机械设计基础课件——第十一章机械的动力性能
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▪ (1)实验设备。
▪ (2)实验方法。
▪ （3）实验特点。
▪
▪ 2.回转件的动平衡实验法
▪ 转子的动平衡实验一般需在专用的动平衡机上进 行。
▪ （1）实验设备动平衡实验机主要由驱动系统、支 承系统、测量指示系统等部分组成。例如光电式动 平衡机。
▪ （2）目前多数动平衡机是根据振动原理设计的， 测振传感器将因转子转动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 示出被测试转子的不平衡质量矢径积的大小和方位。
第二节 机械速度波动的调节
▪ 一、机械运动速度波动的原因
▪ 机械是在外力(驱动力和阻力)作用下运转的，驱动力 所作的功是机械的输入功，阻力所作的功是机械的输出 功，输入功与输出功之差形成机械动能的增减，如果输 入功在每段时间都等于输出功，则机械的主轴保持匀速 转动，当输入功大于输出功时，出现盈功，当输入功小 于输出功时，出现亏功。盈功和亏功将引起机械动能的 增加和减少，从而引起机械运转速度的波动。
▪ 三、回转件的平衡实验
▪ 1.回转件的静平衡实验法
▪ 对于经平衡计算在理论上已经平衡的转子，由于其制造精度和 装配的不精确、材质的不均匀等原因，就会产生新的不平衡。但 这种无法用计算来进行平衡，而只能借助于实验平衡。平衡实验 是用实验的方法来确定出转子的不平衡量的大小和方位，然后利 用增加或除去平衡质量的方法予以平衡。
▪ 机械速度波动会使运动副中产生附加的作用力，降低 机械效率和工作可靠性；会引起机械振动，影响零件的 强度和寿命；还会降低机械的精度和工艺性能，使产品 质量下降。
▪ 二、机械速度波动的调节
▪ 1.周期性速度波动的调节
▪ 当机械动能的增减呈周期变化时，其主轴的角速度 也将产生周期性的波动，这种有规律的、连续的速 度波动称为周期性速度波动。周期性速度波动的重 要特征是：在一个整周期中，驱动力所作的输入功 与阻力所作的输出功是相等的。但是在周期中的某 段时间内，输人功与输出功却是不相等的，因而出 现速度的波动。调节周期性速度波动的常用方法是 在机械中加上一个转动惯量很大的回转件——飞轮。
▪ 2.非周期性速度波动的调节
▪ 如果驱动力或阻力无规律地变化，会引起机械运转速度波动规则随 机且无一定周期，这种现象称为非周期性波动，此时飞轮已不能达到 调节速度的目的，需采用特殊的调速器。当外力（驱动力和阻力）的 变化是随机的、不规则的，没有一定的周期性时，机械和速度也呈非 周期性波动。调节驱动力作功和阻力作功的比值，此时飞轮已不能满 足要求，只能采用特殊的装置使驱动力所作的功随阻力作功的变化而 变化，并使两功稳于平衡，以使机械平稳运转。这种特殊的装置称为 调整器。
第十一章 机械的动力性能
第一节 回转件的平衡
▪ 机械中绕固定轴线作回转运动的构件称为回转件(转子)。
▪ 一偏离回转中心距离为r，质量为m的转子，当以角速度ω转动时所产生的 离心力F为：
▪Leabharlann F=mrω2▪ 回转件平衡的目的就是：调整回转件的质量分布，使回转件工作时离心力 系达到平衡，以消除附加动压力，尽可能减轻有害的机械振动。所采取的措 施就是回转件的平衡。
▪ 回转件的平衡分为静平衡和动平衡两种。
▪ 1.静平衡
▪ 加上一个平衡质量后，由回转件上各质量所产生的离心力组成的力系就达 到平衡。这种平衡称静平衡。
▪ 平衡的条件为：
F Fb Fi 0
▪ 分别用质量和向径表示，可写成：
▪ mbrbω2=m1r1ω2+m2r2ω2+m3r3ω2=0消去ω2后可得：
▪ 非周期性速度波动调节的思路是设法使驱动力矩所作的功与工作阻 力所作的功恢复一定的平衡关系，即通过改变对原动机能量供应的方 法予以调节，这犹如汽车上坡时需加大油门以增大油量的供给，而下 坡时减小油门以减小油量的供给一样。常见的调节方法有两种：一是 利用原动机的自调性；二是采用反馈控制方法进行调节。
▪
mbrb+m1r1+m2r2+m3r3=0
▪ 式中，mi、ri分别为回转平面内各偏心质量及其向径；mb、rb 分别为平衡质量及其向径。mr称为质径积，若等于零则表示总质 心与回转体轴线重合，回转体质量对回转轴线静力矩等于零，称 为静平衡。由此可见，机械静平衡的条件是所有质径积的矢量和 等于零。
