第五章机械的平衡 一、填空题 1、刚性回转件静平衡的充要条件是： 2、机械的平衡是： 3、刚性回转件动平衡的充要条件是： 二、判断题（答A表示说法正确答B表示说法不正确） 1、平面机构的平衡分为完全平衡法，近似平衡法，对称布置法。 2、由静平衡原理可知，静平衡回转件的质心偏离回转轴线，产生静力矩。 3、平衡的目的是尽量消除附加动压力，减轻有害的机械振动现象，以改善机器工作性能和 延长机器工作能力和延长使用寿命。 三、简答题 1、机械平衡的目的 2、何谓平面机构的完全平衡？这种平衡方法有什么优缺点？ 四、分析计算题 1、如图所示为一钢制圆盘，盘厚b=50mm,位置】处有一直径o=50mm的通孔，位置Ⅱ 处是一质量m=0.5kg的重块。为了使圆盘平衡，你在圆盘上r=200mm处制一通孔。试 求此孔的直径与位置。（钢的密度y=7.8gcm) ,=100 210 2、如图所示为个一般机器转子，已知转子的质量为15kg。其质心至两平衡基面I及 Ⅱ的距离分别为1=100mm,2=200mm转子的转速n=3000rmin,试确定在两平衡基面 I及Ⅱ内的许用不平衡质径积。当转子转速提高到6000rmin时，许用不平衡质径积又 各为多少？
第五章 机械的平衡 一、填空题 1、刚性回转件静平衡的充要条件是: 。 2、机械的平衡是: 。 3、刚性回转件动平衡的充要条件是: 。 二、判断题 (答 A 表示说法正确.答 B 表示说法不正确) 1、平面机构的平衡分为完全平衡法，近似平衡法，对称布置法。 2、由静平衡原理可知，静平衡回转件的质心偏离回转轴线，产生静力矩。 3、平衡的目的是尽量消除附加动压力，减轻有害的机械振动现象，以改善机器工作性能和 延长机器工作能力和延长使用寿命。 三、简答题 1、机械平衡的目的 2、何谓平面机构的完全平衡? 这种平衡方法有什么优缺点? 四、分析计算题 1、如图所示为一钢制圆盘，盘厚 b =50mm,位置 Ⅰ 处有一直径 φ =50mm 的通孔，位置 Ⅱ 处是一质量 m2 =0.5kg 的重块。为了使圆盘平衡，你在圆盘上 r =200mm 处制一通孔。试 求此孔的直径与位置。（钢的密度 γ = 7.8g/cm3 ) 2、 如图所示为一个一般机器转子，已知转子的质量为 15kg。其质心至两平衡基面 Ⅰ 及 Ⅱ 的距离分别为 l1 =100mm ,l2 =200mm,转子的转速 n =3000r/min ,试确定在两平衡基面 Ⅰ 及 Ⅱ 内的许用不平衡质径积。当转子转速提高到 6000r/min 时，许用不平衡质径积又 各为多少？
第五章机械的平衡 习题解答 一、填空题 要其各偏心质量产生的惯性力和惯性力偶矩同时得以平衡 2 绕固定 油回转的构件的惯性力平衡、机构的平衡 、转子上增加或去除一部分质量，使其偏心质心与回转轴心重合。 二、判断题（答A表示说法正确答B表示说法不正确） 1、: 2(B): 3、(A) 三、简答题 1.机械在运转时，构件所产生的不平衡惯性力的大小和方向一般都是周期性变化的。这一方 面将在运动副中引起附加的动压力，会增大运动副中的摩擦和构件中的内应力，降低机械效率 和使用寿命。另一方面必将引起机械及其基础产：生强迫振动或共振，不仅会影响到机械本身 的正常工作和使用寿命而且还会使附近的工作机械及厂房建筑受到影响甚至破坏 机械平衡的目的就是设法将构件的不平衡惯性 加以平衡以消除或减小惯性力的不良 彩响。 机械的平衡是现代机械的一个重要问题，尤其在高速机械及精密机械中，更具有特别重要 的意义。但有一些机械却是利用构件产生的不平衡惯性力所引起的振动来工作的，则是如何 合理利用不平惯性力的问项 2、完全平衡是机构的总惯性力恒为零。而为了达到完全平衡的目的，可采取下述方法。 (1)利用对称机构平衡 利用对称机构可得到很好的平衡效果，只是采用这种方法将是机构的体积大为增加。 (2)利用平衡质量平衡 采用机构的完全平衡，将会大大增加机构的质量。因此，实际上往往不采用这种方法，而宁肯采 用部分平衡的方法 四、分析计算题 1、解先确定圆盘的各偏心质量的大小。 位置处的孔的质量 m=-no'by14 =-π(52×5×7.8×10)/4=-0.7648kg,m,=0.5kg, 设该圆盘上的平衡孔的质量m,-一π0by/4。 孔 然后，再由圆盘的静条件m+m,+m,%=0 可得两投影式m,5c0s0,=-m,5cos135°-0.5×20cos210°=3.252kgcm m sin=-m sin 1350-mr cos210
