機(jī)械原理-平衡課件1

機(jī)械原理-平衡課件1機(jī)械原理-平衡課件1ABSSm=12.5kge=1mmn=6000r/minFⅠFⅠ=meω2=5000N其方向作周期性變化FⅠ在轉(zhuǎn)動(dòng)副中引起的附加反力是砂輪自重的40倍。ABSSm=12.5kge=1mmn=6000r/第六章機(jī)械的平衡§6-1

機(jī)械平衡的目的、分類和方法§6-2

剛性轉(zhuǎn)子的平衡計(jì)算§6-3

剛性轉(zhuǎn)子的平衡實(shí)驗(yàn)§6-4

轉(zhuǎn)子的許用不平衡量§6-5

平面機(jī)構(gòu)的平衡第六章機(jī)械的平衡§6-1機(jī)械平衡的目的、分類和方法§§6-1

機(jī)械平衡的目的、分類和方法1.機(jī)械平衡的目的

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?！?-1機(jī)械平衡的目的、分類和方法1.機(jī)械平衡的目的蛙式打夯機(jī)蛙式打夯機(jī)機(jī)械原理-平衡課件1機(jī)械原理-平衡課件12.機(jī)械平衡的分類（1）轉(zhuǎn)子的平衡剛性轉(zhuǎn)子的平衡撓性轉(zhuǎn)子的平衡

(n<0.7nC)

(n>0.7nC)轉(zhuǎn)子的平衡：其慣性力和慣性力矩的平衡問(wèn)題。轉(zhuǎn)子：繞固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的構(gòu)件2.機(jī)械平衡的分類（1）轉(zhuǎn)子的平衡剛性轉(zhuǎn)子的平衡撓性轉(zhuǎn)子的平（2）機(jī)構(gòu)的平衡機(jī)構(gòu)在機(jī)架上的平衡一般是指存在有往復(fù)運(yùn)動(dòng)或平面復(fù)合運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的機(jī)構(gòu)慣性力和慣性力矩不可能在構(gòu)件內(nèi)部消除所有構(gòu)件上的慣性力和慣性力矩可合成為一個(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。（2）機(jī)構(gòu)的平衡機(jī)構(gòu)在機(jī)架上的平衡一般是指存在有往復(fù)運(yùn)動(dòng)或平3.機(jī)械平衡的方法：2)平衡試驗(yàn)

1)平衡設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)階段，采取措施消除或減少產(chǎn)生有害振動(dòng)的不平衡慣性力。平衡試驗(yàn)：通過(guò)試驗(yàn)的方法加以平衡。平衡設(shè)計(jì)的機(jī)械：理論上達(dá)到平衡施工階段：制造不精確、材料不均勻、安裝不準(zhǔn)確3.機(jī)械平衡的方法：2)平衡試驗(yàn)

1)平衡設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)階段3)現(xiàn)場(chǎng)平衡

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。3)現(xiàn)場(chǎng)平衡通過(guò)直接測(cè)量機(jī)器中轉(zhuǎn)子支架的振動(dòng)§6-2

剛性轉(zhuǎn)子的平衡計(jì)算質(zhì)量可認(rèn)為分布在一個(gè)平面內(nèi)(b/D<0.2)質(zhì)量不分布在一個(gè)平面內(nèi)(b/D≥0.2)§6-2剛性轉(zhuǎn)子的平衡計(jì)算質(zhì)量可認(rèn)為分布在一個(gè)平面內(nèi)(b§6-2

剛性轉(zhuǎn)子的平衡計(jì)算1.剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡計(jì)算(b/D<0.2)（1）靜不平衡轉(zhuǎn)子bABD回轉(zhuǎn)平面mmrωFⅠG（2）靜平衡及其條件增加或除去一部分質(zhì)量，使其質(zhì)心與回轉(zhuǎn)軸心重合條件：ΣF＝0平面匯交力系的平衡§6-2剛性轉(zhuǎn)子的平衡計(jì)算1.剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡計(jì)算(b/（3）靜平衡計(jì)算（3）靜平衡計(jì)算（3）靜平衡計(jì)算（續(xù)）——圖解法（3）靜平衡計(jì)算（續(xù)）——圖解法（2）對(duì)于靜不平衡的轉(zhuǎn)子，無(wú)論它有多少個(gè)偏心質(zhì)量，都只需要適當(dāng)?shù)卦黾右粋€(gè)平衡質(zhì)量即可獲得平衡,即對(duì)于靜不平衡的轉(zhuǎn)子，需加平衡質(zhì)量的最少數(shù)目為1。

