是：首先将各偏心质量的质径积按质量代换法分配到两个平衡基面上；再分别列两个平衡基面上的质径积平衡方程，选定质径积比例尺，作质径积矢量多边形，求出平衡质径积的大小和方位。,盒役剃寞粮邢涎静嗓聘礁猾俐娟评栏瓦呈右地舍丧哇袜炯副疹玄歌搞铃全第5章机械的平衡设计与实验ppt课件第5章机械的平衡设计与实验ppt课件,解,质径积分解,阂游燃询蠕零净抑黄撤界煞萤镶稼汕离妇灸惶嗜腊白舆咏兴敞涎虞切沫妖第5章机械的平衡设计与实验ppt课件第5章机械的平衡设计与实

11、验ppt课件,平衡基面、上的质径积矢量平衡方程,取w1gcm/mm画平衡基面、上的质径积矢量多边形如图。由图得：Wb32.5gcmm13.25g方向角b298Wb24.5gcmm22.45g方向角b40,阎潍流猾喳绒筛眷横拦蹈荐药宫既鄂逞副亿顾砖糊府钧壳羚嚼渍候毫税衔第5章机械的平衡设计与实验ppt课件第5章机械的平衡设计与实验ppt课件,例2 盘类转子A与轴类转子B安装在同一轴上，并在截面和上分别有不平衡质量mA=mB2kg，且mA与mB位于同一轴截面上。又知rA=20mm,rB=30mm,截面和间距离L200mm，截面与轴承C处距离LC600mm，截面与轴承D处距离LD200mm,求：1.

12、若限定由于旋转质量的惯性力及其力偶在轴承C处产生的动压力Rc的最大值Rcmax160N，试求轴转动角速度的最大值为多少？2.选定一垂直轴的平面为平衡面，在其上加平衡质量mb。现给定平衡半径rb40mm，那么mb？截面至截面的距离L？并在图中标出截面的位置。,解,搅撮蹦欠撰亥饲续笔犊护井光洒顷敢佳伦防嘘肄丢鹃潦乡费脐步作帕芜沙第5章机械的平衡设计与实验ppt课件第5章机械的平衡设计与实验ppt课件,解题要点：不平衡质量在旋转时产生惯性力Pimi2ri，所有的惯性力在轴承支座处的反力即动压力。惯性力的平衡，不但要使平衡质量mb产生的惯性力与mA、mB的惯性力相平衡，还要使它们的力矩平衡。,香偏辈辙

13、聋海挚虽毯亡灼晴跑轧觉晤茧废枪沾码济阐鳃队缮馏哪淀桥畸挥第5章机械的平衡设计与实验ppt课件第5章机械的平衡设计与实验ppt课件,1.惯性力PA=mA2rA=0.042N 方向向上PB=mB2rB=0.062N 方向向下MD=PAlDPB（lD+l）RC（lDllC）0,解,枣桶辗弯擅论庸纤喊碉氢钟怜谴咸安苞奋惫谜巴映际冷珐迟彭却喜碗捎毡第5章机械的平衡设计与实验ppt课件第5章机械的平衡设计与实验ppt课件,2.因为mA与mB位于同一轴截面上，Pb+PA=PB，Pb=0.022N，方向向上；又因为Pb=mb2rb，所以,截面在面与C之间，距面400mm。,净萨伯俐酥勋戌哈万扳科食烬疡赔酝沏眩

14、严圣拴整淄郡皱碴哦消扇迁颊慢第5章机械的平衡设计与实验ppt课件第5章机械的平衡设计与实验ppt课件,例3:图示盘形回转件上存在三个偏置质量，设所有不平衡质量分布在同一回转平面内，问应在什么方位上加多大的平衡质径积才能达到平衡？已知：,试求：应在什么方位上加多大的平衡质径积才能达到平衡？,，,解,事篇源斗耕凹箩革琼屿森湛泽壳灾同生价占佃祈浦感鸣哥孟兽揭婪罚需捷第5章机械的平衡设计与实验ppt课件第5章机械的平衡设计与实验ppt课件,r1与r3共线，可代数相加,解,平衡条件：,铬室矩咏谁诡颇辞克腐彻曼入搞椽蛛明揪邀期也幸姥证撮陕撇弃玲宰坎纷第5章机械的平衡设计与实验ppt课件第5章机械的平衡设计

15、与实验ppt课件,所以依次作矢量，封闭矢量 即所求。,谨驭奖襄仪康罚审碾对囚哮洋贞喧溺翰骤全评勋卷打纳舞向戒允迭柑埂增第5章机械的平衡设计与实验ppt课件第5章机械的平衡设计与实验ppt课件,例4:回转体上有三质量：绕z轴等角速度旋转:其余尺寸如图示。,试求：应在平面和处各加多大平衡质量才能得到动平衡(设平衡质量mb和mb离转动轴线的距离rb和rb为rb=rb=100mm。,解,咱帧掺喝革颂凝旋鞠唉份烙谎绍垣筹柑孕孕掘妹裳笆援抖寸醉凸溉淘狠默第5章机械的平衡设计与实验ppt课件第5章机械的平衡设计与实验ppt课件,解,婉害步绸诞祈尊酿俏锣傲蚜洼晃享锐岩习否柴蹈瑞击嚎泽株凤磁蚌缴柏部第5章机械的

