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1、第十章轮系第一页，本课件共有33页10.1 回转件平衡的目的、类回转件平衡的目的、类型及方法型及方法第第10章章 回回转转件件的的平平衡衡第二页，本课件共有33页一、回转件平衡的目的一、回转件平衡的目的回转件（或转子）回转件（或转子）绕定轴作回转运动的构件绕定轴作回转运动的构件当质心离回转轴的距离为当质心离回转轴的距离为r r时，产生离心力时，产生离心力F=mr2同时形成力矩，且离心力和力同时形成力矩，且离心力和力矩的方向随转子的转动而变化矩的方向随转子的转动而变化离心力和力矩的害处：离心力和力矩的害处：在机械中产生附件动压力和振动在机械中产生附件动压力和振动 增加运动副的摩擦，降低机械的使用
2、寿命；增加运动副的摩擦，降低机械的使用寿命；使机械的工作性能恶化；使机械的工作性能恶化；降低机械效率。降低机械效率。离心力和力矩离心力和力矩101 回转件平衡的目的、类型及方法回转件平衡的目的、类型及方法第三页，本课件共有33页平衡的目的：平衡的目的：调整回转件的质量分布，使其工作时离心力调整回转件的质量分布，使其工作时离心力达到平衡，从而减小或消除所产生的附加动达到平衡，从而减小或消除所产生的附加动压力，减轻振动，改善机械的工作性能，提压力，减轻振动，改善机械的工作性能，提高使用寿命。高使用寿命。一、回转件平衡的目的一、回转件平衡的目的101 回转件平衡的目的、类型及方法回转件平衡的目的、类
3、型及方法第四页，本课件共有33页但也有利用不平衡惯性力引起的振动来工作的。但也有利用不平衡惯性力引起的振动来工作的。一、回转件平衡的目的一、回转件平衡的目的101 回转件平衡的目的、类型及方法回转件平衡的目的、类型及方法第五页，本课件共有33页二、转子平衡的类型二、转子平衡的类型刚性刚性转子的平衡：转子的平衡：构件不发生明显的变形。如精密机床主轴、电动机转构件不发生明显的变形。如精密机床主轴、电动机转子、发动机曲轴等；子、发动机曲轴等；挠性挠性转子的平衡：转子的平衡：工作时构件发生明显的变形。主要是高速、细长的构工作时构件发生明显的变形。主要是高速、细长的构件，如：航空发动机、汽轮机、发电机的
4、转子件，如：航空发动机、汽轮机、发电机的转子本章仅讨论刚性回转件的平衡。本章仅讨论刚性回转件的平衡。10101 1 回转件平衡的目的、类型及方法回转件平衡的目的、类型及方法第六页，本课件共有33页10.2 回转件的平衡计算回转件的平衡计算第第10章章 回回转转件件的的平平衡衡第七页，本课件共有33页不平衡的原因：不平衡的原因：离心力的合力不为零，即：离心力的合力不为零，即：平衡的方法：平衡的方法：在同一平面内增加一质量（或在相反方向减去一质量），使在同一平面内增加一质量（或在相反方向减去一质量），使其产生的离心力其产生的离心力Fb与原有质量的离心力的矢量和等于零，即与原有质量的离心力的矢量和等
5、于零，即一、质量分布在同一回转面内一、质量分布在同一回转面内适适用用范范围围：轴轴向向尺尺寸寸较较小小的的盘盘形形转转子子，其其质质量量分分布布在在同同一一回回转转面面内内。如风扇叶轮、飞轮、砂轮等回转件。如风扇叶轮、飞轮、砂轮等回转件。-质径积（质径积（矢量矢量）10.2 回转件的平衡计算回转件的平衡计算第八页，本课件共有33页计算举例：计算举例：已知：一圆盘有不平衡质量已知：一圆盘有不平衡质量m1、m2、m3和和m4回转半径为：回转半径为：r1、r2、r3和和r4，=const求：平衡质量求：平衡质量mb及方位及方位rb。设加一平衡质量设加一平衡质量mb，方位，方位rb，圆盘处于平衡，则：
6、，圆盘处于平衡，则：作右图矢量多边形，可求解作右图矢量多边形，可求解mbrb。通常以。通常以mb较小为宜，此时，较小为宜，此时，rb较大较大一、质量分布在同一回转面内一、质量分布在同一回转面内10.2 回转件的平衡计算回转件的平衡计算第九页，本课件共有33页可在可在rb处加平衡质量处加平衡质量mb，讨论或在或在-rb处挖去处挖去mb。也也可将可将mb rb分解成若干个分解成若干个对于质量分布在同一平面的转子，不论它有对于质量分布在同一平面的转子，不论它有多少个偏心质量，都只需要在一个面内进行平多少个偏心质量，都只需要在一个面内进行平衡，故称为：衡，故称为：“单面平衡单面平衡”。静平衡：静平衡：
7、上述回转件平衡后，质心与轴线重上述回转件平衡后，质心与轴线重合，回转件质量对回转轴的静力矩合，回转件质量对回转轴的静力矩mge=0，回转件可以在任意位置保持静止而不回转件可以在任意位置保持静止而不会转动。会转动。一、质量分布在同一回转面内一、质量分布在同一回转面内10.2 回转件的平衡计算回转件的平衡计算第十页，本课件共有33页问题：若平衡面内无法安装配重怎么办？问题：若平衡面内无法安装配重怎么办？*平平衡衡面面内内不不允允许许安安装装平平衡衡配配重重时时，可可分分解解到到任任意意两个平衡面内进行平衡。两个平衡面内进行平衡。(力的分解）力的分解）一、质量分布在同一回转面内一、质量分布在同一回转