靜平衡計(jì)算小結(jié)：（1）靜平衡的條件：分布于轉(zhuǎn)子上的各個(gè)偏心質(zhì)量的離心力的合力為零或質(zhì)徑積的向量和為零。

（2）對(duì)于靜不平衡的轉(zhuǎn)子，無(wú)論它有多少個(gè)偏心質(zhì)量，都只需要適2.剛性轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡計(jì)算(b/D≥0.2)（1）動(dòng)不平衡轉(zhuǎn)子m3m1m2FFcm

m不能認(rèn)為質(zhì)量分布在同一平面靜平衡而動(dòng)不平衡ΣF＝0ΣM＝0（2）動(dòng)平衡條件空間平行力系的平衡2.剛性轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡計(jì)算(b/D≥0.2)（1）動(dòng)不平衡（3）動(dòng)平衡原理F2F3F1123m2m1m3r2r1r3IIIF2IF3IF2IIF3IIF1IF1IIrImbIPIrIImbIIFIILl1l2l3平衡平面雙面平衡（3）動(dòng)平衡原理F2F3F1123m2m1m3r2r1r3I力的等效代換力學(xué)基礎(chǔ)：力的平行分解即以P1、P2等效代替P應(yīng)滿足：力等效、力矩等效ＰP1Ｐ2l1l2力的等效代換力學(xué)基礎(chǔ)：力的平行分解ＰP1Ｐ2l1l2機(jī)械原理-平衡課件1機(jī)械原理-平衡課件1機(jī)械原理-平衡課件1剛性轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡計(jì)算小結(jié)：經(jīng)過(guò)動(dòng)平衡的轉(zhuǎn)子一定靜平衡；反之，經(jīng)過(guò)靜平衡的轉(zhuǎn)子不一定是動(dòng)平衡的(1)動(dòng)平衡的條件：當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子上分布在不同平面內(nèi)的各個(gè)質(zhì)量所產(chǎn)生的空間離心力系的合力及合力矩均為零。(2)

對(duì)于動(dòng)不平衡的轉(zhuǎn)子，需加平衡質(zhì)量的最少數(shù)目為2。動(dòng)不平衡又稱為雙面平衡，而靜平衡則稱為單面平衡。

剛性轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡計(jì)算小結(jié)：經(jīng)過(guò)動(dòng)平衡的轉(zhuǎn)子一定靜平衡；反之，經(jīng)§6-3

剛性轉(zhuǎn)子的平衡實(shí)驗(yàn)導(dǎo)軌式靜平衡儀滾輪式靜平衡儀1、靜平衡§6-3剛性轉(zhuǎn)子的平衡實(shí)驗(yàn)導(dǎo)軌式靜平衡儀滾輪式靜平衡儀1導(dǎo)軌式靜平衡儀

導(dǎo)軌式靜平衡儀機(jī)械原理-平衡課件12、動(dòng)平衡2、動(dòng)平衡機(jī)械原理-平衡課件1§6-4

轉(zhuǎn)子的許用不平衡量1．許用不平衡量表示方法質(zhì)徑積表示法偏心距表示法[e]＝[mr]/m[mr][e]對(duì)于具體給定的轉(zhuǎn)子，這種表示方法便于平衡操作，比較直觀當(dāng)衡量轉(zhuǎn)子的優(yōu)劣或衡量平衡機(jī)檢測(cè)精度時(shí)，為了便于比較，采用許用偏心距較好

§6-4轉(zhuǎn)子的許用不平衡量1．許用不平衡量表示方法質(zhì)徑積2．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轉(zhuǎn)子平衡結(jié)果的優(yōu)良程度稱為轉(zhuǎn)子的平衡精度國(guó)際上常用來(lái)表示轉(zhuǎn)子的平衡精度

2．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（2）轉(zhuǎn)子許用不平衡量的確定A＝[e]ω/1000mm/s靜不平衡的轉(zhuǎn)子，[e]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]＝m[e]，然后在將其分配到兩個(gè)平衡基面上。（2）轉(zhuǎn)子許用不平衡量的確定A＝[e]ω/1000mm/aSb[mr]Ⅰ=[mr]b/(a+b)[mr]Ⅱ=[mr]a/(a+b)aSb[mr]Ⅰ=[mr]b/(a+b)[mr]Ⅱ=[mr]§6-5

