新版机械原理电子教案市公开课一等奖百校联赛获奖课件.pptx
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1、 刚性转子平衡计算刚性转子平衡计算 刚性转子平衡试验刚性转子平衡试验转子许用不平衡量转子许用不平衡量 平面机构平衡平面机构平衡 掌握刚性转子静、动平衡原理和方法;掌握刚性转子静、动平衡原理和方法;了解平面四杆机构平衡原理。了解平面四杆机构平衡原理。本章教学目本章教学内容本章教学内容第十一章第十一章 机械平衡机械平衡本讲重点:本讲重点:刚性转子静、动平衡原刚性转子静、动平衡原理和方法理和方法第1页11-1 11-1 机械平衡目标及内容机械平衡目标及内容一、机械平衡目标一、机械平衡目标设法将构件不平衡惯性力加以消除或降低。设法将构件不平衡惯性力加以消除或降低。二、机械平衡内容二、机械平衡内容1.1
2、.绕固定由回转构件惯性力平衡绕固定由回转构件惯性力平衡1)刚性转子平衡)刚性转子平衡(1)静平衡:只要求惯性力到达平衡;静平衡:只要求惯性力到达平衡;(2)动平衡:要求惯性力和惯性力矩都到达平衡。)动平衡:要求惯性力和惯性力矩都到达平衡。2)挠性转子平衡:转子在工作过程中会产生较大弯曲变)挠性转子平衡:转子在工作过程中会产生较大弯曲变形,从而使其惯性力显著增大。形,从而使其惯性力显著增大。2.2.机构平衡:对整个机构加以研究,设法使各运动构件机构平衡:对整个机构加以研究,设法使各运动构件惯性力协力和协力偶到达完全地或部分平衡。惯性力协力和协力偶到达完全地或部分平衡。第2页11-2 11-2 刚
3、性转子平衡计算刚性转子平衡计算一、刚性转子静平衡计算一、刚性转子静平衡计算1.静不平衡静不平衡 指质心不在回转轴线上轴向尺寸较小盘状转子指质心不在回转轴线上轴向尺寸较小盘状转子(b/D0.2),在转动时其偏心质量就会产生离心惯性力,),在转动时其偏心质量就会产生离心惯性力,从而在运动副中引发附加动压力不平衡现象。从而在运动副中引发附加动压力不平衡现象。2.静平衡设计静平衡设计 指经过在转子上增加或除去一部分质量,使质心与回转指经过在转子上增加或除去一部分质量,使质心与回转轴心重合以消除惯性力不利影响平衡设计方法。轴心重合以消除惯性力不利影响平衡设计方法。第3页一、刚性转子静平衡计算(续)一、刚
4、性转子静平衡计算(续)如图为一盘状转子。已知如图为一盘状转子。已知m1和和m2和和r1和和r2v为平衡这些离心惯性力,在转子上加一平衡质量为平衡这些离心惯性力,在转子上加一平衡质量mb,使使Pb与与Pi相平衡,即:相平衡,即:矢径矢径riv当转子以角速度当转子以角速度w w回转时,各偏心质回转时,各偏心质量所产生离心惯性力为:量所产生离心惯性力为:质径积质径积miri 平衡质径积平衡质径积mbrb大小和方位可依据上式用图解法求出。大小和方位可依据上式用图解法求出。1)分析与计算)分析与计算第4页(1)静平衡条件:分布于转子上各个偏心质量离心惯性)静平衡条件:分布于转子上各个偏心质量离心惯性力协
5、力为零或质径积向量和为零。力协力为零或质径积向量和为零。(2)对于静不平衡转子,不论它有多少个平衡质量,都)对于静不平衡转子,不论它有多少个平衡质量,都只需在同一平衡面内增加或除去一个平衡质量就能够取得只需在同一平衡面内增加或除去一个平衡质量就能够取得平衡,平衡,-单面平衡。单面平衡。v求出求出mbrb后,能够依据转子结构选定后,能够依据转子结构选定rb,即可,即可定出平衡质量定出平衡质量mb。v 也可在也可在rb反方向反方向rb处除去一部分质量处除去一部分质量mb来使转子得到平衡,只要确保来使转子得到平衡,只要确保mbrb=mbrb即可。即可。一、刚性转子静平衡计算(续)一、刚性转子静平衡计
6、算(续)2)结论)结论第5页v对于对于b/D 0.2转子,其质量不能再视为分布在同一平面内,转子,其质量不能再视为分布在同一平面内,即使质心在回转轴线上,因为各惯性力不在同一回转平面即使质心在回转轴线上,因为各惯性力不在同一回转平面内,所形成惯性力偶仍使转子处于不平衡状态。内,所形成惯性力偶仍使转子处于不平衡状态。二、刚性转子动平衡计算二、刚性转子动平衡计算1.动不平衡动不平衡v动不平衡:只有在转子运动情况下才显现出来不动不平衡:只有在转子运动情况下才显现出来不 平平衡。衡。第6页v当转子以角速度当转子以角速度w w 回转时,各偏心质量所产生离回转时,各偏心质量所产生离心惯性力心惯性力将形成一
7、空间力系。将形成一空间力系。二、刚性转子动平衡计算(续)二、刚性转子动平衡计算(续)2.动平衡计算动平衡计算 如图为一长转子。已知如图为一长转子。已知m1,m2和和m3以及以及r1,r2和和r3。转子动平衡条件是:转子动平衡条件是:P=0 M=0 1)分析与计算)分析与计算第7页(3)在平衡基面)在平衡基面I及及II内适当地各加一平衡质量,分别使两内适当地各加一平衡质量,分别使两个基面内惯性力之和分别为零,则转子到达动平衡。个基面内惯性力之和分别为零,则转子到达动平衡。二、刚性转子动平衡计算(续)二、刚性转子动平衡计算(续)(1)将力)将力P分解为相互平行分解为相互平行两个分力:两个分力:(2
8、)选定两个回转平面)选定两个回转平面I及及II作为平衡基面,将各离心惯性作为平衡基面,将各离心惯性力分别分解到平衡基面力分别分解到平衡基面I及及II内内将将P1,P2 和和 P3分解为平衡基面分解为平衡基面I 内内P1,P2 ,P3 和和平衡平衡基面基面II内内 P1,P2 ,P3 空间力系转化为两个平面汇交空间力系转化为两个平面汇交力系。力系。第8页二、刚性转子动平衡计算(续)二、刚性转子动平衡计算(续)平衡基面平衡基面I及及II内平衡质内平衡质量大小和方位确实定同静量大小和方位确实定同静平衡计算方法。平衡计算方法。分别列出基面分别列出基面I及及II内平衡条件;内平衡条件;(1)动平衡条件:
9、当转子转动时,转子分布在不一样平)动平衡条件:当转子转动时,转子分布在不一样平面内各个质量所产生空间离心惯性力系协力和协力矩均为面内各个质量所产生空间离心惯性力系协力和协力矩均为零。零。选取适当百分比尺,用图解法求出选取适当百分比尺,用图解法求出mb rb 和和mb II rb II;依据转子结构选定依据转子结构选定rb 和和rb II,定出平衡基面,定出平衡基面I及及II内平衡内平衡质量质量mb 和和mb II。2)结论)结论第9页二、刚性转子动平衡计算(续)二、刚性转子动平衡计算(续)(2)对于动不平衡刚性转子,不论它有多少个偏心质)对于动不平衡刚性转子,不论它有多少个偏心质量,以及分布在
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