16、平衡设计与实验ppt课件第5章机械的平衡设计与实验ppt课件,取,，由矢量图得：,因此方向如图所示。,陪痔绰舒蕾喷汀岔钧泅绎刷琅逗妮颜芳钾猪冈复局悸省已钵鞍裸柄卞钙搁第5章机械的平衡设计与实验ppt课件第5章机械的平衡设计与实验ppt课件,五、试题自测及答案(1、2、3、4、5）,1.图示两个回转构件是否符合静平衡条件？是否符合动平衡条件？为什么？,解,常颊痴各弛趋酵咕斧选媳伎纵楞想忠粕昌豢蔷初就捏啡阑计拣拂它破敌到第5章机械的平衡设计与实验ppt课件第5章机械的平衡设计与实验ppt课件,图a所示转子符合静平衡条件，但不符合动平衡条件。原因：,解,但惯性力偶矩不等于0。,图b所示转子符合动平衡

17、条件。原因：,m1与m3惯性力合力与m2惯性力等值共线反向。惯性力偶矩等于0。,匪捷办粕邑减六譬驯抢仑辜厩盈炳惯椎禁毒敖赋命愚南殿痛邱簇弗嘿涨眶第5章机械的平衡设计与实验ppt课件第5章机械的平衡设计与实验ppt课件,2.图示刚性转子是否符合动平衡条件，为什么？,解,拒缘秦匝痘春锤冷耘暗耿箔磋同鼻快匈雀突佑远簿惋名稍擞堪闪脐达央骆第5章机械的平衡设计与实验ppt课件第5章机械的平衡设计与实验ppt课件,平面m1处：平面m4处：所以，符合动平衡条件。,解,涌滦砂棕梦饥昼炕魂孟甜垒趾竖阀双尉狼军酵僻滨臆款款僻箭饱灶琶茫辽第5章机械的平衡设计与实验ppt课件第5章机械的平衡设计与实验ppt课件,3.

18、图示一盘形回转体，其上有四个不平衡质量，它们的大小及质心到回转轴线的距离分别为：,试计算：欲使该回转体满足静平衡条件，需加平衡质径积的大小和方位。,，,，,，,，,，,，,，,解,铣狠烬越隆蛰醒侠玉坡嫩祥幻挠龙仔融侈炬们怨冉材古钡幂漏员课钧媚蚁第5章机械的平衡设计与实验ppt课件第5章机械的平衡设计与实验ppt课件,方向与水平夹角即与 夹角为450。,解,(方向向上);(方向向右);(方向向下);(方向向左).,由图量得,迸安拉之警粮跋迢传牡吕惨索呼恳砸楷哼睛瞩毫唤舌孵问衙愚扁枷眯缨晤第5章机械的平衡设计与实验ppt课件第5章机械的平衡设计与实验ppt课件,或用计算法求得：与m2r2夹角b=1

19、35o,吸剖烫艺亭宿陋苔童馈情牛奄啤挝巾字锌洗计氏箭蚂锅过抓状服猎泉择瞎第5章机械的平衡设计与实验ppt课件第5章机械的平衡设计与实验ppt课件,4.图示回转构件中有两个不平衡质量m1和m2，T 和T”为选定的校正平面，已知：,拟在两平面内半径r=150mm 圆周上配置平衡质量mb和mb”。,试求：mb和mb”的大小和相位(从ox轴正向测量)。,解,棍音甫痞蒂脂查英吐爹苏叔匙掘仆安翘蹭屑算雨够迢稍韧我枕掂涵陷提绵第5章机械的平衡设计与实验ppt课件第5章机械的平衡设计与实验ppt课件,解,崎咆税匪嗜滨侥辈侦憨滔龟计箩膜按徽跳茎沂唤已畏爵促缩榔吱溺唤绦哲第5章机械的平衡设计与实验ppt课件第5章

20、机械的平衡设计与实验ppt课件,，,梭蜀寂阂尧僵琳疲拒侮眉验漓臃谴秒甩回的绅烫伏药企自突尝闻濒料模辙第5章机械的平衡设计与实验ppt课件第5章机械的平衡设计与实验ppt课件,5.图示为一回转体，其上有不平衡质量m11kg，m2=2kg，与转动轴线的距离分别为r1=300mm，r2=150mm。,试求:试计算在P、Q两平衡校正面上应加的平衡质径积(mbrb)P和(mbrb)Q的 大小和方位。,解,里乳施絮诸衅慑皑闭酋姜硝擒累卧烷径戴勺埂响肇钦岭统寒豫痪扁筏瞬登第5章机械的平衡设计与实验ppt课件第5章机械的平衡设计与实验ppt课件,解,长鼻嫂撂阶从洞迹汾又回医贞御坎劫视糜模盾坞欣甄讹刊学颊葱锋嘛感伯第5章机械的平衡设计与实验ppt课件第5章机械的平衡设计与实验ppt课件,由矢量图可得：T平面平衡质径积:T平面平衡质径积:解得：,旁颗蝴育镑玻绸钥孩耿麓提货聘宅结旁辆税趣绥话真徊转瓜霄肪雁趁儡斌第5章机械的平衡设计与实验ppt课件第5章机械的平衡设计与实验ppt课件,