機(jī)械原理讀書報(bào)告五

1、機(jī)械原理讀書報(bào)告專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班級(jí) 15 機(jī)械學(xué)號(hào) 201501902姓名 序號(hào) 目錄6.1 機(jī) 械 平 衡 的 目 的 及 內(nèi)容26.2 剛 性 轉(zhuǎn) 子 的 平 衡 計(jì)6-3 剛 性 轉(zhuǎn) 子 的 平 衡 實(shí)驗(yàn)56-4轉(zhuǎn)子的許用不平衡量和許用不平衡度 76-5 平 面 機(jī) 構(gòu) 的 平衡 76-6總結(jié) 8第六章 機(jī)械的平衡6.1 機(jī)械平衡的目的及內(nèi)容1、機(jī)械平衡的目的機(jī)械在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，構(gòu)件所生產(chǎn)的不平衡慣性力將在運(yùn)動(dòng)副中引起附加的動(dòng)壓力。增大了運(yùn)動(dòng)副中摩擦和構(gòu)件中的內(nèi)應(yīng)力，降低了機(jī)械效率和使用壽命，影響機(jī)械本身的正常工作，也必將引起機(jī)械及其基礎(chǔ)產(chǎn)生強(qiáng)迫振動(dòng)，甚至產(chǎn)生共振。會(huì)導(dǎo)致工作機(jī)械及

2、其廠房建筑受到破壞。機(jī)械平衡的目的就是設(shè)法將構(gòu)件的不平衡慣性力加以平衡，以消除或減少慣性力的不良影響。機(jī)械的平衡是現(xiàn)代機(jī)械的一個(gè)重要問(wèn)題。對(duì)于高速高精密機(jī)械尤為重要；但某些機(jī)械卻是利用構(gòu)件產(chǎn)生的不平衡慣性力所引起的振動(dòng)來(lái)工作的。對(duì)于此類機(jī)械則是如何合理利用不平衡慣性力的問(wèn)題機(jī)械平衡的內(nèi)容在機(jī)械中，由于各構(gòu)件的結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)形式的不同，其所產(chǎn)生的慣性力和平衡的方法也不同。機(jī)械的平衡問(wèn)題可分為兩類：1、 繞固定軸回轉(zhuǎn)的構(gòu)件的慣性力平衡在機(jī)械中, 由于各構(gòu)件的結(jié)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)形式的不同, 其所產(chǎn)生的慣性力和平衡方法也不同。機(jī)械的平衡可分為一下兩類：1 繞定州回轉(zhuǎn)的構(gòu)件的慣性力平衡繞固定軸回轉(zhuǎn)的構(gòu)件統(tǒng)稱為轉(zhuǎn)子

3、，如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)以及離心機(jī)等機(jī)器，都以轉(zhuǎn)子作為工作的主體，這類構(gòu)件的不平衡慣性力可利用在該構(gòu)件上增加或除去一部分質(zhì)量的方法予以平衡。這類轉(zhuǎn)子又分為剛性轉(zhuǎn)子和撓性轉(zhuǎn)子。（ 1） 剛性轉(zhuǎn)子的平衡在機(jī)械中，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速較低、共振轉(zhuǎn)速較高而且其剛性較好，運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生彈性變形很小時(shí)，這類轉(zhuǎn)子稱為剛性轉(zhuǎn)子。如果只要求其慣性力平衡時(shí)，稱為轉(zhuǎn)子的靜平衡。如果同時(shí)要求慣性力和慣性力矩的平衡，則稱為轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡。平衡方法：不平衡慣性力可利用在該構(gòu)件上增加或除去一部分質(zhì)量的方法來(lái)平衡。（ 2）撓性轉(zhuǎn)子的平衡在機(jī)械中，對(duì)那些工作轉(zhuǎn)速很高、質(zhì)量和跨度很大，徑向尺寸較小，運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，在離心慣性力的作用下產(chǎn)生

4、明顯的彎曲變形的轉(zhuǎn)子，稱為撓性轉(zhuǎn)子。這要根據(jù)彈性梁（軸）的橫向振動(dòng)理論進(jìn)行平衡，這類問(wèn)題較為復(fù)雜，需要專門研究，本章僅作簡(jiǎn)介.2、機(jī)構(gòu)的平衡機(jī)械中作往復(fù)移動(dòng)和平面運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件，其所產(chǎn)生的慣性力無(wú)法通過(guò)調(diào)整其質(zhì)量的大小或改變質(zhì)量分布狀態(tài)的方法得到平衡。但所有活動(dòng)構(gòu)件的慣性力和慣性力矩可以合成一個(gè)總慣性力和慣性力矩作用在機(jī)構(gòu)的機(jī)座上。設(shè)法平衡或部分平衡這個(gè)總慣性力和慣性力矩對(duì)機(jī)座產(chǎn)生的附加動(dòng)壓力，消除或降低機(jī)座上的振動(dòng)，這種平衡稱為機(jī)構(gòu)在機(jī)座上的平衡，或簡(jiǎn)稱為機(jī)構(gòu)的平衡。6.2 剛性轉(zhuǎn)子的平衡計(jì)算對(duì)于軸向尺寸較小的盤狀轉(zhuǎn)子，入齒輪、盤型凸輪、帶輪、葉輪、螺旋槳等，他們的質(zhì)量可以近似認(rèn)為分布在垂直與其

