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第八章 回转件的平衡 p.105 §8-1 回转件平衡的目的 §8-2 回转件的平衡计算 §8-3 回转件的平衡试验
圖口 §8-1回转件平衡的目的 由于各构件不平衡的惯性→→机械强烈振动 原因及办法 愿國:回转构件因结构、制造、质量不均匀一 偏心质量→离心力(惯性力)系不平衡→ 引起振动、附加动压力→ 加速运动副磨损,η 工作精度↓可靠↓ 零件材料的疲劳损坏→>噪音↑。 应调整回转件的质量分布 →使惯性力完全平衡或部分平衡
由于各构件不平衡的惯性→机械强烈振动 →原因及办法 回转构件因结构、制造、质量不均匀→ 偏心质量→离心力(惯性力)系不平衡→ 引起振动、附加动压力→ 加速运动副磨损，η↓→ 工作精度↓可靠↓→ 零件材料的疲劳损坏→噪音↑。 原因: ∴应调整回转件的质量分布 →使惯性力完全平衡或部分平衡。 §8-1 回转件平衡的目的
圖口 §8-2回转件的平衡计算 B 平衡分类: 静平衡(D/B>5)质量分布在同一回转面内) 动平衡(DB≤5)(质量分布不在同一回转面内) (一)回转构件的静平衡(质量分布在同一回转面内) 当回转件Db>5近似认为其质量分布在同 回转面内→偏心质量产生的离心 力系不平衡(平面汇交力系)。 →合力∑F≠0(多边形不封闭)
平衡分类： 静平衡(D/B > 5)(质量分布在同一回转面内) 动平衡(D/B 5)(质量分布不在同一回转面内) (一)回转构件的静平衡(质量分布在同一回转面内) ∴→合力∑Fi≠0(力多边形不封闭) （二）回转构件的动平衡 (质量分布不在同一回转面内) 当回转件D/b＞5,近似认为其质量分布在同 一回转面内 →偏心质量产生的离心 力系不平衡(平面汇交力系) 。 §8-2回转件的平衡计算
圖口 静平衡方法:→加上平衡质量(质量mb,质心 向径rb)或相反方向减去同一质量,使它产生的 离心力十原有质量产生的离心力(矢量和)=0 (力多边形封闭)。 F=F4+F=0 尸.=mrO 相等 mbb+m1+m22+…+mn72=0 可求出mbrb,一般将r/取得较大, mr→质径积则m可较小
→加上平衡质量(质量ｍb，质心 向径ｒb )或相反方向减去同一质量,使它产生的 离心力＋原有质量产生的离心力(矢量和)＝0 (力多边形封闭) 。 F1 F2 F3 Fb →可求出ｍbｒb ，一般将ｒb取得较大， 则ｍb可较小。 F = Fb +Fi = 0 mb rb + m1 r1 + m2 r2 ++ mn rn = 0 ∵ Ｆi＝ｍｒω2 ω相等 → m r →质径积 F1 F2 F3 Fb 静平衡方法:
圖口 (二)回转构件的动平衡(质量分布不在同 回转面内)(DB≤5)p107 当回转件轴向尺寸较大时(曲轴)其质量→ 分布于垂直于轴线的许多互相平行的回转面内 例图示回转件不平衡质量 F m1、mom1-m 2 r-r 不在同一回转面。 m1r1=m22→回转件处于 不平衡状态。(不平衡的 力偶矩) →必须使2F0(离心力 2 ∑M=0(惯性力偶矩) →达到平衡→动平衡。 mr→质径积
当回转件轴向尺寸较大时(曲轴),其质量→ 分布于垂直于轴线的许多互相平行的回转面内。 不平衡状态。(不平衡的 力偶矩) →达到平衡→动平衡。 mr →质径积 →必须使 F=0 M=0 (离心力) (惯性力偶矩) (二)回转构件的动平衡(质量分布不在同 一回转面内) （D/B 5） p.107 例图示回转件,不平衡质量 ｍ1、ｍ2。m1=m2 , r1=r2 , 不在同一回转面。 m1 r1=m2 r2 →回转件处于