▪ 2.动平衡（知识见书上151页）
▪ (2)实验方法。
▪ （3）实验特点。
▪
▪ 2.回转件的动平衡实验法
▪ 转子的动平衡实验一般需在专用的动平衡机上进 行。
▪ （1）实验设备动平衡实验机主要由驱动系统、支 承系统、测量指示系统等部分组成。例如光电式动 平衡机。
▪ （2）目前多数动平衡机是根据振动原理设计的， 测振传感器将因转子转动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 示出被测试转子的不平衡质量矢径积的大小和方位。
第二节 机械速度波动的调节
▪ 一、机械运动速度波动的原因
▪ 机械是在外力(驱动力和阻力)作用下运转的，驱动力 所作的功是机械的输入功，阻力所作的功是机械的输出 功，输入功与输出功之差形成机械动能的增减，如果输 入功在每段时间都等于输出功，则机械的主轴保持匀速 转动，当输入功大于输出功时，出现盈功，当输入功小 于输出功时，出现亏功。盈功和亏功将引起机械动能的 增加和减少，从而引起机械运转速度的波动。
▪ 三、回转件的平衡实验
▪ 1.回转件的静平衡实验法
▪ 对于经平衡计算在理论上已经平衡的转子，由于其制造精度和 装配的不精确、材质的不均匀等原因，就会产生新的不平衡。但 这种无法用计算来进行平衡，而只能借助于实验平衡。平衡实验 是用实验的方法来确定出转子的不平衡量的大小和方位，然后利 用增加或除去平衡质量的方法予以平衡。
▪ 机械速度波动会使运动副中产生附加的作用力，降低 机械效率和工作可靠性；会引起机械振动，影响零件的 强度和寿命；还会降低机械的精度和工艺性能，使产品 质量下降。
▪ 二、机械速度波动的调节
▪ 1.周期性速度波动的调节
▪ 当机械动能的增减呈周期变化时，其主轴的角速度 也将产生周期性的波动，这种有规律的、连续的速 度波动称为周期性速度波动。周期性速度波动的重 要特征是：在一个整周期中，驱动力所作的输入功 与阻力所作的输出功是相等的。但是在周期中的某 段时间内，输人功与输出功却是不相等的，因而出 现速度的波动。调节周期性速度波动的常用方法是 在机械中加上一个转动惯量很大的回转件——飞轮。
▪ 2.非周期性速度波动的调节
▪ 如果驱动力或阻力无规律地变化，会引起机械运转速度波动规则随 机且无一定周期，这种现象称为非周期性波动，此时飞轮已不能达到 调节速度的目的，需采用特殊的调速器。当外力（驱动力和阻力）的 变化是随机的、不规则的，没有一定的周期性时，机械和速度也呈非 周期性波动。调节驱动力作功和阻力作功的比值，此时飞轮已不能满 足要求，只能采用特殊的装置使驱动力所作的功随阻力作功的变化而 变化，并使两功稳于平衡，以使机械平稳运转。这种特殊的装置称为 调整器。
第十一章 机械的动力性能
第一节 回转件的平衡
▪ 机械中绕固定轴线作回转运动的构件称为回转件(转子)。
▪ 一偏离回转中心距离为r，质量为m的转子，当以角速度ω转动时所产生的 离心力F为：
▪Leabharlann F=mrω2▪ 回转件平衡的目的就是：调整回转件的质量分布，使回转件工作时离心力 系达到平衡，以消除附加动压力，尽可能减轻有害的机械振动。所采取的措 施就是回转件的平衡。
▪ 回转件的平衡分为静平衡和动平衡两种。
▪ 1.静平衡
▪ 加上一个平衡质量后，由回转件上各质量所产生的离心力组成的力系就达 到平衡。这种平衡称静平衡。
▪ 平衡的条件为：
F Fb Fi 0
▪ 分别用质量和向径表示，可写成：
▪ mbrbω2=m1r1ω2+m2r2ω2+m3r3ω2=0消去ω2后可得：
▪ 非周期性速度波动调节的思路是设法使驱动力矩所作的功与工作阻 力所作的功恢复一定的平衡关系，即通过改变对原动机能量供应的方 法予以调节，这犹如汽车上坡时需加大油门以增大油量的供给，而下 坡时减小油门以减小油量的供给一样。常见的调节方法有两种：一是 利用原动机的自调性；二是采用反馈控制方法进行调节。
▪
mbrb+m1r1+m2r2+m3r3=0
▪ 式中，mi、ri分别为回转平面内各偏心质量及其向径；mb、rb 分别为平衡质量及其向径。mr称为质径积，若等于零则表示总质 心与回转体轴线重合，回转体质量对回转轴线静力矩等于零，称 为静平衡。由此可见，机械静平衡的条件是所有质径积的矢量和 等于零。
▪ 2.动平衡（知识见书上151页）