平面機(jī)構(gòu)的平衡

機(jī)構(gòu)平衡的條件

通常，對(duì)機(jī)構(gòu)只進(jìn)行總慣性力的平衡，此時(shí)，應(yīng)使機(jī)構(gòu)的質(zhì)心加速度為零，即應(yīng)使機(jī)構(gòu)的質(zhì)心靜止不動(dòng)。

F＝0M＝0§6-5平面機(jī)構(gòu)的平衡機(jī)構(gòu)平衡的條件結(jié)論：采用完全平衡法，平衡效果很好。但會(huì)使機(jī)構(gòu)的質(zhì)量或體積大為增加，故一般采用部分平衡法。（2）利用平衡質(zhì)量平衡研究表明1．完全平衡（1）利用對(duì)稱機(jī)構(gòu)平衡機(jī)構(gòu)的總慣性力恒為零完全平衡n個(gè)構(gòu)件的單自由度機(jī)構(gòu)的慣性力，應(yīng)至少加

n/2個(gè)平衡質(zhì)量結(jié)論：采用完全平衡法，平衡效果很好。但會(huì)使機(jī)構(gòu)的質(zhì)量或體積機(jī)械原理-平衡課件1機(jī)械原理-平衡課件1機(jī)械原理-平衡課件12．部分平衡（1）利用平衡機(jī)構(gòu)平衡結(jié)論：采用往復(fù)慣性力的部分平衡法，既可減少慣性力的影響，又可減少需加的平衡質(zhì)量。一般對(duì)機(jī)械的工作較為有利。（2）利用平衡質(zhì)量平衡（3）利用彈簧平衡總慣性力只需平衡其中的一部分2．部分平衡（1）利用平衡機(jī)構(gòu)平衡結(jié)論：采用往復(fù)慣性力的部分機(jī)械原理-平衡課件1機(jī)械原理-平衡課件1機(jī)械原理-平衡課件1直列式發(fā)動(dòng)機(jī)(L)直列式發(fā)動(dòng)機(jī)(L)V型發(fā)動(dòng)機(jī)歐洲的豪華轎車往往采用8缸以上的V型發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)，比如勞斯萊斯的、奔馳頂級(jí)的S600轎車等都是V12發(fā)動(dòng)機(jī)，而目前V型發(fā)動(dòng)機(jī)最高可達(dá)到16缸，排量在10升以上。

V型發(fā)動(dòng)機(jī)歐洲的豪華轎車往往采用8缸以上的V型發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)，水平對(duì)置式發(fā)動(dòng)機(jī)(H)保時(shí)捷911系列

水平對(duì)置式發(fā)動(dòng)機(jī)(H)保時(shí)捷911系列

機(jī)械原理-平衡課件1小結(jié)：1.剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡計(jì)算適用范圍：b/D<0.2手段：增加或除去一部分質(zhì)量，使其質(zhì)心與回轉(zhuǎn)軸心重合條件：ΣF＝0力學(xué)依據(jù)：平面匯交力系的平衡2.剛性轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡計(jì)算適用范圍：b/D≥0.2ΣF＝0ΣM＝0條件：力學(xué)依據(jù)：空間平行力系的平衡單面平衡手段：根據(jù)力的等效代替原則，將所有不平衡慣性力向選定的兩個(gè)平衡基面內(nèi)分解。然后在平衡基面內(nèi)通過(guò)增減質(zhì)量來(lái)達(dá)到平衡雙面平衡小結(jié)：1.剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡計(jì)算適用范圍：b/D<0.2手段homework6-26-10homework6-2機(jī)械原理-平衡課件1機(jī)械原理-平衡課件1ABSSm=12.5kge=1mmn=6000r/minFⅠFⅠ=meω2=5000N其方向作周期性變化FⅠ在轉(zhuǎn)動(dòng)副中引起的附加反力是砂輪自重的40倍。ABSSm=12.5kge=1mmn=6000r/第六章機(jī)械的平衡§6-1

機(jī)械平衡的目的、分類和方法§6-2

剛性轉(zhuǎn)子的平衡計(jì)算§6-3

剛性轉(zhuǎn)子的平衡實(shí)驗(yàn)§6-4

轉(zhuǎn)子的許用不平衡量§6-5

平面機(jī)構(gòu)的平衡第六章機(jī)械的平衡§6-1機(jī)械平衡的目的、分類和方法§§6-1

機(jī)械平衡的目的、分類和方法1.機(jī)械平衡的目的

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?！?-1機(jī)械平衡的目的、分類和方法1.機(jī)械平衡的目的蛙式打夯機(jī)蛙式打夯機(jī)機(jī)械原理-平衡課件1機(jī)械原理-平衡課件12.機(jī)械平衡的分類（1）轉(zhuǎn)子的平衡剛性轉(zhuǎn)子的平衡撓性轉(zhuǎn)子的平衡

