第08章 回转件的平衡.ppt

§8-1 回转件平衡的目的
一. 机械平衡的目的:
若回转件的质量不在回转中心,则会产生离心惯性力:
F=mr2
 F  0、M 0
不平衡带来的不良后果:
1)在运动副中产生附加的动压力,从而
增大构件中的内应力和运动副中的摩
擦,加剧运动副的磨损,降低机械效
率和使用寿命。
2)使机械产生周期性振动,使工作可靠性降低,精度降低。若
≈固,会发生共振,产生严重后果。
转子——作回转运动的构件。亦称回转件。
不平衡的原因:
结构不对称;材质不均匀;制造不准确。
二. 平衡的内容:
各构件的结构及运动形式不同,所产生的惯性力和平衡方法也不同。平衡问题分:
绕固定轴回转的构件的惯性力平衡:
1)刚性转子的平衡:
转子的刚性好、共振转速高,转子的工作转速一般较低(n<~)nc1),弹性变形小,这类转子称刚性转子。
2)挠性转子的平衡:
质量很大、跨度很大、径向尺寸小、共振转速低、而工作速度较高(一般n(~)nc1),工作过程产生较大弯曲变形,这类转子称挠性转子。。
2. 机构平衡:
作平面复合运动的构件,其惯性力很难在某一构件上平衡,就必须对整个机构进行研究,使其惯性力(偶)完全或部分平衡,以消除或降低其不良影响。
回转件平衡的目的:
调整回转件的质量分布,使转子工作时的离心力(偶)系达到平衡,以消除附加动压力,尽可能减轻有害振动。
§8-2 回转件的平衡计算
一. 质量分布在同一平面内:
1. 概念:
对于轴向尺寸较小的盘状转子(即宽径比B/D<),例如齿轮、盘形凸轮、带轮、链轮及叶轮等,它们的质量可以视为分布在同一平面内。
如图所示,红色小块为偏心质量,转
子在运转过程中必然产生惯性力,从
而在转动副中引起附加动压力。
平衡方法——在转子上增加或除去一部分质量,使其质心与回
转轴线重合,从而使转子的惯性力得以平衡。
单面平衡——只要求惯性力达到平衡,称为单面平衡,也叫静
平衡。
(b/D <)
已知盘形不平衡转子其偏心质量分别为m1、m2、m3,其向径分别为r1、r2、r3,所产生的惯性力分别为F1、F2、F3,据平面力系平衡的原理,所加的平衡质量mb及其向径rb可由下式求得。
各偏心质量所产生的离心惯性力分别为:
转子的静平衡条件为:
平衡质径积可用图解法求得:
m1r1
m2r2
m3r3
mbrb
由于实际机构的限制,有时不能在所需平衡的回转面上安装平衡质量。如下图所示:
根据力的分解原理,这时可在任选的两个平面上添加或减去质量来达成平衡。如图所示,只需满足如下关系:
联解得:
即有:
特别地,当时:
二、质量分布不在同一平面内
b/D >。
m1
m3
m2
F1
F3
F2
m
m
图a
图b
动不平衡
回转件的动平衡条件:转子运转时其各偏心质量产生的惯性力和
惯性力偶矩同时得以平衡。即:
动平衡(双面平衡)
如右图所示的转子,具
有偏心质量分别为m1、m2、
m