第五章 机械的平衡 习题解答 一、填空题 1、要其各偏心质量产生的惯性力和惯性力偶矩同时得以平衡。 2、绕固定轴回转的构件的惯性力平衡、机构的平衡 3、转子上增加或去除一部分质量，使其偏心质心与回转轴心重合。 二、判断题 (答 A 表示说法正确.答 B 表示说法不正确) 1、(A) ； 2(B) ； 3、(A) 三、简答题 1. 机械在运转时,构件所产生的不平衡惯性力的大小和方向一般都是周期性变化的。这一方 面将在运动副中引起附加的动压力,会增大运动副中的摩擦和构件中的内应力,降低机械效率 和使用寿命。另一方面必将引起机械及其基础产生强迫振动或共振，不仅会影响到机械本身 的正常工作和使用寿命．而且还会使附近的工作机械及厂房建筑受到影响甚至破坏。 机械平衡的目的就是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。 机械的平衡是现代机械的一个重要问题,尤其在高速机械及精密机械中,更具有特别重要 的意义。但有一些机械却是利用构件产生的不平衡惯性力所引起的振动来工作的,则是如何 合理利用不平衡惯性力的问题。 2、完全平衡是机构的总惯性力恒为零。而为了达到完全平衡的目的,可采取下述方法。 (1)利用对称机构平衡 利用对称机构可得到很好的平衡效果,只是采用这种方法将是机构的体积大为增加。 (2)利用平衡质量平衡 采用机构的完全平衡,将会大大增加机构的质量。因此,实际上往往不采用这种方法,而宁肯采 用部分平衡的方法。 四、分析计算题 1、解 先确定圆盘的各偏心质量的大小。 位置处的孔的质量 2 1 2 3 2 / 4 (5 5 7.8 10 ) / 4 0.7648 , 0.5 , m b kg m kg − = − = − = − = 设该圆盘上的平衡孔的质量 2 / 4 m b b = − 。 然后，再由圆盘的静条件 1 1 2 0 m r m r m r + + = b b 可得两投影式 0 0 1 1 cos cos135 0.5 20cos 210 3.252 . m r m r kg cm b b b = − − = 0 0 1 1 2 sin sin135 cos 210 m r m r m r b b b = − −
=0.7648×10cos135-0.5×20cos210°=10.0408kgcm m,5=Vm,5cos0)2+(m,5cos0)=√3.252+(10.408yF=10.904kg.cm 由于r=20cm,所以m。=πdby/4=0.5452kg. d=4m,/(pby)=422cm=422mm:0,arctan[(m,sin,)/(m,cos)] =arctan(10.408/3.252)=723855+180°-252°3855. 2、解：1)根据及其需求选用平衡精度等级则由教材可 取G630,A630mm/s 2)确定当n=3000rmin时的许用不平衡星 @=2xn/60=100mrad/s 由A=[e]o/1000(m/s)可得 + [e]=1000A/o=1000x6.3/(100m=20.05um [m]=mle]=15x20.05×10-=0.03gcm=30g.cm 将其许用不平衡质经积分配到两个平衡基面上，则 [m]=[m]3化+4)=30×200/100+200)=20gcm [m,5]=[m]4/(+42)=30×200/100+200)=10g.cm 2)确定当n=6000r/min的许用不平衡量 o=πn/30=200zad/s [e=1000A/o=1000x6.3200z)=10.028uM [m]=m[e]=15x10.028x10=15g.cm [mr]=10g.cm [m]=5g.cm
0 0 = − = 0.7648 10cos135 0.5 20cos210 10.0408 . kg cm 2 2 ( cos ) ( cos ) m r m r m r b b b b b b b b = + 2 2 = + = (3.252) (10.408) 10.904 . kg cm 由于 20 , b r cm = 所以 2 / 4 0.5452 . m d b kg b = = 故 4 /( ) 422 422 b d m b cm mm = = = ； arctan[( sin ) /( cos )] b b b b b b = m r m r 0 ' " 0 = = + arctan(10.408/ 3.252) 72 3855 180 = 0 ' " 252 3855 。 2、 解：1）根据及其需求选用平衡精度等级则由教材可 取 G630，A630mm/s 2）确定当 n=3000r/min 时的许用不平衡量 = = 2 /60 100 / n rad s 由 A e mm s = /1000( / ) 可得 e A m = = 1000 / 1000 6.3/ （100 ）= 20.05 4 mr m e kg cm g cm 15 20.05 10 0.03 . 30 . − = = = = 将其许用不平衡质经积分配到两个平衡基面上，则 m r mr l l l g cm 1 1 2 1 2 = + = + = /( ) 30 200/(100 200) 20 . m r mr l l l g cm 11 11 1 1 2 = + = + = /( ) 30 200/(100 200) 10 . 2）确定当 n r = 6000 / min 的许用不平衡量 = = n rad s /30 200 / e A M = = = 1000 / 1000 6.3/(200 ) 10.028 1 mr m e g cm 15 10.028 10 15 . − = = = m r g cm 1 1 =10 . m r g cm 11 11 = 5