(n<0.7nC)

(n>0.7nC)轉(zhuǎn)子的平衡：其慣性力和慣性力矩的平衡問(wèn)題。轉(zhuǎn)子：繞固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的構(gòu)件2.機(jī)械平衡的分類（1）轉(zhuǎn)子的平衡剛性轉(zhuǎn)子的平衡撓性轉(zhuǎn)子的平（2）機(jī)構(gòu)的平衡機(jī)構(gòu)在機(jī)架上的平衡一般是指存在有往復(fù)運(yùn)動(dòng)或平面復(fù)合運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的機(jī)構(gòu)慣性力和慣性力矩不可能在構(gòu)件內(nèi)部消除所有構(gòu)件上的慣性力和慣性力矩可合成為一個(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。（2）機(jī)構(gòu)的平衡機(jī)構(gòu)在機(jī)架上的平衡一般是指存在有往復(fù)運(yùn)動(dòng)或平3.機(jī)械平衡的方法：2)平衡試驗(yàn)

1)平衡設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)階段，采取措施消除或減少產(chǎn)生有害振動(dòng)的不平衡慣性力。平衡試驗(yàn)：通過(guò)試驗(yàn)的方法加以平衡。平衡設(shè)計(jì)的機(jī)械：理論上達(dá)到平衡施工階段：制造不精確、材料不均勻、安裝不準(zhǔn)確3.機(jī)械平衡的方法：2)平衡試驗(yàn)

1)平衡設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)階段3)現(xiàn)場(chǎng)平衡

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。3)現(xiàn)場(chǎng)平衡通過(guò)直接測(cè)量機(jī)器中轉(zhuǎn)子支架的振動(dòng)§6-2

剛性轉(zhuǎn)子的平衡計(jì)算質(zhì)量可認(rèn)為分布在一個(gè)平面內(nèi)(b/D<0.2)質(zhì)量不分布在一個(gè)平面內(nèi)(b/D≥0.2)§6-2剛性轉(zhuǎn)子的平衡計(jì)算質(zhì)量可認(rèn)為分布在一個(gè)平面內(nèi)(b§6-2

剛性轉(zhuǎn)子的平衡計(jì)算1.剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡計(jì)算(b/D<0.2)（1）靜不平衡轉(zhuǎn)子bABD回轉(zhuǎn)平面mmrωFⅠG（2）靜平衡及其條件增加或除去一部分質(zhì)量，使其質(zhì)心與回轉(zhuǎn)軸心重合條件：ΣF＝0平面匯交力系的平衡§6-2剛性轉(zhuǎn)子的平衡計(jì)算1.剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡計(jì)算(b/（3）靜平衡計(jì)算（3）靜平衡計(jì)算（3）靜平衡計(jì)算（續(xù)）——圖解法（3）靜平衡計(jì)算（續(xù)）——圖解法（2）對(duì)于靜不平衡的轉(zhuǎn)子，無(wú)論它有多少個(gè)偏心質(zhì)量，都只需要適當(dāng)?shù)卦黾右粋€(gè)平衡質(zhì)量即可獲得平衡,即對(duì)于靜不平衡的轉(zhuǎn)子，需加平衡質(zhì)量的最少數(shù)目為1。

靜平衡計(jì)算小結(jié)：（1）靜平衡的條件：分布于轉(zhuǎn)子上的各個(gè)偏心質(zhì)量的離心力的合力為零或質(zhì)徑積的向量和為零。

