机械原理课后答案第6章.doc

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1、 第6章作业61什么就是静平衡?什么就是动平衡?各至少需要几个平衡平面?静平衡、动平衡得力学条件各就是什么? 62动平衡得构件一定就是静平衡得，反之亦然，对吗?为什么?在图示 （a）（b）两根曲轴中，设各曲拐得偏心质径积均相等，且各曲拐均在同一轴平面上。试说明两者各处于何种平衡状态? 涇终纣铽螞齊颍。 答：动平衡得构件一定就是静平衡得，反之不一定。因各偏心质量产生得合惯性力为零时，合惯性力偶不一定为零。（a）图处于动平衡状态，（b）图处于静平衡状态。书鹎屬纽瞼惱嗇。 6一3既然动平衡得构件一定就是静平衡得，为什么一些制造精度不高得构件在作动平衡之前需先作静平衡? 64为什么作往复运动得构件与作

2、平面复合运动得构件不能在构件本身内获得平衡，而必须在基座上平衡?机构在基座上平衡得实质就是什么? 荆辅塋躒鞯閑冯。答 由于机构中作往复运动得构件不论其质量如何分布，质心与加速度瞬心总就是随着机械得运动周期各沿一条封闭曲线循环变化得，因此不可能在一个构件得内部通过调整其质量分布而达到平衡，但就整个机构而言各构件产生得惯性力可合成为通过机构质心得得总惯性力与总惯性力偶矩，这个总惯性力与总惯性力偶矩全部由机座承受，所以必须在机座上平衡。机构在基座上平衡得实质就是平衡机构质心得总惯性力，同时平衡作用在基座上得总惯性力偶矩、驱动力矩与阻力矩。觞缑薊镖驳镗鍺。 65图示为一钢制圆盘，盘厚b=50 mm。位

3、置I处有一直径=50 inm得通孔，位置处有一质量m2=0、5 kg得重块。为了使圆盘平衡，拟在圆盘上r=200 mm处制一通孔，试求此孔得直径与位置。(钢得密度=7、8 gem3。)閹驕癱雾娇廁讞。 解 根据静平衡条件有:m1rI+m2r+mbrb=0m2r=0、520=10 kg、cmm1r1=(/4) 2br1=7、8 10-3(/4)525 l0=7、66 kg、cm滤瞩绽镊滸瘗觯。 取W=4(kg、cm)cm，作质径积矢量多边形如图所示，所添质量为: m b=wwbr=42、720=0、54 kg，b=72，可在相反方向挖一通孔其直径为：66图示为一风扇叶轮。已知其各偏心质量为m1=

4、2m2=600 g，其矢径大小为r1=r2=200 mm，方位如图。今欲对此叶轮进行静平衡，试求所需得平衡质量得大小及方位(取rb=200 mm)。崢凍谊贱针树誆。 (注：平衡质量只能加在叶片上，必要时可将平衡质量分解到相邻得两个叶片上。)解 根据静平衡条件有: m1r1+m2r2+mbrb=0m1r1=0、620=1 2 kg、cmm2r2=0、320=6 kg、cm取W=4(kg、cm)/cm作质径积矢量多边形如图mb=WWb/r=42、420=0、48 kg，b =45分解到相邻两个叶片得对称轴上 67在图示得转子中，已知各偏心质量m1=10 kg，m2=15 k，m3=20 kg，m4

5、=10 kg它们得回转半径大小分别为r1=40cm，r2=r4=30cm，r3=20cm，方位如图所示。若置于平衡基面I及中得平衡质量mbI及mb得回转半径均为50cm，试求mbI及mb得大小与方位(l12=l23=l34)。獷阊数诗蒉锚徠。解 根据动平衡条件有 以W作质径积矢量多边形，如图所示。则 mbI=WWbI/rb=5、6 kg，bI =6mb=WWb/rb=5、6 kg，b=14568图示为一滚筒，在轴上装有带轮现已测知带轮有一偏心质量。另外，根据该滚筒得结构知其具有两个偏心质量m2=3 kg，m3=4，各偏心质量得方位如图所示（长度单位为）。若将平衡基面选在滚筒得两端面上，两平衡基

6、面中平衡质量得回转半径均取为，试求两平衡质量得大小与方位。若将平衡基面改选在带轮宽度得中截面上，其她条件不变，两平衡质量得大小与方位作何改变？蔦貞聾簞硕财橱。解 (1)以滚筒两端面为平衡基面时，其动平衡条件为 以W作质径极矢量多边形如图 (a)，(b)，则 mbI=WWbI/rb=1、45 kg， bI =145 mb=WWb/rb=0、9kg，b=255 (2)以带轮中截面为平衡基面时，其动平衡条件为 以w=2 kg、crnrnm，作质径积矢量多边形，如图 (c)，(d)，则 mbI=WWbI/rb=227/40=1、35 kg，bI =160 mb=WWb/rb=214/40=0、7kg，

