第六章機(jī)械的平衡習(xí)題與答案

1、第六章 機(jī)械的平衡1 機(jī)械平衡分為哪幾類(lèi)？2何謂剛性轉(zhuǎn)子與撓性轉(zhuǎn)子？3 對(duì)于作往復(fù)移動(dòng)或平面運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件，能否在構(gòu)件本身將其慣性力平衡？4 機(jī)械的平衡包括哪兩種方法？它們的目的各是什么？5 剛性轉(zhuǎn)子的平衡設(shè)計(jì)包括哪兩種設(shè)計(jì)？它們各需要滿足的條件是什么？6 經(jīng)過(guò)平衡設(shè)計(jì)后的剛性轉(zhuǎn)子，在制造出來(lái)后是否還要進(jìn)行平衡試驗(yàn)？為什么？7機(jī)械平衡的目的？8什么叫靜平衡？9什么叫動(dòng)平衡？10 動(dòng)靜平衡各需幾個(gè)平衡基面？11剛性轉(zhuǎn)子靜平衡的力學(xué)條件是 ；動(dòng)平衡的力學(xué)條件是 。12下圖所示的兩個(gè)轉(zhuǎn)子，已知m1r1=m2r2,轉(zhuǎn)子(a)是_不平衡的；轉(zhuǎn)子(b)是_不平衡的。13下圖(a)、(b)、(c)中，s為總質(zhì)心

2、，圖_中的轉(zhuǎn)子具有靜不平衡；圖_中的轉(zhuǎn)子具有動(dòng)不平衡。14平面機(jī)構(gòu)的平衡問(wèn)題，主要是討論機(jī)構(gòu)的慣性力和慣性力矩對(duì) 的平衡。15機(jī)構(gòu)總慣性力在機(jī)架上平衡的條件是平面機(jī)構(gòu)總質(zhì)心 。16研究機(jī)械平衡的目的是部分或完全消除構(gòu)件在運(yùn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的 ，減少或消除在機(jī)構(gòu)各運(yùn)動(dòng)副中所引起的 力，減輕有害的機(jī)械振動(dòng)，改善機(jī)械工作性能和延長(zhǎng)使用壽命。17對(duì)于繞固定軸回轉(zhuǎn)的構(gòu)件，可以采用 的方法，使構(gòu)件上所有質(zhì)量的慣性力形成平衡力系，達(dá)到回轉(zhuǎn)構(gòu)件的平衡。若機(jī)構(gòu)中存在作往復(fù)運(yùn)動(dòng)或平面復(fù)合運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件，應(yīng)采用 方法，方能使作用在機(jī)架上的總慣性力得到平衡。18動(dòng)平衡的剛性回轉(zhuǎn)構(gòu)件 靜平衡的。19用假想的集中質(zhì)量的慣性力及慣性

3、力矩來(lái)代替原機(jī)構(gòu)的慣性及慣性力矩，該方法稱(chēng)為 。20如圖所示曲軸上，四個(gè)曲拐位于同一平面內(nèi)，若質(zhì)徑積m1r1=m2r2=m3r3=m4r4,l1=l2=l3,試判斷該曲軸是否符合動(dòng)平衡條件？為什么？21圖示一盤(pán)形回轉(zhuǎn)體，其上有四個(gè)不平衡質(zhì)量，它們的大小及質(zhì)心到回轉(zhuǎn)軸線的距離分別為：，欲使該回轉(zhuǎn)體滿足靜平衡條件，試求需加平衡質(zhì)徑積的大小和方位。22 圖示一鋼質(zhì)圓盤(pán)。盤(pán)厚，在向徑處有一直徑的通孔，向徑處有一重量為的重塊，為使圓盤(pán)滿足靜平衡條件，擬在向徑的圓周上再鉆一通孔，試求此通孔的直徑和方位(鋼的重度)。23 一轉(zhuǎn)子上有兩個(gè)不平衡質(zhì)量， mm，選定平面、為平衡校正面，若兩個(gè)平面內(nèi)平衡質(zhì)量的回轉(zhuǎn)半

4、徑為，求平衡質(zhì)量、的大小及方位。24 圖示一雙缸發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸，兩曲拐在同一平面內(nèi)，相隔，每一曲拐的質(zhì)量為，離軸線距離為，A、B兩支承間距離為，工作轉(zhuǎn)速。試求：（1）支承A、B處的動(dòng)反力大??；（2）欲使此曲軸符合動(dòng)平衡條件，以兩端的飛輪平面作為平衡平面，在回轉(zhuǎn)半徑為處應(yīng)加平衡質(zhì)量的大小和方向。25 為了平衡曲柄滑塊機(jī)構(gòu)ABC中滑塊C的往復(fù)慣性力，在原機(jī)構(gòu)上附加一滑塊機(jī)構(gòu)，設(shè)曲柄和連桿的質(zhì)量不計(jì),滑塊C和質(zhì)量都為m，連桿長(zhǎng)度，試證明機(jī)構(gòu)的第二級(jí)慣性力(即慣性力中具有曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)頻率兩倍的頻率分量)將獲得完全平衡。26 圖示盤(pán)形回轉(zhuǎn)件上存在三個(gè)偏置質(zhì)量，已知，設(shè)所有不平衡質(zhì)量分布在同一回轉(zhuǎn)平面內(nèi)，問(wèn)應(yīng)在

