機械原理-平衡課件1

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

機械平衡的目的、分類和方法§6-2

剛性轉子的平衡計算§6-3

剛性轉子的平衡實驗§6-4

轉子的許用不平衡量§6-5

平面機構的平衡第六章機械的平衡§6-1機械平衡的目的、分類和方法§§6-1

機械平衡的目的、分類和方法1.機械平衡的目的

設法將構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機械平衡的目的、分類和方法1.機械平衡的目的蛙式打夯機蛙式打夯機機械原理-平衡課件1機械原理-平衡課件12.機械平衡的分類（1）轉子的平衡剛性轉子的平衡撓性轉子的平衡

(n<0.7nC)

(n>0.7nC)轉子的平衡：其慣性力和慣性力矩的平衡問題。轉子：繞固定軸轉動的構件2.機械平衡的分類（1）轉子的平衡剛性轉子的平衡撓性轉子的平（2）機構的平衡機構在機架上的平衡一般是指存在有往復運動或平面復合運動構件的機構慣性力和慣性力矩不可能在構件內部消除所有構件上的慣性力和慣性力矩可合成為一個通過機構質心并作用于機架上的總慣性力和慣性力矩。（2）機構的平衡機構在機架上的平衡一般是指存在有往復運動或平3.機械平衡的方法：2)平衡試驗

1)平衡設計在設計階段，采取措施消除或減少產生有害振動的不平衡慣性力。平衡試驗：通過試驗的方法加以平衡。平衡設計的機械：理論上達到平衡施工階段：制造不精確、材料不均勻、安裝不準確3.機械平衡的方法：2)平衡試驗

1)平衡設計在設計階段3)現場平衡

通過直接測量機器中轉子支架的振動，來確定其不平衡量的大小及方位，進而確定應增加或減去的平衡質量的大小及方位，使轉子得以平衡。3)現場平衡通過直接測量機器中轉子支架的振動§6-2

剛性轉子的平衡計算質量可認為分布在一個平面內(b/D<0.2)質量不分布在一個平面內(b/D≥0.2)§6-2剛性轉子的平衡計算質量可認為分布在一個平面內(b§6-2

剛性轉子的平衡計算1.剛性轉子的靜平衡計算(b/D<0.2)（1）靜不平衡轉子bABD回轉平面mmrωFⅠG（2）靜平衡及其條件增加或除去一部分質量，使其質心與回轉軸心重合條件：ΣF＝0平面匯交力系的平衡§6-2剛性轉子的平衡計算1.剛性轉子的靜平衡計算(b/（3）靜平衡計算（3）靜平衡計算（3）靜平衡計算（續(xù)）——圖解法（3）靜平衡計算（續(xù)）——圖解法（2）對于靜不平衡的轉子，無論它有多少個偏心質量，都只需要適當地增加一個平衡質量即可獲得平衡,即對于靜不平衡的轉子，需加平衡質量的最少數目為1。

靜平衡計算小結：（1）靜平衡的條件：分布于轉子上的各個偏心質量的離心力的合力為零或質徑積的向量和為零。

（2）對于靜不平衡的轉子，無論它有多少個偏心質量，都只需要適2.剛性轉子的動平衡計算(b/D≥0.2)（1）動不平衡轉子m3m1m2FFcm

m不能認為質量分布在同一平面靜平衡而動不平衡ΣF＝0ΣM＝0（2）動平衡條件空間平行力系的平衡2.剛性轉子的動平衡計算(b/D≥0.2)（1）動不平衡（3）動平衡原理F2F3F1123m2m1m3r2r1r3IIIF2IF3IF2IIF3IIF1IF1IIrImbIPIrIImbIIFIILl1l2l3平衡平面雙面平衡（3）動平衡原理F2F3F1123m2m1m3r2r1r3I力的等效代換力學基礎：力的平行分解即以P1、P2等效代替P應滿足：力等效、力矩等效ＰP1Ｐ2l1l2力的等效代換力學基礎：力的平行分解ＰP1Ｐ2l1l2機械原理-平衡課件1機械原理-平衡課件1機械原理-平衡課件1剛性轉子動平衡計算小結：經過動平衡的轉子一定靜平衡；反之，經過靜平衡的轉子不一定是動平衡的(1)動平衡的條件：當轉子轉動時，轉子上分布在不同平面內的各個質量所產生的空間離心力系的合力及合力矩均為零。(2)

