第6章平衡精选文档.ppt

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1、第6章平衡本讲稿第一页，共二十页第六章第六章 机械的平衡机械的平衡6-16-1目的及内容目的及内容:转子的惯性力有时相当可观，转子的惯性力有时相当可观，例：当例：当一、目的：一、目的：克服运动付中动压力，减小磨擦力内应力，提高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）。寿命，减小基础振动（汽车底盘振动）。高精度机械重要，如沙轮。高精度机械重要，如沙轮。相反，振动打桩，打夯，振动料斗相反，振动打桩，打夯，振动料斗本讲稿第二页，共二十页二、内容：消除，减小惯性力二、内容：消除，减小惯性力1 1、回转体的平衡，如硬盘，、回转体的平衡，如硬盘，I I级机构。级机构。惯

2、性力平衡惯性力平衡:调整平面上质量分布，使轴承上动压力为零。调整平面上质量分布，使轴承上动压力为零。惯性力矩平衡惯性力矩平衡:轴向尺寸大轴向尺寸大 分为刚性转子分为刚性转子:n0.6:n0.60.75n0.75ne1;e1;挠性转子挠性转子:n0.6:n0.60.75n0.75nelel n nelel为一阶自振频率。为一阶自振频率。2 2、机构平衡，、机构平衡，级以上机构级以上机构回转体为回转体为级机构，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部或级以上机构，如四杆机构的平衡问题，即在机座上振动力全部或部分消除，轴承上的力无法消除。部分消除，轴承上的力无法消除。本讲稿第三

3、页，共二十页6-26-2刚性转子的静平衡刚性转子的静平衡只考虑力，不考虑力矩。只考虑力，不考虑力矩。盘状转子，宽盘状转子，宽b/b/直径直径D D0.20.2。质量在质量在与轴线的同一个平面内。成与轴线的同一个平面内。成为一个平面力系的问题。为一个平面力系的问题。若合力为另，则质心在轴上，称为若合力为另，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，而不考只考虑转子质心的惯性力，而不考虑力矩，则称为静平衡。虑力矩，则称为静平衡。本讲稿第四页，共二十页一、静平衡的计算一、静平衡的计算设计阶段计算惯性力设计阶段计算惯性力配重惯性力配重惯性力所以所

4、以质质径径积积本讲稿第五页，共二十页平衡后，质径积之和为零。平衡后，质径积之和为零。质径积质径积矢量矢量，可以用图，可以用图解法或向坐标轴投影求解。解法或向坐标轴投影求解。可以解得配重的大小及方可以解得配重的大小及方向。方向一定，大小包括向。方向一定，大小包括质量和半径，质量和半径，r r增加增加PP，r r变号变号m m变号，变为减重。变号，变为减重。只加一个只加一个P P即可平衡。亦可即可平衡。亦可加配重，亦可减重。加配重，亦可减重。质质量、半径，任意量、半径，任意给给定一定一个个本讲稿第六页，共二十页二、静平衡实验二、静平衡实验理由：制造、安装、材料不均匀等造成误差理由：制造、安装、材料

5、不均匀等造成误差,产生产生静不平衡，无法计算出来，偶然误差。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方法：检查重心是否在轴线上1 1水平刀口支撑，若重心不在轴上，重心与支撑水平刀口支撑，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，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。则平衡完毕，刀口须平行，轴直径须相同。本讲稿第七页，共二十页2,2,两对滚子平衡，合力过轴心，重心不过轴心，则两对滚子平衡，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，直径可不同旋转，直到任一位置平衡，有磨擦力，直径可不同本讲稿

6、第八页，共二十页6-36-3刚性转子动平衡刚性转子动平衡1 1轴向尺寸大轴向尺寸大b/D0.2b/D0.22 2精度要求高精度要求高偏心重分布在几个回转平面内，偏心重分布在几个回转平面内，动平衡动平衡转子在转动时不但偏心质转子在转动时不但偏心质量的惯性力之和为零，且力矩之和也量的惯性力之和为零，且力矩之和也为零。为零。本讲稿第九页，共二十页动平衡的计算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。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。每个力向两个基面分解。本讲稿第十页，共二十页任选两个平衡基任选两个平衡基面，面，、安装配安装配重重分别在分别在、内求出内求出

7、质径积质径积用静平衡法求配重用静平衡法求配重每个面安装一个配每个面安装一个配重，质量、半径任重，质量、半径任选一。选一。本讲稿第十一页，共二十页动平衡机动平衡机1 1，22动力、传动动力、传动33万向节万向节44转子转子5 5，66传感器传感器7 7 解算解算88放大放大99显示显示1010整形放大整形放大1111鉴相器鉴相器1212光电头光电头1313放大整形放大整形1414标记，基准相位标记，基准相位本讲稿第十二页，共二十页6-46-4转子的许用不平衡量转子的许用不平衡量质径积表示法，偏心距表示法。质径积表示法，偏心距表示法。质量质量质径积与轴承压力、振动等有关，绝对量质径积与轴承压力、振

8、动等有关，绝对量偏心距偏心距相对量。相对量。一个铁，一个铝，一个铁，一个铝，e e相同，铝比铁好。说明二者平相同，铝比铁好。说明二者平衡等级相同。衡等级相同。本讲稿第十三页，共二十页6-56-5挠性转子动平衡挠性转子动平衡转速与平衡有关。转速与平衡有关。轴弯曲，平衡基面可选择多轴弯曲，平衡基面可选择多一些。一些。本讲稿第十四页，共二十页6-66-6平面机构的平衡平面机构的平衡不能在构件中平衡，整个机构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，应考虑惯性力，惯性力矩.惯性力矩应与外力矩一起考虑，复杂，惯性力矩应

9、与外力矩一起考虑，复杂，不研究不研究只考虑力平衡。只考虑力平衡。本讲稿第十五页，共二十页整个机构，有一个质心，整个机构，有一个质心，p=-map=-mac c若若p=0,p=0,则则a ac c=0=0，即，即v=cv=c或或v=0v=0v=cv=c为均速直线运动为均速直线运动,不可能，必有不可能，必有v=0v=0质心落在机架的铰链上，质心落在机架的铰链上，v=0v=0。完全力、力矩平衡完全力、力矩平衡1,1,用对称机构，用对称机构，aa相反，相反，m m相同相同力可完全平衡，但体积庞大，力矩迭加力可完全平衡，但体积庞大，力矩迭加.2,2,先把力平衡，再加齿轮。先把力平衡，再加齿轮。本讲稿第十

10、六页，共二十页完全力平衡完全力平衡本讲稿第十七页，共二十页部分力平衡部分力平衡本讲稿第十八页，共二十页2 2用配重用配重质量代换法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。以了。集中质量的求法：集中质量的求法：(1)(1)集中质量总和原质量集中质量总和原质量(2)(2)集中代换点质量的质心与原质心重合。集中代换点质量的质心与原质心重合。(3)(3)集中代换点对质心的转动惯量原构件对质心的集中代换点对质心的转动惯量原构件对质心的J J第第3 3条不用，条不用，不考虑转动，力矩不考虑转动，力矩第第2 2条虽为矢量式，但在一条直线上，故一个方程。条虽为矢量式，但在一条直线上，故一个方程。(1),(2)(1),(2)两式子两式子2 2个未知量个未知量给定代换点可以求代换质量给定代换点可以求代换质量本讲稿第十九页，共二十页 本讲稿第二十页，共二十页