7、b=-10569 已知一用于一般机器得盘形转子得质量为30 kg，其转速n=6 000 rmin，试确定其许用不平衡量。艰滎諍鹄樯轻頦。 解 (1)根据一般机器得要求，可取转子得平衡精度等级为G6、3，对应平衡精度A=6、3。(2) n=6000 rmin， =2n/60=628、32 rad/se=1 000A=10、03mmr=me=3010、0310-4=0、03 kg、cm 610 图示为一个一般机器转子，已知转子得质量为15 kg，其质心至两平衡基面I及得距离分别为l1=100 mm，12=200 mm，转子得转速n=3 000 rmin，试确定在两个平衡基面I及内得许用不平衡质径积

8、。当转子转速提高到6 000 rmin时，其许用不平衡质径积又各为多少?鱭厂彦贓擇输骋。 解 (1)根据一般机器得要求，可取转子得平衡精度等级为G6、3，对应平衡精度A=6、3mms。(2)n=3000rmin, =2n/60= 314、16 rads e=1 000A=20、05mmr=me=1520、0510-4=0、03 kg、cm可求得两平衡基面I及中得许用不平衡质径积为 (3) n=6000 rmin， =2n/60=628、32 rad/se=1 000A=10、025mmr=me=1510、02510-4=15g、cm可求得两平衡基面I及中得许用不平衡质径积为 611 有一中型电

9、机转子其质量为m=50 kg，转速n=3 000 rmin，已测得其不平衡质径积mr=300 gmm，试问其就是否满足平衡精度要求? 612在图示得曲柄滑块机构中，已知各构件得尺寸为lAB=100 mm, lBC=400 mm；连杆2得质量m2=12 kg，质心在s2处，lBS2=4003 mm；滑块3得质量m3=20 kg，质心在C点处；曲柄1得质心与A点重合。今欲利用平衡质量法对该机构进行平衡，试问若对机构进行完全平衡与只平衡掉滑块3处往复惯性力得50得部分平衡，各需加多大得平衡质量mC与mC(取lBC=1AC=50 mm)?訖價籌殞鸶堕檻。解 (1)完全平衡需两个平衡质量，各加在连杆上C

10、点与曲柄上C点处，平衡质量得大小为： mC =(m2lBS2+m3lBC)/lBC=(12403+2040)5=192 kg mC=(m+m2+m3) lAB/lAC=(1 92十12+20)105=448 kg(2)部分平衡需一个平衡质量。应加在曲柄延长线上C点处。平衡质量得大小为：用B、C为代换点将连杆质量作静代换得 mB2=m2lS2C/lBC=1 223=8 kg mC2=m2lBS2、lBC=1 24=4 kg mB=mB2=8kg, mC=mC2+m3=24 kg故下衡质量为mC=(mB+mC/2)lAB/lAC=(8+24/2) 10/5=40kg 613在图示连杆一齿轮组合机构

11、中，齿轮a与曲柄1固连，齿轮b与c分别活套在轴C与D上，设各齿轮得质量分别为m。=10 kg，m b=12 kg，m。=8 kg，其质心分别与轴心B、c、D重合，而杆1、2、3本身得质量略去不计，试设法平衡此机构在运动中得惯性力。頜逕岡譴紹辈偵。解 如图所示，用平衡质量m来平衡齿轮a得质量，r=lAB； m=malAB/r=10kg用平衡质量，m”来平衡齿轮b得质量，r=lCD m=mblCD/r齿轮c不需要平衡。 614 图a所示为建筑结构抗震试验得振动发生器。该装置装在被试建筑得屋顶。由一电动机通过齿轮拖动两偏心重异向旋转(偏心重得轴在铅垂方向)，设其转速为150 rmin，偏心重得质径积为500kg、m求两偏心重同相位时与相位差为180时，总不平衡惯性力与惯性力矩得大小及变化情况。嘸访涼访归缌铋。 图b为大地重力测量计(重力计)得标定装置，设r=150 mm，为使标定平台得向心加速度近似于重力加速度(9、81 ms2)，同步带轮得角速度应为多大?为使标定平台上升与下降均能保持相同得匀速回转，在设计中应注意什么事项?谨项颅鑣輝躓键。