對于動不平衡的轉子，需加平衡質量的最少數目為2。動不平衡又稱為雙面平衡，而靜平衡則稱為單面平衡。

剛性轉子動平衡計算小結：經過動平衡的轉子一定靜平衡；反之，經§6-3

剛性轉子的平衡實驗導軌式靜平衡儀滾輪式靜平衡儀1、靜平衡§6-3剛性轉子的平衡實驗導軌式靜平衡儀滾輪式靜平衡儀1導軌式靜平衡儀

導軌式靜平衡儀機械原理-平衡課件12、動平衡2、動平衡機械原理-平衡課件1§6-4

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

§6-4轉子的許用不平衡量1．許用不平衡量表示方法質徑積2．轉子的平衡精度等級與許用不平衡量的確定（1）轉子的平衡精度A和平衡等級G轉子平衡結果的優(yōu)良程度稱為轉子的平衡精度國際上常用來表示轉子的平衡精度

2．轉子的平衡精度等級與許用不平衡量的確定（1）轉子的平衡精（2）轉子許用不平衡量的確定A＝[e]ω/1000mm/s靜不平衡的轉子，[e]由上式求得

對于動不平衡轉子，先由表中定出[e]，再求得許用不平衡質徑積[mr]＝m[e]，然后在將其分配到兩個平衡基面上。（2）轉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

平面機構的平衡

機構平衡的條件

通常，對機構只進行總慣性力的平衡，此時，應使機構的質心加速度為零，即應使機構的質心靜止不動。

F＝0M＝0§6-5平面機構的平衡機構平衡的條件結論：采用完全平衡法，平衡效果很好。但會使機構的質量或體積大為增加，故一般采用部分平衡法。（2）利用平衡質量平衡研究表明1．完全平衡（1）利用對稱機構平衡機構的總慣性力恒為零完全平衡n個構件的單自由度機構的慣性力，應至少加

n/2個平衡質量結論：采用完全平衡法，平衡效果很好。但會使機構的質量或體積機械原理-平衡課件1機械原理-平衡課件1機械原理-平衡課件12．部分平衡（1）利用平衡機構平衡結論：采用往復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量。一般對機械的工作較為有利。（2）利用平衡質量平衡（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）利用平衡機構平衡結論：采用往復慣性力的部分機械原理-平衡課件1機械原理-平衡課件1機械原理-平衡課件1直列式發(fā)動機(L)直列式發(fā)動機(L)V型發(fā)動機歐洲的豪華轎車往往采用8缸以上的V型發(fā)動機設計，比如勞斯萊斯的、奔馳頂級的S600轎車等都是V12發(fā)動機，而目前V型發(fā)動機最高可達到16缸，排量在10升以上。

V型發(fā)動機歐洲的豪華轎車往往采用8缸以上的V型發(fā)動機設計，水平對置式發(fā)動機(H)保時捷911系列

水平對置式發(fā)動機(H)保時捷911系列

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

機械平衡的目的、分類和方法§6-2

剛性轉子的平衡計算§6-3

剛性轉子的平衡實驗§6-4

轉子的許用不平衡量§6-5

平面機構的平衡第六章機械的平衡§6-1機械平衡的目的、分類和方法§§6-1

機械平衡的目的、分類和方法1.機械平衡的目的

設法將構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機械平衡的目的、分類和方法1.機械平衡的目的蛙式打夯機蛙式打夯機機械原理-平衡課件1機械原理-平衡課件12.機械平衡的分類（1）轉子的平衡剛性轉子的平衡撓性轉子的平衡

(n<0.7nC)

(n>0.7nC)轉子的平衡：其慣性力和慣性力矩的平衡問題。轉子：繞固定軸轉動的構件2.機械平衡的分類（1）轉子的平衡剛性轉子的平衡撓性轉子的平（2）機構的平衡機構在機架上的平衡一般是指存在有往復運動或平面復合運動構件的機構慣性力和慣性力矩不可能在構件內部消除所有構件上的慣性力和慣性力矩可合成為一個通過機構質心并作用于機架上的總慣性力和慣性力矩。（2）機構的平衡機構在機架上的平衡一般是指存在有往復運動或平3.機械平衡的方法：2)平衡試驗

1)平衡設計在設計階段，采取措施消除或減少產生有害振動的不平衡慣性力。平衡試驗：通過試驗的方法加以平衡。平衡設計的機械：理論上達到平衡施工階段：制造不精確、材料不均勻、安裝不準確3.機械平衡的方法：2)平衡試驗

