平面机构的平衡

Fb
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§10-1 平衡的目的和分类
质量分布在同一回转面内
质径积
质量与矢径的乘积
表达各质量在同一转 速下离心力的大小和 方向
静平衡
平衡后总质心便与回 转轴线相重合
条件：分布于回转件 上各个质量的离心力
的合力等于零或质径
积的矢量和等于零。
需加平衡质量的最少 数目为1。
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第十章 平面机构的平衡
§10-1 平衡的目的和分类
研究机构平衡的目的
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 性能和延长使用寿命
平衡条件
惯性力及惯性力矩矢 量和为○
表达式
Fi 0 Mi 0
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§10-1 平衡的目的和分类
平衡的分类
转子平衡
绕固定轴回转构件的 惯性力平衡
13
9
1
12
8
7
11
10 2
5
6
4
3
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§10-1 平衡的目的和分类
回转件的许用不平衡量 及平衡精度
许用不平衡量
单位质量的不平衡质 径积，即总质心的偏 心距e
平衡精度
反映动力效应程度
定义：不平衡质径积/ 回转件质量×回转角 速度
附表10-1/P586 A=eω/1000
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§10-1 平衡的目的和分类
质量分布不在同一回转面内
在平面 T’、 T”平衡 校正
▪原平面1，2，3内的偏心 质量m1,m2,m3被平面T’、 T”内的平衡质量m’b和 m”b所平衡。 ▪T’、 T”称为平衡平面或 校正平面。
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§10-1 平衡的目的和分类
质量分布不在同一回转面内
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§10-1 平衡的目的和分类
完全平衡法
关于配重 条件：当且仅当机构
的每一运动杆至机架 都存在一条由转动副 组成的运动链 最少配重数 C=n/2
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§10-1 平衡的目的和分类
对称布置法
完全平衡 由于机构各构件的尺
寸和质量完全对称， 故在运动过程中其总 质心将保持不动。 可得到很好的平衡效 果
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§10-1 平衡的目的和分类
对称布置法
部分平衡
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§10-1 平衡的目的和分类
完全平衡法
铰链四杆机构
1. 构件2静代换得铰链 处质量m2B,m2C
2. 整个机构的质量集 中于两个连架杆 上——“两个定轴转 子”
3. 分别对两个连架杆 平衡校正
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§10-1 平衡的目的和分类
完全平衡法
曲柄滑块机构 1. 加对重使构件2和3
的总质心位于B点 2. 在曲柄上平衡总质
量mB
工具：静平衡架
导轨式
圆盘式
原理：
静平衡——随遇平衡
不平衡——滚动——停下时质心最低——试验—
—————————————————
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§10-1 平衡的目的和分类
动平衡试验法
适用构件：一般转子 d/b<5
工具：动平衡试验机
原理：由传感器5、6 拾取的振动信号，解 算出两个平衡平面中 的平衡质量的大小及 方位
动平衡
条件：转子上分布在 不同平面内的各质量 所产生的空间离心惯 性力系的合力及合力 矩均为零。
动平衡只需要两个平 衡平面（任选）
需加平衡质量的最少 数目为2
动平衡同时满足静平 衡条件
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§10-1 平衡的目的和分类
§10-3 刚性回转件的平衡实验 法
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
静平衡试验法
适用构件：圆盘形转 子 d/b>5
F F 0 b
mb
i
rb mm3 3
FF33
mb rb 2 mi ri 2 0
mm3r33r3
mm2r2r2 2
mm1r1r1 1
mbrb
Fb
mb rb m1r1 m2 r2 m3 r3 0
FFii11
FFi2i2
mm11 rr11
mb
rr22 rbrr33
mm22 mm33
FF3 3
§10-1 平衡的目的和分类
§10-5 机架上的平衡
平面机构惯性力的平衡条件
设机构中活动构件的总质量为m，机构总
质心S的加速度为as，则要使机构作用于
机架上的总惯性力F得以平衡，就必须满 足Fi=-mas=0。 a线s=运0动，或意静味止着不机动构。总质心S应作匀速直
根据实际条件，欲使总惯性力F=0，总质 心S应该静止不动。
刚性回转件 挠性回转件
机架上的平衡
机构各构件的惯性力 和惯性力偶矩在机架 上的平衡
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§10-1 平衡的目的和分类
§10-2 刚性回转件的平衡
质量分布在同一回转面内
适用条件：轴向宽度
很小的回转件 FiF1 i1
FFi2i2
(d/b>5) m1m1 r1r1
r2r2 mm2 2 r3r3
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§10-1 平衡的目的和分类
概念
积极平衡
完全平衡
采用平衡活塞、齿轮 使惯性力得到完全平
传动的回转平衡重或
衡。
其他故意产生“补偿” 惯性力的方法
部分平衡
消极平衡
平衡机构总惯性力中
在活动构件上加上或
的一部分。
去掉质量以减轻振动
力和振动力矩
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§10-1 平衡的目的和分类
§10-1 平衡的目的和分类
质量分布不在同一回转面内
适用条件：轴向宽度 较大的回转件 (d/b<5)
原因：各部分质量的 惯性力组成空间力系
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§10-1 平衡的目的和分类
质量分布不在同一回转面内
在转子上选定两个端 平面 T'、 T" (相距L)
m1,m2,m3用平面T’、 T”上的m’1和m”1， m’2和m”2，m’3和 m”3所代替