1、第六章 机械的平衡,自动化学院 廖启征,第六章 机械的平衡,6-1目的及内容:转子的惯性力有时相当可观，例：当 一、目的： 克服运动付中动压力，减小磨擦力内应力，提高寿命，减小基础振动（汽车底盘振动）。 高精度机械重要，如沙轮。 相反，振动打桩，打夯，振动料斗,二、内容：消除，减小惯性力 1、回转体的平衡，如硬盘，I级机构。 惯性力平衡:调整平面上质量分布，使轴承上动压力为零。 惯性力矩平衡:轴向尺寸大 分为刚性转子:n0.60.75ne1;挠性转子:n0.60.75nel nel为一阶自振频率。 2、机构平衡，级以上机构 回转体为级机构， 级以上机构，如四杆机构的平衡问题，即在机座上振动力全
2、部或部分消除，轴承上的力无法消除。,6-2刚性转子的静平衡 只考虑力，不考虑力矩。 盘状转子，宽b/直径D0.2。 质量在与轴线的同一个平面内。成为一个平面力系的问题。 若合力为另，则质心在轴上，称为静平衡的转子，否则为静不平衡 只考虑转子质心的惯性力，而不考虑力矩，则称为静平衡。,一、静平衡的计算 设计阶段计算惯性力 配重惯性力 所以,质径积,平衡后，质径积之和为零。 质径积矢量，可以用图解法或向坐标轴投影求解。 可以解得配重的大小及方向。方向一定，大小包括质量和半径，r增加P，r变号m变号，变为减重。 只加一个P即可平衡。亦可加配重，亦可减重。 质量、半径，任意给定一个,二、静平衡实验 理
3、由：制造、安装、材料不均匀等造成误差,产生静不平衡，无法计算出来，偶然误差。 方法：检查重心是否在轴线上 1水平刀口支撑，若重心不在轴上，重心与支撑不在竖直线上，则转动，若任一位置均可平衡，则平衡完毕，刀口须平行，轴直径须相同。,2,两对滚子平衡，合力过轴心，重心不过轴心，则旋转，直到任一位置平衡，有磨擦力，直径可不同,6-3刚性转子动平衡 1轴向尺寸大b/D0.2 2精度要求高 偏心重分布在几个回转平面内， 动平衡转子在转动时不但偏心质量的惯性力之和为零，且力矩之和也为零。,动平衡的计算 确定出偏心量的大小、位置，选择两个平衡基面。 每个力向两个基面分解。,任选两个平衡基面，、安装配重 分别
4、在、内求出质径积 用静平衡法求配重 每个面安装一个配重，质量、半径任选一。,动平衡机 1，2动力、传动 3万向节 4转子 5，6传感器 7 解算 8放大 9显示 10整形放大 11鉴相器 12光电头 13放大整形 14标记，基准相位,6-4转子的许用不平衡量 质径积表示法，偏心距表示法。 质量 质径积与轴承压力、振动等有关，绝对量 偏心距相对量。 一个铁，一个铝，e相同，铝比铁好。说明二者平衡等级相同。,6-5挠性转子动平衡 转速与平衡有关。轴弯曲，平衡基面可选择多一些。,6-6平面机构的平衡 不能在构件中平衡，整个机构平衡 运动付中力不能消除，但机座上的力可，应考虑惯性力，惯性力矩. 惯性力
5、矩应与外力矩一起考虑，复杂，不研究 只考虑力平衡。,整个机构，有一个质心，p=-mac 若p=0,则ac=0，即v=c或v=0 v=c为均速直线运动,不可能，必有v=0 质心落在机架的铰链上，v=0。 完全力、力矩平衡 1,用对称机构，a相反，m相同 力可完全平衡，但体积庞大，力矩迭加. 2,先把力平衡，再加齿轮。,完全力平衡,部分力平衡,2用配重 质量代换法 在确定构件惯性力时（及矩）为了简化，可把构件质量用集中于某几个选定点的集中质量来代替，只计算这些集中质量就可以了。 集中质量的求法： (1)集中质量总和原质量 (2)集中代换点质量的质心与原质心重合。 (3)集中代换点对质心的转动惯量原构件对质心的J 第3条不用，不考虑转动，力矩 第2条虽为矢量式，但在一条直线上，故一个方程。 (1),(2)两式子2个未知量 给定代换点可以求代换质量,
