《机械设计及应用技术》第十二章_平衡和调速ppt课件.ppt

在此输入您的封面副标题机械设计及应用技术机械设计及应用技术第十二章第十二章_平平衡和调速衡和调速第十二章第十二章 平衡和调速平衡和调速12.1 回转件的平衡回转件的平衡12.2 平面机构的平衡简介平面机构的平衡简介12.3 机械速度波动的调节机械速度波动的调节12.112.1回转件的平衡回转件的平衡平衡和调速是两个不同的机械动力学问题。平衡和调速是两个不同的机械动力学问题。质心不在转动轴线上，转动时回转件会产生离心惯性力质心不在转动轴线上，转动时回转件会产生离心惯性力或惯性力偶矩，引起附加动压力，引发周期性振动。或惯性力偶矩，引起附加动压力，引发周期性振动。回转件平衡的目的：消除减小不平衡惯性力。回转件平衡的目的：消除减小不平衡惯性力。回转件的平衡原理是基于理论力学中的力系平衡理论。回转件的平衡原理是基于理论力学中的力系平衡理论。只要求惯性力平衡只要求惯性力平衡静平衡静平衡不仅要求惯性力平衡，还要求惯性力引起的力矩也达到不仅要求惯性力平衡，还要求惯性力引起的力矩也达到平衡平衡动平衡动平衡12.112.1回转件的平衡回转件的平衡一、回转件的静平衡一、回转件的静平衡1.静平衡原理静平衡原理利用在回转件上利用在回转件上增加或除去一部分质量增加或除去一部分质量的方法，使的方法，使其质心与回转轴心重合，即可使回转件的惯性力得其质心与回转轴心重合，即可使回转件的惯性力得以平衡。以平衡。2i iFmr加平衡质量加平衡质量mb，则则0bFF2bb bFm r0i ib bmrm r确定方向确定方向也可在也可在rb的反方向按的反方向按-mbrb除去除去相应质量的材料。相应质量的材料。质量分布在同一平面内质量分布在同一平面内12.112.1回转件的平衡回转件的平衡2.静平衡试验静平衡试验12.112.1回转件的平衡回转件的平衡二、回转件的动平衡二、回转件的动平衡1.动平衡原理动平衡原理计算方程：计算方程：0iF 0iM m1,m2,m3r1,r2,r3F1,F2,F3质量不在同一平面内质量不在同一平面内12.112.1回转件的平衡回转件的平衡分解分解ii iFFl l()iiiFF lll分别在两个平面中静平衡分别在两个平面中静平衡1230bFFFF1230bFFFF代入上两式即可求得两个平面内的平衡质径积。代入上两式即可求得两个平面内的平衡质径积。满足动平衡的回转件满足动平衡的回转件一定一定满足静平衡，满足静平衡，静平衡的回转件静平衡的回转件不一定不一定满足动平衡。满足动平衡。12.112.1回转件的平衡回转件的平衡2.动平衡试验动平衡试验12.212.2平面机构的平衡简介平面机构的平衡简介一、完全平衡法一、完全平衡法1.采用对称机构平衡法采用对称机构平衡法采用对称布置采用对称布置会使机构体积大为增加会使机构体积大为增加12.212.2平面机构的平衡简介平面机构的平衡简介2.利用平衡质量平衡利用平衡质量平衡12.212.2平面机构的平衡简介平面机构的平衡简介二、部分平衡法二、部分平衡法1.利用非完全对称机构平衡利用非完全对称机构平衡惯性相互抵消惯性相互抵消2.利用平衡质量平衡利用平衡质量平衡12.312.3机构速度波动的调节机构速度波动的调节一、目的和方法一、目的和方法机构不能匀速运转：驱动力做的功和阻力做的功不等。机构不能匀速运转：驱动力做的功和阻力做的功不等。驱动力做的功大于阻力做的功，则出现盈功；驱动力做的功大于阻力做的功，则出现盈功；反之，出现亏功。反之，出现亏功。盈功使机械动能增加，亏功使动能减少，从而引起盈功使机械动能增加，亏功使动能减少，从而引起速度波动。速度波动。12.312.3机构速度波动的调节机构速度波动的调节2.周期性速度波动与调节周期性速度波动与调节1.非周期性速度波动与调节非周期性速度波动与调节调速器调速器安装飞轮安装飞轮盈功时飞轮储能，速度略增；盈功时飞轮储能，速度略增；亏功时飞轮将能量释放，速度略减。亏功时飞轮将能量释放，速度略减。12.312.3机构速度波动的调节机构速度波动的调节二、飞轮设计的近似方法二、飞轮设计的近似方法平均角速度近似值：平均角速度近似值：maxmin2m用名义转速用名义转速n表示：表示：30mn机械周期性速度波动的程度通常用机械运转速度不均匀机械周期性速度波动的程度通常用机械运转速度不均匀系数系数 来表示：来表示：maxminm12.312.3机构速度波动的调节机构速度波动的调节飞轮设计的飞轮设计的基本问题基本问题是根据机械实际所需的平均角是根据机械实际所需的平均角速度速度 和许用的不均匀系数和许用的不均匀系数 值来确定飞轮的转动值来确定飞轮的转动惯量惯量 。m FJ max22900FWJn转动惯量转动惯量飞轮宜装在高速轴上飞轮宜装在高速轴上 不宜选的过小不宜选的过小 12.312.3机构速度波动的调节机构速度波动的调节主要尺寸计算：主要尺寸计算：假设全部质量假设全部质量m全部集中在平均直全部集中在平均直径径Dm的圆周上，的圆周上，2224mmFDDJmm24FmJmD又又mmD HB选定比值选定比值H/B或或B/Dm后，即可求出轮缘厚度后，即可求出轮缘厚度H和宽度和宽度B。由于飞轮转速较高，为防止轮缘破裂，还应校核飞轮外由于飞轮转速较高，为防止轮缘破裂，还应校核飞轮外圆的圆周速度，使其不超过许用值。圆的圆周速度，使其不超过许用值。12.312.3机构速度波动的调节机构速度波动的调节例例12-1：作能量指示图作能量指示图max( 550 100 125)575WN mN m 2max2222900900 57543.7kg m1600300FWJn