5、什么方位上加多大的平衡質(zhì)徑積才能達(dá)到平衡？27圖示盤(pán)狀轉(zhuǎn)子上有兩個(gè)不平衡質(zhì)量：kg，相位如圖?，F(xiàn)用去重法來(lái)平衡，求所需挖去的質(zhì)量的大小和相位(設(shè)挖去質(zhì)量處的半徑)。28 高速水泵的凸輪軸系由三個(gè)互相錯(cuò)開(kāi)的偏心輪組成，每一偏心輪的質(zhì)量為，其偏心距為，設(shè)在平衡平面A和B上各裝一個(gè)平衡質(zhì)量和，其回轉(zhuǎn)半徑為，其他尺寸如圖示。試求和的大小和方向(可用圖解法)。29一回轉(zhuǎn)體上有三質(zhì)量：，繞z軸等角速度旋轉(zhuǎn)，其余尺寸如圖示，試用圖解法求應(yīng)在平面和處各加多大平衡質(zhì)量才能得到動(dòng)平衡(設(shè)平衡質(zhì)量和離轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的距離、為)。30圖示為V形發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)構(gòu)。設(shè)每一活塞部件的質(zhì)量都為，今在曲柄延長(zhǎng)線上與曲柄銷(xiāo)B對(duì)稱(chēng)的點(diǎn)D處加上

6、一平衡質(zhì)量，則該發(fā)動(dòng)機(jī)的所有第一級(jí)慣性力(即慣性力上具有與曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)頻率相同的頻率分量)將被完全平衡。試證明之(連桿、曲柄質(zhì)量不計(jì))。提示：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中滑塊的加速度變化規(guī)律為第六章 機(jī)械的平衡11剛性轉(zhuǎn)子靜平衡的力學(xué)條件是 不平衡慣性力的矢量和為零 ；動(dòng)平衡的力學(xué)條件是 1)其慣性力的矢量和等于零，即P=0 ;(2)其慣性力矩的矢量和也等于零，即M=012子(a)是 靜 不平衡的；轉(zhuǎn)子(b)是 動(dòng) 不平衡的。13 a),b) 中的轉(zhuǎn)子具有靜不平衡；圖 c) 中的轉(zhuǎn)子具有動(dòng)不平衡。14 機(jī)座 15 靜止不動(dòng) 16 慣性力；動(dòng)壓 17 靜平衡或動(dòng)平衡；完全平衡或部分平衡18一定是 19 質(zhì)量代換法

7、20該曲軸符合動(dòng)平衡條件21 (方向向上);(方向向右);(方向向下);(方向向左)。 由圖量得 方向量得與水平夾角即與夾角為45o?；蛴糜?jì)算法求得： ，與夾角22向徑r1處挖去通孔的質(zhì)量質(zhì)徑積靜平衡條件： 作矢量多邊形，質(zhì)徑積得： 應(yīng)在處去重，孔徑為mm23 方向方向24 (1) 不平衡質(zhì)徑積引發(fā)的離心力偶矩為(2) A、B處附加動(dòng)反力為N(3) 為滿足動(dòng)平衡條件，在飛輪處應(yīng)加平衡質(zhì)量kg左端飛輪，平衡質(zhì)量在下方。右端飛輪，平衡質(zhì)量在上方。25 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中滑塊的加速度變化規(guī)律為-曲柄角速度由提示得滑塊的第二級(jí)慣性力正號(hào)表示沿x軸方向。設(shè)曲柄AB處在角位置，活塞C的第二級(jí)慣性力方向?yàn)锳指向C。活塞的第二級(jí)慣性力方向?yàn)锳指向B。顯然，活塞C和系統(tǒng)的第二級(jí)慣性力獲得完全平衡。26 與共線，可代數(shù)相加得圖方向同平衡條件：所以依次作矢量，封閉矢量即所求，如圖示。27 不平衡質(zhì)徑積 靜平衡條件解得 例6-2圖應(yīng)加平衡質(zhì)量挖去的質(zhì)量應(yīng)在矢量的反方向，140mm處挖去1kg質(zhì)量。28 偏心輪的不平衡質(zhì)徑積分別分解到平衡平面A和B動(dòng)平衡條件解得：因?yàn)?，所以，因?yàn)?，所以方向如圖示。29 偏心質(zhì)徑積，分別向，兩平衡平面內(nèi)分解。分別在，兩平衡平面內(nèi)進(jìn)行靜平衡。方向如圖。30由提示得活塞的第一級(jí)慣性力正號(hào)表示沿X軸正方向。設(shè)曲柄AB處在角位置，