回转件的动平衡方法(离心力系是空间力系) B 1在各自的平面分别平衡 2在另选两个平面上平 (空间力系可以简A 71 化为两个平面上rm F 的汇交力系) 2 F )偏心质量平移→附加平面(A、B) 2)在附加平面上分别平衡 理论上可以达到完全平衡
1.在各自的平面分别平衡 2.在另选两个平面上平衡 (空间力系可以简 化为两个平面上 的汇交力系） 理论上可以达到完全平衡 (离心力系是空间力系) 1）偏心质量平移→附加平面(A、B) 2）在附加平面上分别平衡 回转件的动平衡方法
圖口 动平衡实例分析p07图84p.108 设不平衡质量m1、m2、m3分 布在1、2、3三个回转面内。 Fb 任选两平行平面T’、T”,用T、T 面的质量m13、m1、m m3来代替原不平衡 FI 质量m1、m2、m3 可视为不平衡质量集 Sm 中在T、T回转面内 →分别在T、T面进 行平衡→完全平衡
动平衡实例分析 :p.107 图8-4 p.108 设不平衡质量ｍ1、ｍ2、ｍ3分 布在1、2、3三个回转面内。 可视为不平衡质量集 中在T’、T”回转面内 →分别在T’、T” 面进 行平衡→完全平衡。 m1 ’ · l=m1·l1 ” m1” · l=m1·l1 ’ 任选两平行平面T’、T” ，用T’、T” 面的质量m1 ’ 、m1 ” 、m2 ’ 、m2” 、m3 ’ 、 m3” 来代替原不平衡 质量m1、m2、m3
圖口 §8-3回转件的平衡试验P108 1)静平衡试验→利用静平衡架,找回转件不平衡 质径积的大小和方向→确定平衡质 的大小和位置→使质心 栘到回转轴上 达静平衡。 85,8-6,p.109 静平衡架:平行淬硬的钢制2动平衡试验机 刀口形(或圆形、棱形导轨图87110
1)静平衡试验 2)动平衡试验机 图8-7 p.110 →利用静平衡架，找回转件不平衡 质径积的大小和方向→确定平衡质 量的大小和位置→使质心 移到回转轴上 →达静平衡。 图8-5 , 8-6 , p.109 静平衡架：平行淬硬的钢制 刀口形(或圆形、棱形)导轨 §8-3回转件的平衡试验 P.108
2动平衡试验机图87p10 待平衡的回转件将T()面通过摆动轴线, 2一摆架 由T(r)上的质径积mr 3-机架(B一轴承, →>摆架的振动。 O一转动副) 由强迫振动理论→ 4一弹簧 Z=um’r 5一指针 μ一比例常数测定)→ 摆架振动的振幅求m'的大小G方向另定) T、T一校正平面 B Z
2)动平衡试验机 图8-7 p.110 1－待平衡的回转件 2－摆架 3－机架(B－轴承， O－转动副) 4－弹簧 5－指针 Z’ －摆架振动的振幅 T’、T” －校正平面 B B O 1 2 3 4 5 T” T’ m” m’ Z’ 将T” (T’)面通过摆动轴线， 由T’ (T”)上的质径积m ’ r ’ →摆架的振动。 由强迫振动理论→ Z’= μm ’r’ μ－比例常数(测定) → 求m ’r’的大小(方向另定)
但对于移动或复合运动的构件,其惯性力不 可能在构件本身内部加以平衡→无法消除运动 副中的动压力 →机器应尽量采用回转运动的机构 (特别是速度很高时) 小结:1回转件平衡的目的 2回转件的平衡方法
小结：1.回转件平衡的目的 2.回转件的平衡方法 但对于移动或复合运动的构件，其惯性力不 可能在构件本身内部加以平衡→无法消除运动 副中的动压力 ∴→机器应尽量采用回转运动的机构 （特别是 速度很高时）