《机械原理》课程教学课件（讲稿）第十章 平面机构的平衡

机械原理第十章平面机构的平衡s10-1平衡的目的和分类S10-2刚性回转件的平衡s10-3刚性回转件的平衡试验法

机械原理 第十章 平面机构的平衡 §10-1 平衡的目的和分类 §10-2 刚性回转件的平衡 §10-3 刚性回转件的平衡试验法

第十章平衡的日的和分类机械原理s10-1平衡的自的和分类一、平衡的目的1.不平衡问题的产生因机构运转时，将产生惯性力或惯性力矩，在运动副中引起动压力，不平衡时，将使整个机器振动，引起工作精度和可靠性下降、零件磨损和疲劳及噪声等。2.研究机构平衡的目的消除附加动压力、减轻有害振动，改善工作性能和延长寿命

机械原理 一、平衡的目的 1.不平衡问题的产生 因机构运转时，将产生惯性力或惯性力矩，在运 动副中引起动压力，不平衡时，将使整个机器振 动，引起工作精度和可靠性下降、零件磨损和疲 劳及噪声等。 §10-1 平衡的目的和分类 2.研究机构平衡的目的 消除附加动压力、减轻有害振动，改善工作性能 和延长寿命。 第十章 平衡的目的和分类

第十章平衡的日的和分类机械原理二、 平衡的分类1.绕固定轴的回转构件的惯性力平衡一转子的平衡一薄刚性转子，总质心m偏离形心，偏距为e，则其将产生惯性力，中心转动副产生动压力要消除动压力一相反方向加平衡质量该问题又分为两种情况：刚性回转件的平衡m转速低、变形小挠性回转件的平衡mb转速高、变形大

机械原理 1.绕固定轴的回转构件的惯性力平衡—转子的平衡 e r mb m 一薄刚性转子，总质心m偏离形心，偏距为e，则其 将产生惯性力，中心转动副产生动压力 要消除动压力 相反方向加平衡质量 二、平衡的分类 该问题又分为两种情况： 刚性回转件的平衡 —转速低、变形小 挠性回转件的平衡 —转速高、变形大 第十章 平衡的目的和分类

机械原理第十章平衡的日的和分类2.机构各构件的惯性力和惯性力偶矩在机架上的平衡图示，曲柄摇杆机构一处理方法质量静代换法添加平衡质量（对使总质心静止CS重)2BCS22QBmzc3S:02S1m2B3S:sStAD4D24mmm确定m和m一总质心

机械原理 2.机构各构件的惯性力和惯性力偶矩在机架上的平衡 B D C A S2 S1 4 S3 3 1 2 B D C A S2 S1 4 S S3 3 1 2 图示，曲柄摇杆机构—处理方法 质量静代换法添加平衡质量（对 重） 使总质心静止 m2B m2C m  m 确定mA和mD 总质心s 第十章 平衡的目的和分类

第十章刚性回转件的平衡机械原理S10-2刚性回转件的平衡一、质量分布在同一回转面内轴向宽度很小的回转件，其质量分布可认为在同一回转面内，这些质量产生的惯性力表现为离心力。平衡的条件总离心力=平衡质量离心力+原有质量离心力=0F=F,+ZF, =0meo =m,r, +Em,r = 0mé = m,r, +m,r, = 0质径积：质量与矢径的乘积，相对表达了各离心力的大小和方向

机械原理 一、质量分布在同一回转面内 总离心力=平衡质量离心力+原有质量离心力=0 0 FF F   b i    22 2 0 me m r m r     bb ii    轴向宽度很小的回转件，其质量分布可认为在同一 回转面内，这些质量产生的惯性力表现为离心力。 §10-2 刚性回转件的平衡 平衡的条件 质径积：质量与矢径的乘积，相对表达了各离心力 的大小和方向 0 me m r m r   bb ii    第十章 刚性回转件的平衡

第十章刚性回转件的平衡机械原理me=m,r,+Em,rj=-01上式表明：回转件本身质量对回转轴线的最大静力矩等于零静平衡：回转件处于任何位置都保持静止（单面）静平衡条件：分布于该回转件上各质量的离心力的合力等于零或质径积的矢量和等于零m3 r3F2Fim2m2 r2F3m rbmi1Ym3hmirim,i +mi+m,i +m=0mbF选定rb，即可确定平衡质量mb

机械原理 静平衡：回转件处于任何位置都保持静止（单面） 静平衡条件：分布于该回转件上各质量的离心力的 合力等于零或质径积的矢量和等于零。 上式表明：回转件本身质量对回转轴线的最大静力矩 等于零 0 me m r m r   bb ii    m2 m1 r m3 b mb F1 F2 F3 Fb m2 r2 m1 r1 mb rb m3 r3 r1 r2 r3 11 22 33 0 mr mr mr mr b b    选定rb，即可确定平衡质量mb 第十章 刚性回转件的平衡

第十章 刚性回转件的平衡机械原理对于单缸曲轴的平衡问题，应如何处理？平衡面平衡面平衡质量ThT!实际结构不允许安装此时，应根据回转件结构与平衡质量。运动特点，选定两个回转面安装平衡质量

机械原理 对于单缸曲轴的平衡问题，应如何处理？ 实际结构不允许安装 平衡质量。 第十章 刚性回转件的平衡 此时，应根据回转件结构与 运动特点，选定两个回转面 安装平衡质量

机械原理第十章 刚性回转件的平衡处理如下平衡面FmbmT"Tmp'、mp"与m,在同一轴面内m'r' + m'r'= m,r,F'+ F"= F,FI'= F,'l"m,r,l' = m'r't"I=I'+I

机械原理 T T l l mb  mb  mb br  br  br l mb′、mb′′与mb在同一轴面内 第十章 刚性回转件的平衡 m r l m r l m r m r m b b b b b b b b b b             r F l F l F F F b b b b b         处理如下 ll l   

机械原理第十章 刚性回转件的平衡1"m,r' + m'r"= m,r,m',mm,'m11m'r,l'= m'r'l"I'1'=rp1Mmpm,'bm,rmpI=I'+1"/1注意T1.F、FF,在同一轴平面内;2.力矩是对“F,所在的、垂直轴线的平面与轴线的交点”的矩；rh3.上式是在r=r=r,时成立mp的。mm

机械原理 T T l l mb  mb  mb br  br  br l bb bb bb bb l mr mr l l mr mr l         b b b b l m m l l m m l       第十章 刚性回转件的平衡 注意 1. 在同一轴平面内； 2.力矩是对“Fb所在的、垂直轴 线的平面与轴线的交点”的矩； 3.上式是在 时成立 的。 Fb、Fb、Fb   b b b r   r   r m r l m r l m r m r m b b b b b b b b b b             r ll l    b b b b r r r r    

第十章 刚性回转件的平衡机械原理二、质量分布不在同一平面内F质量分散转化为同一平面内的平衡问题3FimimzY2mF22mMmim12D1'-""m,rm'rbm,rm'r3m3m,r

机械原理 二、质量分布不在同一平面内 质量分散转化为同一平面内的平衡问题 1 3 2 m1 m2 m3 r1 r2 r3 F1 F2 F3 T T m1  m1  b b m  r  m 2  m2  m3  m b  mb  F b Fb l 1 l  1 l  2 l  2 l  3 l  3 l  b r  b r  1 1 m  r 2 2 m  r 3 3 m  r b b m  r  1 1 m  r 2 2 m  r 3 3 m  r m3 第十章 刚性回转件的平衡