5、回轉(zhuǎn)軸線的同一平面內(nèi)。若琪之心不在回轉(zhuǎn)軸線上，當(dāng)期轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，偏心質(zhì)量就會(huì)產(chǎn)生離心慣性力。因這種不平衡現(xiàn)象在轉(zhuǎn)子靜態(tài)時(shí)即可表現(xiàn)出來(lái)，故其稱為靜不平衡。1. 剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡計(jì)算（ 1）靜不平衡轉(zhuǎn)子對(duì)于軸向尺寸較小的盤形轉(zhuǎn)子（b/D<0.2） ， 這時(shí)其偏心質(zhì)量在轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生慣性力。因這種不平衡現(xiàn)象在轉(zhuǎn)子靜態(tài)時(shí)就可表現(xiàn)出來(lái)，子稱為靜不平衡轉(zhuǎn)子。靜平衡及其條件靜平衡對(duì)于靜不平衡轉(zhuǎn)子，利用在其上增加或除去一部分質(zhì)量，使其質(zhì)心與回轉(zhuǎn)軸心 重合，即可使轉(zhuǎn)子的慣性力得以平衡的方法。靜平衡條件平衡后轉(zhuǎn)子的各偏心質(zhì)量(包括平衡質(zhì)量)的慣性力的合力為零。既ZF=0靜平衡計(jì)算靜平衡計(jì)算主要是針對(duì)由于結(jié)構(gòu)所引

6、起的靜不平衡的轉(zhuǎn)子而進(jìn)行平衡的計(jì)算。(2)剛性轉(zhuǎn)子的平衡計(jì)算對(duì)于軸向尺寸較大的轉(zhuǎn)子，入內(nèi)燃機(jī)曲軸，電機(jī)轉(zhuǎn)子，機(jī)床主軸和航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子等， 這是偏心質(zhì)量往往是分布在若干個(gè)不同的回轉(zhuǎn)平面內(nèi)，如曲軸，對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行動(dòng)平衡，要求其各偏心質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力和慣性力偶同時(shí)得以平衡。動(dòng)不平衡的剛性轉(zhuǎn)子，只要在兩個(gè)平衡基面內(nèi)分別個(gè)加上或除去一個(gè)適當(dāng)?shù)钠胶赓|(zhì)量， 即可得到完全平衡，故動(dòng)平衡又稱為雙面平衡，平衡基面的選取需要考慮轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)和安裝 空間，考慮到力矩平衡的效果，兩平衡基面間的距離應(yīng)適當(dāng)大一些。6-3剛性轉(zhuǎn)子的平衡實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容：靜平衡實(shí)驗(yàn)、動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)經(jīng)前述平衡計(jì)算在理論上已經(jīng)平衡的轉(zhuǎn)子，由于制 造和裝配的不精

7、確，材質(zhì)的不均勻等原因，還會(huì)產(chǎn)生新的不平衡，此時(shí)只能借助于平衡實(shí)驗(yàn)， 確定出其不平衡量的大小和方位，然后利用增加或除去平衡質(zhì)量的方法平衡。1 ：靜平衡實(shí)驗(yàn)當(dāng)存在偏心質(zhì)量時(shí)，轉(zhuǎn)子就會(huì)在支承上轉(zhuǎn)動(dòng)至質(zhì)心處于最低位置時(shí)才能停止，這時(shí)可在質(zhì)心相反的方向加上校正平衡質(zhì)量， 再重新使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，如此反復(fù)直至轉(zhuǎn)子在支承上呈隨遇 平衡狀態(tài)，此時(shí)轉(zhuǎn)子已達(dá)到靜平衡。2 :動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)動(dòng)平衡試驗(yàn)一般需要在專用的動(dòng)平衡機(jī)上進(jìn)行，確定需加于兩個(gè)平衡平面中的平衡質(zhì)量的大小及方位。動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)機(jī)主要由驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、支承系統(tǒng)、測(cè)量指示系統(tǒng)等部分組成實(shí)驗(yàn)原理：目前多數(shù)動(dòng)平衡機(jī)是根據(jù)振動(dòng)原理設(shè)計(jì)的，測(cè)振傳感器將因轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)所引起的振動(dòng)轉(zhuǎn)換成

