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1、,第四章 机械的平衡,4.1 机械平衡的目的和内容,4.2 刚性转子的平衡计算,4.3 刚性转子的平衡试验,4.4 刚性转子的许用不平衡量及平衡精度,4.5 平面机构的平衡,思考题,机械平衡的目的及内容,4.1.1 机械平衡的目的,设法将构件的不平衡惯性力加以平衡，以消除或减小惯性力的不良影响。,4.1.2 机械平衡的内容,机械平衡的内容,转子的平衡,(2)机构的平衡,1)刚性转子的平衡,静平衡 仅惯性力平衡。,动平衡 惯性力和惯性力偶矩的同时平衡。,2)挠性转子的平衡,作往复移动或平面复合运动的构件,需就整个机构来加以平衡，即机械在机座上的平衡。,刚性转子的平衡计算,4.2.1 静平衡计算,
2、静不平衡转子：轴向尺寸较小(b/D0.2)，质量可认为分布在同一平面内，其不平衡在静态时可显现出盘状转子。,静平衡条件：,静平衡计算：对于结构静不平衡的转子，计算确定在一个平衡基面内需加或去除的平衡质量，使其得以平衡，即单面平衡。,4.2.2 动平衡计算,动不平衡转子,轴向尺寸较大b/D0.2)，质量不可视为分布在同一平面内，其不平衡 只有在运转时才显现出来的转子。,动平衡条件：,动平衡计算：对于结构动平衡转子，计算确定两个平衡基面内需要加或除去的平衡质量，使之完全平衡，即双面平衡。,例1,例2,刚性转子的平衡试验,4.3.1 刚性转子的静平衡实验,实验装置：导轨式静平衡仪、滚轮式静平衡仪,4
3、.3.2 刚性转子的动平衡实验,实验特点：结构简单，操作方便，能满足一定的精度要求，但工作效率低。对于批量转子的平衡，可采用一种快速测定平衡的单面平衡机。,实验设备：,驱动系统、支承系统、测量显示系统等组成。,振动传感器将转子所引起的振动转换成电信号，通过电子线路加以处理和放大，最后用仪器显示出被试转子的不平衡质量矢径积的大小和方位。,平衡原理：,刚性转子的许用不平衡量及平衡精度,根据工作要求，对转子规定适当的许用不平衡量是很有必要的。,1.许用不平衡量表示方法,许用不平衡矢径积：,以mr表示,许用偏心距：,以e表示,两种表示的关系：e=mr/m,转子的平衡精度等级：,国际上已标准化，见表9.
4、1,2.转子许用不平衡量的确定：,静不平衡的转子：许用不平衡量e在选定A值后可由上式求得。,动不平衡的转子：先由表中求出e，再求得许用不平衡矢径积mr=me；然后将其分配在两个平衡基面上，即,思 考 题,静平衡的回转构件 是动平衡的，动平衡的回转构件 是静平衡的。一定不 也一定 不一定,2.在对回转构件进行动平衡时，可采用 或 的平衡方法。,3.静平衡的试验目的是使回转件的 和 重合。而动平衡的平衡条件用力学表达式可表达为：；。,4.已知某圆盘上有四处不平衡量，分别为m1、m2、m3、m4，其中，m2、m3为挖孔，为使该圆盘达到静平衡，试求应添加的平衡质量及其方位。如果需要挖孔处理，则应加的平
5、衡质量及其方位又如何？,例题1：一钢制圆盘，圆盘厚b=50mm，位置处(r1=100mm)有一直径=50mm的通孔，位置处(r2=200mm)是一质量m2=0.5kg的重块。为使圆盘平衡，拟在圆盘上r=200mm处制一通孔。试求此孔的直径与位置。钢的密度=7.8g/cm3。,解：,m1=b(2/4)=765.76g,解：,位于第象限。,m1=b(2/4)=765.76g,比较方便的方法:将x轴通过处中心,例 题2：在图示转子中，已知各偏心质量m1=10kg，m2=15kg，m3=20kg，m4=10kg，各回转半径分别为r1=40cm，r2=r4=30cm，r3=20cm，方位如图示。若设置于
6、平衡 基面、中的平衡质量mbI、mb的回转半径均为 50cm，试求mbI、mb的大小和方位。(l12=l23=l34),解：,计算各不平衡量：,F1=m1r1=400kgcm,F2=m2r2=450kgcm,F3=m3r3=400kgcm,F4=m4r4=300kgcm,分别向平衡基面、分解：,平衡基面,平衡基面,平衡基面上不平衡量：,mrbIx=283.33kgcm,mrbIy=28.87gcm,mrbI=284.797kgcm,mbI=5.696kg,位于第象限。,平衡基面,平衡基面,bI=5.8181=5 49 5,平衡基面上不平衡量：,Fbx=-318.14kgcm,Fby=210.84kgcm,Fb=381.66kgcm,mb=7.633kg,位于第象限。,平衡基面,平衡基面,b=146.466=146 27 58,
