机械原理第六章机构的平衡.ppt

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1、机械原理课件第六章机构的平衡现在学习的是第1页，共17页6-1 机械平衡的目的及内容机械平衡的目的及内容刚刚性性回回转转体体挠挠性性回回转转体体机机构构现在学习的是第2页，共17页1.危害危害运动副中动压力运动副中动压力构件的内应力和摩擦力构件的内应力和摩擦力磨损增大、机械效率磨损增大、机械效率和使用寿命降低和使用寿命降低构件惯性力和惯性力矩构件惯性力和惯性力矩静平衡静平衡动平衡动平衡刚性回转体的平衡刚性回转体的平衡a.刚性回转体的平衡刚性回转体的平衡b.挠性回转体的平衡挠性回转体的平衡c.机构的平衡机构的平衡2.目的目的 减小惯性力和惯性力矩的影响，改善机构的工作性能。减小惯性力和惯性力矩的

2、影响，改善机构的工作性能。3.分类分类现在学习的是第3页，共17页一、几何条件一、几何条件6-2 刚性回转体的静平衡刚性回转体的静平衡B/D 1/5BDm3m1m2二、平衡条件二、平衡条件惯性力的矢量和为零。惯性力的矢量和为零。m3m1m2Fi=0现在学习的是第4页，共17页三、静平衡原理三、静平衡原理m1m2m3F1=m1 r1w w2F2=m2 r2w w2F3=m3 r3w w2各集中质量点产生的离心惯性力为：各集中质量点产生的离心惯性力为：若：若：F1+F2+F3 0表明此回转体为非平衡回转体。表明此回转体为非平衡回转体。人为增加一个质量点人为增加一个质量点mP ，该质量点产生一个离心

3、惯，该质量点产生一个离心惯性力性力FP，F1+F2+F3+FP =0称对此回转体进行了平衡。称对此回转体进行了平衡。使下式成立使下式成立r2r1r3F1F2F3FPmP总质心点总质心点现在学习的是第5页，共17页结论：结论：若欲使回转体处于平衡，则各质量点的质径积若欲使回转体处于平衡，则各质量点的质径积(或重径积或重径积)的矢量和为零。的矢量和为零。求解方法：求解方法：A.矢量图解法矢量图解法Fi=mi riw w2 F1+F2+F3+FP =0F1F2F3m1m2m3r2r1r3FPmP质径积质径积重径积重径积WPW1W2W3选取比例尺选取比例尺：W=(kgm/mm)miriWi其中：其中：

4、Wi=miri即：即：m1 r1w w2+m2 r2w w2+m3 r3w w2+mP rPw w2=0也可有：也可有：m1 r1+m2 r2+m3 r3+mP rP=0G1 r1+G2 r2+G3 r3+GP rP=0现在学习的是第6页，共17页B.坐标轴投影法坐标轴投影法F1F2F3m1m2m3r2r1r3FPmP(2)平衡质量点的解包含两个方面：质平衡质量点的解包含两个方面：质(重重)径积的径积的量量和和方位方位。此时，往。此时，往往已知平衡质量点应在的径向尺寸。往已知平衡质量点应在的径向尺寸。(3)可分别用矢量方程图解法和坐标轴投影法两种方法求解。可分别用矢量方程图解法和坐标轴投影法两

5、种方法求解。m1 r1+m2 r2+m3 r3+mP rP=0 xy mx1 rx1+mx2 rx2+mx3 rx3+mxP rxP=0 my1 ry1+my2 ry2+my3 ry3+myP ryP=0可求得可求得mxP rxP和和myP ryP 及与及与x轴夹角轴夹角a a。a a讨论：讨论：(1)因为忽略了回转体厚度的影响，故此因为忽略了回转体厚度的影响，故此时，回转体离心惯性为一汇交力系。时，回转体离心惯性为一汇交力系。现在学习的是第7页，共17页(4)静平衡实验静平衡实验说明了何谓静平衡说明了何谓静平衡mm2mF-F此系统是否平衡？此系统是否平衡？现在学习的是第8页，共17页F F

6、F(1)此为平行力系；此为平行力系；(2)若使此力系平衡，需有：若使此力系平衡，需有：Fi=0Mi=0现在学习的是第9页，共17页6-3 刚性回转体的动平衡刚性回转体的动平衡F F F 需在两个平衡基面上增加需在两个平衡基面上增加(或减去或减去)。一、几何条件一、几何条件 B/D 1/5 即不能忽略力矩的影响。即不能忽略力矩的影响。二、力平衡条件二、力平衡条件三、特点三、特点 平衡基面：平衡基面：增加增加(或减去或减去)平平衡质量点所在的回转面。衡质量点所在的回转面。Fi=0 Mi=0现在学习的是第10页，共17页现在学习的是第11页，共17页F F F 将力将力F平行分解到两个平衡基面上，得

7、平行分解到两个平衡基面上，得F1和和F2，即，即四、平衡原理四、平衡原理 L1 L2 L F2=FL1 L(4)F1=FL2 L(3)F2F1 F=F1+F2 F1 L1=F2 L2 即即F1=-F F2=-F F=F1+F2 (1)F1L1=F2L2 (2)可解得可解得现在学习的是第12页，共17页平衡原理：平衡原理：将集中质量点所产生的离心力将集中质量点所产生的离心力F向向两个平衡基面上分解，得到两个分力两个平衡基面上分解，得到两个分力F1和和F2；合力合力F 对系统的影响可以完全有两对系统的影响可以完全有两分力分力F1、F2对系统的影响所代替；对系统的影响所代替；FFF L1 L2 L

8、F2F1 在平衡基面上分别对两个分力在平衡基面上分别对两个分力F1、F2进行平衡，得平衡力进行平衡，得平衡力F 和和F，从而，从而完成对集中质量点的平衡。完成对集中质量点的平衡。现在学习的是第13页，共17页l1l2l3lF1F2F3r1m1m2r2m3r3F3F3F1F1F2F2 平衡基面平衡基面现在学习的是第14页，共17页L1L2L3LF1F2F3r1m1m2r2m3r3F2F1F3F3F1F2 F1=F1 L-L1 LF1=F1L1 LF2=F2 L-L2 LF2=F2L2 LLF3=F3 L-L3 LF3=F3L3 mrFmFrF1+F2+F3+F=0F1+F2+F3+F=0从而求得从而求得mr和和mr。现在学习的是第15页，共17页L1L2L3LF1F2F3r1m1m2r2m3r3 F2F1F3F2F1F3步骤：步骤：(1)分别将各回转平面上集中质量点分别将各回转平面上集中质量点mi所产生的惯性力所产生的惯性力Fi(或或质径积、重径积质径积、重径积)向两个平衡基面上分解，得到向两个平衡基面上分解，得到F i和和F i。(2)分别在两个平衡基面上用静平衡的方法求解平衡质量点分别在两个平衡基面上用静平衡的方法求解平衡质量点的质径积的质径积mi ri(或重径积或重径积)。现在学习的是第16页，共17页本章结束本章结束现在学习的是第17页，共17页