8、電信號(hào)，通過(guò)電子線路加以處理和放大，最后用儀器顯示出被測(cè)試轉(zhuǎn)子的不平衡質(zhì)量矢徑積的大小和方位。3 :現(xiàn)場(chǎng)平衡對(duì)于一些尺寸非常大或轉(zhuǎn)速很高的轉(zhuǎn)子，一般無(wú)法在專用動(dòng)平衡機(jī)上進(jìn)行平衡。即使可以平衡，但由于裝運(yùn)、蠕變和工作溫度過(guò)高或電磁場(chǎng)的影響等原因仍會(huì)發(fā)生微小變形而造成不平衡。在這種情況下，一般可以進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)平衡?，F(xiàn)場(chǎng)平衡，就是通過(guò)直接測(cè)量機(jī)器中轉(zhuǎn)子支架的振動(dòng)，來(lái)確定其不平衡量的大小及方位，進(jìn)而確定應(yīng)增加或減去的平衡質(zhì)量的大小及方位，使轉(zhuǎn)子得以平衡。6-4 轉(zhuǎn)子的許用不平衡經(jīng)過(guò)平衡實(shí)驗(yàn)的轉(zhuǎn)子，不可避免的還會(huì)有一些殘存的不平衡。若要這種殘存的不平衡量愈小，則需平衡實(shí)驗(yàn)裝置愈精密、測(cè)試手段愈先進(jìn)和平衡技術(shù)

9、愈高。因此，根據(jù)工作要求，對(duì)轉(zhuǎn)子規(guī)定適當(dāng)?shù)脑S用不平衡量是很有必要的。1許用不平衡表示方法質(zhì)徑積表示法轉(zhuǎn)子的許用不平衡質(zhì)徑積以mr 表示，它是與轉(zhuǎn)子質(zhì)量有關(guān)的一個(gè)相對(duì)量。常用于具體給定的轉(zhuǎn)子，它比較直觀又便于平衡操作。偏心距表示法轉(zhuǎn)子的質(zhì)心直回轉(zhuǎn)軸線的許用偏心距以e 表示， 它是與轉(zhuǎn)子質(zhì)量無(wú)關(guān)的絕對(duì)量。常用在衡量轉(zhuǎn)子平衡的優(yōu)劣或衡量平衡的檢測(cè)精度時(shí)，比較方便。兩種表示發(fā)的關(guān)系e = mr/m2轉(zhuǎn)子的平衡精度等級(jí)與許用不平衡量的確定（1）轉(zhuǎn)子的平衡精度A和平衡等級(jí)G,國(guó)際上已標(biāo)準(zhǔn)化（表6-1）。（ 2）轉(zhuǎn)子許用不平衡量的確定轉(zhuǎn)子不平衡量以平衡精度 A的形式給出，起值可由下式求得：A =e/1000

10、0 mm/s式中為轉(zhuǎn)子的角速度（rad/s）對(duì)于靜不平衡的轉(zhuǎn)子，許用不平衡量e在選定A值后可由上式求得。對(duì)于動(dòng)不平衡轉(zhuǎn)子，先由表中定出e,再求得許用不平衡質(zhì)徑積mr = me,然后在 將其非配到兩個(gè)平衡機(jī)基面上。6.5 平面機(jī)構(gòu)的平衡設(shè)計(jì)一般存在往復(fù)運(yùn)動(dòng)或平面復(fù)合運(yùn)動(dòng)構(gòu)件，其慣性力和慣性力矩不可能在構(gòu)件內(nèi)部平衡。設(shè)法使總慣性力和總慣性力矩在機(jī)架上得到完全或部分平衡。1、完全平衡（ 1）平面機(jī)構(gòu)慣性力的平衡可分為慣性力的完全歐星恒和部分平衡。利用平面機(jī)構(gòu)可得到很好的平衡效果，但將使機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大大增加。（ 2）利用平衡質(zhì)量平衡據(jù)研究，要完全平衡N 個(gè)構(gòu)件的單個(gè)自由度機(jī)構(gòu)的慣性力，應(yīng)至少加

11、二分之N 個(gè)平衡質(zhì)量，這將是機(jī)構(gòu)的質(zhì)量大大增加，而且還會(huì)帶來(lái)一些其他問(wèn)題。故在工程上實(shí)際往往寧肯采用下述的部分平衡法。2、部分平衡（ 1 利用平衡機(jī)構(gòu)平衡（ 2）利用平衡質(zhì)量平衡（ 3）利用彈簧平衡將所有構(gòu)件上的慣性力和慣性力矩合成為一個(gè)通過(guò)機(jī)構(gòu)質(zhì)心并作用于機(jī)架上的總慣性力和慣性力矩。機(jī)械的平衡往往及存在轉(zhuǎn)子不平衡，又有機(jī)構(gòu)的不平衡，設(shè)計(jì)中應(yīng)統(tǒng)一考慮，通過(guò)優(yōu)化獲得最優(yōu)設(shè)計(jì)。在生產(chǎn)工藝過(guò)程中都要注意平衡問(wèn)題?？偨Y(jié)通過(guò)對(duì)本章的學(xué)習(xí)，我了解到了為消除慣性力對(duì)機(jī)械產(chǎn)生的不利影響，就需要設(shè)法將慣性力平衡掉，即稱為慣性力的平衡，俗稱機(jī)械的平衡。其中機(jī)械的平衡可分為兩大類，即回轉(zhuǎn) 構(gòu)件的平衡和平面機(jī)構(gòu)的平衡。研究目標(biāo)在提高裝備使用效率、強(qiáng)化生產(chǎn)安全方面，自動(dòng)平衡系統(tǒng)