機(jī)械原理(清華)12機(jī)械的平衡(完整版)
【正文】 ? 所有構(gòu)件上的慣性力和慣性力矩可合成為一個(gè)通過機(jī)構(gòu)質(zhì)心并作用于機(jī)架上的總慣性力和慣性力矩 。 靜平衡設(shè)計(jì)： 盤形轉(zhuǎn)子的靜平衡設(shè)計(jì)舉例： 已知： 分布于同一回轉(zhuǎn)平面內(nèi)的偏心質(zhì)量為 m1, m2和 m3 從回轉(zhuǎn)中心到各偏心質(zhì)量中心的向徑為 r1， r2 和 r3。 剛性轉(zhuǎn)子的 靜平衡設(shè)計(jì) 若轉(zhuǎn)子的實(shí)際結(jié)構(gòu)不允許在向徑 rb的方向上安裝平衡質(zhì)量，如何做？ ? 為了使設(shè)計(jì)出來的轉(zhuǎn)子質(zhì)量不致過大，一般應(yīng)盡可能將 rb選大些，這樣可使mb小些。 動(dòng)不平衡問題： 在轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)的情況下才能顯示出來的不平衡現(xiàn)象。l1lF1可用分解到平面 T‘ 和 T中的力 、 來代替。1F1 39。 剛性轉(zhuǎn)子的 動(dòng)平衡設(shè)計(jì) (2) 對(duì)于動(dòng)不平衡的轉(zhuǎn)子，需加平衡質(zhì)量的最少數(shù)目為 2。 導(dǎo)軌式靜平衡架： 1) 應(yīng)將兩導(dǎo)軌調(diào)整為水平且互相平行； 2) 將轉(zhuǎn)子放在導(dǎo)軌上，讓其輕輕地自由滾動(dòng)； 3) 待轉(zhuǎn)子停止?jié)L動(dòng)時(shí)，其質(zhì)心 S 必在軸心的正下方，這時(shí)在軸心的正上方任意向徑處加一平衡質(zhì)量（一般用橡皮泥）； 4) 反復(fù)試驗(yàn)，加減平衡質(zhì)量，直至轉(zhuǎn)子能在任何位置保持靜止為止； 5) 根據(jù)橡皮泥的質(zhì)量和位置，得到其質(zhì)徑積； 6) 根據(jù)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)，在合適的位置上增加或減少相應(yīng)的平衡質(zhì)量。 （ 1）由于存在著隨角速度 ω變化的動(dòng)撓度 y， 因此在一個(gè)角速度下平衡好的轉(zhuǎn)子，不能保證在其它轉(zhuǎn)速下仍處于平衡狀態(tài)。 機(jī)構(gòu)慣性力的完全平衡 質(zhì)量替代法： 將構(gòu)件的質(zhì)量簡(jiǎn)化成幾個(gè)集中質(zhì)量，并使它們所產(chǎn)生的力學(xué)效應(yīng)與原構(gòu)件所產(chǎn)生的力學(xué)效應(yīng)完全相同。 進(jìn)行平衡設(shè)計(jì)，以使其運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)機(jī)構(gòu)慣性力完全平衡。 常用的方法有： (1) 加平衡質(zhì)量法 (2)近似對(duì)稱布置法 (3) 加平衡機(jī)構(gòu)法 機(jī)構(gòu)慣性力的部分平衡 (1) 加平衡質(zhì)量法 圖示的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)：用質(zhì)量靜替代可得到兩個(gè)可動(dòng)的替代質(zhì)量 mB和mC。 ? 只要設(shè)計(jì)時(shí)保證 me1re1=me2re2=mclAB/2， 就可使曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中的一階慣性力得到平衡。 ，學(xué)會(huì)用質(zhì)量靜替代法計(jì)算平衡質(zhì)量。 ? 齒輪 2上的平衡質(zhì)量用來平衡一階慣性力，齒輪 4上的平衡質(zhì)量用來平衡二階慣性力。 質(zhì)量 mC作往復(fù)移動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生往復(fù)慣性力。 解題方法： 本題采用質(zhì)量靜替代法。 1) 加平衡質(zhì)量法 為使替代前后的力學(xué)效應(yīng)完全相同，必須滿足下列條件： （ 1）所有替代質(zhì)量之和與原構(gòu)件質(zhì)量相等； （ 2）所有替代質(zhì)量的總質(zhì)心與原構(gòu)件的質(zhì)心重合； （ 3）所有替代質(zhì)量對(duì)質(zhì)心的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與原構(gòu)件對(duì)質(zhì)心的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量相同。 ? 機(jī)構(gòu)在機(jī)架上的平衡： 1. 設(shè)法使總慣性力和總慣性力矩在機(jī)架上得到完全或部分平衡。 徑寬比 D/b＜ 5的剛性轉(zhuǎn)子：必要時(shí)在制成后還要進(jìn)行 動(dòng)平衡試驗(yàn) 。 (3) 經(jīng)過動(dòng)平衡的轉(zhuǎn)子一定靜平衡；反之，經(jīng)過靜平衡的轉(zhuǎn)子則不一定是動(dòng)平衡的。 39。1F1 剛性轉(zhuǎn)子的 動(dòng)平衡設(shè)計(jì) 由理論力學(xué)的知識(shí)可知 139。 當(dāng)轉(zhuǎn)子以等角速
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