（2）對(duì)于靜不平衡的轉(zhuǎn)子，無(wú)論它有多少個(gè)偏心質(zhì)量，都只需要適2.剛性轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡計(jì)算(b/D≥0.2)（1）動(dòng)不平衡轉(zhuǎn)子m3m1m2FFcm

m不能認(rèn)為質(zhì)量分布在同一平面靜平衡而動(dòng)不平衡ΣF＝0ΣM＝0（2）動(dòng)平衡條件空間平行力系的平衡2.剛性轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡計(jì)算(b/D≥0.2)（1）動(dòng)不平衡（3）動(dòng)平衡原理F2F3F1123m2m1m3r2r1r3IIIF2IF3IF2IIF3IIF1IF1IIrImbIPIrIImbIIFIILl1l2l3平衡平面雙面平衡（3）動(dòng)平衡原理F2F3F1123m2m1m3r2r1r3I力的等效代換力學(xué)基礎(chǔ)：力的平行分解即以P1、P2等效代替P應(yīng)滿足：力等效、力矩等效ＰP1Ｐ2l1l2力的等效代換力學(xué)基礎(chǔ)：力的平行分解ＰP1Ｐ2l1l2機(jī)械原理-平衡課件1機(jī)械原理-平衡課件1機(jī)械原理-平衡課件1剛性轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡計(jì)算小結(jié)：經(jīng)過(guò)動(dòng)平衡的轉(zhuǎn)子一定靜平衡；反之，經(jīng)過(guò)靜平衡的轉(zhuǎn)子不一定是動(dòng)平衡的(1)動(dòng)平衡的條件：當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子上分布在不同平面內(nèi)的各個(gè)質(zhì)量所產(chǎn)生的空間離心力系的合力及合力矩均為零。(2)

對(duì)于動(dòng)不平衡的轉(zhuǎn)子，需加平衡質(zhì)量的最少數(shù)目為2。動(dòng)不平衡又稱為雙面平衡，而靜平衡則稱為單面平衡。

剛性轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡計(jì)算小結(jié)：經(jīng)過(guò)動(dòng)平衡的轉(zhuǎn)子一定靜平衡；反之，經(jīng)§6-3

剛性轉(zhuǎn)子的平衡實(shí)驗(yàn)導(dǎo)軌式靜平衡儀滾輪式靜平衡儀1、靜平衡§6-3剛性轉(zhuǎn)子的平衡實(shí)驗(yàn)導(dǎo)軌式靜平衡儀滾輪式靜平衡儀1導(dǎo)軌式靜平衡儀

導(dǎo)軌式靜平衡儀機(jī)械原理-平衡課件12、動(dòng)平衡2、動(dòng)平衡機(jī)械原理-平衡課件1§6-4

轉(zhuǎn)子的許用不平衡量1．許用不平衡量表示方法質(zhì)徑積表示法偏心距表示法[e]＝[mr]/m[mr][e]對(duì)于具體給定的轉(zhuǎn)子，這種表示方法便于平衡操作，比較直觀當(dāng)衡量轉(zhuǎn)子的優(yōu)劣或衡量平衡機(jī)檢測(cè)精度時(shí)，為了便于比較，采用許用偏心距較好

§6-4轉(zhuǎn)子的許用不平衡量1．許用不平衡量表示方法質(zhì)徑積2．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轉(zhuǎn)子平衡結(jié)果的優(yōu)良程度稱為轉(zhuǎn)子的平衡精度國(guó)際上常用來(lái)表示轉(zhuǎn)子的平衡精度

2．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（2）轉(zhuǎn)子許用不平衡量的確定A＝[e]ω/1000mm/s靜不平衡的轉(zhuǎn)子，[e]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]＝m[e]，然后在將其分配到兩個(gè)平衡基面上。（2）轉(zhuǎn)子許用不平衡量的確定A＝[e]ω/1000mm/aSb[mr]Ⅰ=[mr]b/(a+b)[mr]Ⅱ=[mr]a/(a+b)aSb[mr]Ⅰ=[mr]b/(a+b)[mr]Ⅱ=[mr]§6-5

平面機(jī)構(gòu)的平衡

機(jī)構(gòu)平衡的條件

通常，對(duì)機(jī)構(gòu)只進(jìn)行總慣性力的平衡，此時(shí)，應(yīng)使機(jī)構(gòu)的質(zhì)心加速度為零，即應(yīng)使機(jī)構(gòu)的質(zhì)心靜止不動(dòng)。

F＝0M＝0§6-5平面機(jī)構(gòu)的平衡機(jī)構(gòu)平衡的條件結(jié)論：采用完全平衡法，平衡效果很好。但會(huì)使機(jī)構(gòu)的質(zhì)量或體積大為增加，故一般采用部分平衡法。（2）利用平衡質(zhì)量平衡研究表明1．完全平衡（1）利用對(duì)稱機(jī)構(gòu)平衡機(jī)構(gòu)的總慣性力恒為零完全平衡n個(gè)