1)平衡設計在設計階段3)現場平衡

通過直接測量機器中轉子支架的振動，來確定其不平衡量的大小及方位，進而確定應增加或減去的平衡質量的大小及方位，使轉子得以平衡。3)現場平衡通過直接測量機器中轉子支架的振動§6-2

剛性轉子的平衡計算質量可認為分布在一個平面內(b/D<0.2)質量不分布在一個平面內(b/D≥0.2)§6-2剛性轉子的平衡計算質量可認為分布在一個平面內(b§6-2

剛性轉子的平衡計算1.剛性轉子的靜平衡計算(b/D<0.2)（1）靜不平衡轉子bABD回轉平面mmrωFⅠG（2）靜平衡及其條件增加或除去一部分質量，使其質心與回轉軸心重合條件：ΣF＝0平面匯交力系的平衡§6-2剛性轉子的平衡計算1.剛性轉子的靜平衡計算(b/（3）靜平衡計算（3）靜平衡計算（3）靜平衡計算（續(xù)）——圖解法（3）靜平衡計算（續(xù)）——圖解法（2）對于靜不平衡的轉子，無論它有多少個偏心質量，都只需要適當地增加一個平衡質量即可獲得平衡,即對于靜不平衡的轉子，需加平衡質量的最少數目為1。

靜平衡計算小結：（1）靜平衡的條件：分布于轉子上的各個偏心質量的離心力的合力為零或質徑積的向量和為零。

（2）對于靜不平衡的轉子，無論它有多少個偏心質量，都只需要適2.剛性轉子的動平衡計算(b/D≥0.2)（1）動不平衡轉子m3m1m2FFcm

m不能認為質量分布在同一平面靜平衡而動不平衡ΣF＝0ΣM＝0（2）動平衡條件空間平行力系的平衡2.剛性轉子的動平衡計算(b/D≥0.2)（1）動不平衡（3）動平衡原理F2F3F1123m2m1m3r2r1r3IIIF2IF3IF2IIF3IIF1IF1IIrImbIPIrIImbIIFIILl1l2l3平衡平面雙面平衡（3）動平衡原理F2F3F1123m2m1m3r2r1r3I力的等效代換力學基礎：力的平行分解即以P1、P2等效代替P應滿足：力等效、力矩等效ＰP1Ｐ2l1l2力的等效代換力學基礎：力的平行分解ＰP1Ｐ2l1l2機械原理-平衡課件1機械原理-平衡課件1機械原理-平衡課件1剛性轉子動平衡計算小結：經過動平衡的轉子一定靜平衡；反之，經過靜平衡的轉子不一定是動平衡的(1)動平衡的條件：當轉子轉動時，轉子上分布在不同平面內的各個質量所產生的空間離心力系的合力及合力矩均為零。(2)

對于動不平衡的轉子，需加平衡質量的最少數目為2。動不平衡又稱為雙面平衡，而靜平衡則稱為單面平衡。

剛性轉子動平衡計算小結：經過動平衡的轉子一定靜平衡；反之，經§6-3

剛性轉子的平衡實驗導軌式靜平衡儀滾輪式靜平衡儀1、靜平衡§6-3剛性轉子的平衡實驗導軌式靜平衡儀滾輪式靜平衡儀1導軌式靜平衡儀

導軌式靜平衡儀機械原理-平衡課件12、動平衡2、動平衡機械原理-平衡課件1§6-4

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

§6-4轉子的許用不平衡量1．許用不平衡量表示方法質徑積2．轉子的平衡精度等級與許用不平衡量的確定（1）轉子的平衡精度A和平衡等級G轉子平衡結果的優(yōu)良程度稱為轉子的平衡精度國際上常用來表示轉子的平衡精度

2．轉子的平衡精度等級與許用不平衡量的確定（1）轉子的平衡精（2）轉子許用不平衡量的確定A＝[e]ω/1000mm/s靜不平衡的轉子，[e]由上式求得

對于動不平衡轉子，先由表中定出[e]，再求得許用不平衡質徑積[mr]＝m[e]，然后在將其分配到兩個平衡基面上。（2）轉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

平面機構的平衡

機構平衡的條件

通常，對機構只進行總慣性力的平衡，此時，應使機構的質心加速度為零，即應使機構的質心靜止不動。

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