8、面内10.2 回转件的平衡计算回转件的平衡计算第十一页，本课件共有33页由理论力学知，一个力由理论力学知，一个力F可以分解为与它平行的两个分力可以分解为与它平行的两个分力F和和F。对对B点取矩：点取矩：对对A点取矩：点取矩：对对B点取矩：点取矩：对对A点取矩：点取矩：一、质量分布在同一回转面内一、质量分布在同一回转面内10.2 回转件的平衡计算回转件的平衡计算第十二页，本课件共有33页将将mb分分解解到到原原平平衡衡面面两两侧侧任任意意两两个个回回转转面面上的上的mb和和mb”，两者等效的条件是：，两者等效的条件是：若取：若取：rb=r”b=rb，则有：，则有：mbll l”FbFbF”bmb
9、”mmb TT”r rb br rb br r”b bmb一、质量分布在同一回转面内一、质量分布在同一回转面内10.2 回转件的平衡计算回转件的平衡计算第十三页，本课件共有33页某一回转平面内的不平衡质量某一回转平面内的不平衡质量m，可以在两个，可以在两个任选的其他回转平面内进行平衡。任选的其他回转平面内进行平衡。重要结论：重要结论：一、质量分布在同一回转面内一、质量分布在同一回转面内10.2 回转件的平衡计算回转件的平衡计算第十四页，本课件共有33页二、质量分布不在同一回转平面内二、质量分布不在同一回转平面内适用范围：轴向尺寸较大的回转件。如曲轴，凸轮轴，电机适用范围：轴向尺寸较大的回转件。
10、如曲轴，凸轮轴，电机转子等。转子等。10.2 回转件的平衡计算回转件的平衡计算第十五页，本课件共有33页图图示示凸凸轮轮轴轴的的偏偏心心质质量量不不在在同同一一回回转转平平面面内内，但但质质心心在在回回转转轴轴上上，在在任任意意静静止止位位置置，都处于平衡状态。都处于平衡状态。但离心力偶矩：但离心力偶矩：运动时虽然有：运动时虽然有：M=F1S=F2S0对质量分布不在同一平面的转动件，平衡的条件应该是：对质量分布不在同一平面的转动件，平衡的条件应该是：F1+F2=0此类平衡称为此类平衡称为动平衡动平衡平衡的方法：平衡的方法：任任选两个回转面，将所有平面的质量分解到该两选两个回转面，将所有平面的质
11、量分解到该两平面上，然后在这两个回转面上按静平衡的方法进行平衡。平面上，然后在这两个回转面上按静平衡的方法进行平衡。二、质量分布不在同一回转平面内二、质量分布不在同一回转平面内10.2 回转件的平衡计算回转件的平衡计算第十六页，本课件共有33页二、质量分布不在同一回转平面内二、质量分布不在同一回转平面内10.2 回转件的平衡计算回转件的平衡计算第十七页，本课件共有33页在在、两面上按静平衡的两面上按静平衡的方法进行平衡即可。方法进行平衡即可。二、质量分布不在同一回转平面内二、质量分布不在同一回转平面内10.2 回转件的平衡计算回转件的平衡计算第十八页，本课件共有33页二、质量分布不在同一回转平
12、面内二、质量分布不在同一回转平面内10.2 回转件的平衡计算回转件的平衡计算第十九页，本课件共有33页二、质量分布不在同一回转平面内二、质量分布不在同一回转平面内10.2 回转件的平衡计算回转件的平衡计算第二十页，本课件共有33页平衡块平衡孔二、质量分布不在同一回转平面内二、质量分布不在同一回转平面内10.2 回转件的平衡计算回转件的平衡计算第二十一页，本课件共有33页讨论静平衡中讨论的几点，在此静平衡中讨论的几点，在此全部适用；全部适用；无论有多少个不平衡重，只无论有多少个不平衡重，只需选两个平衡基面，故称为：需选两个平衡基面，故称为：“双面平衡双面平衡”；动平衡的构件一定是静平衡动平衡的构
13、件一定是静平衡的，反之则不一定。的，反之则不一定。动平衡的步骤是先分解、后动平衡的步骤是先分解、后平衡。平衡。二、质量分布不在同一回转平面内二、质量分布不在同一回转平面内10.2 回转件的平衡计算回转件的平衡计算第二十二页，本课件共有33页二、质量分布不在同一回转平面内二、质量分布不在同一回转平面内10.2 回转件的平衡计算回转件的平衡计算第二十三页，本课件共有33页平衡质量块动平衡转子实物二、质量分布不在同一回转平面内二、质量分布不在同一回转平面内10.2 回转件的平衡计算回转件的平衡计算第二十四页，本课件共有33页平衡去重孔轴承凸轮平衡配重块动平衡转子实物二、质量分布不在同一回转平面内二、
14、质量分布不在同一回转平面内10.2 回转件的平衡计算回转件的平衡计算第二十五页，本课件共有33页10.3 回转件平衡回转件平衡试验试验第第10章章 回回转转件件的的平平衡衡第二十六页，本课件共有33页1、静平衡实验、静平衡实验导轨导轨式平衡架式平衡架特点：特点：结构简单、精度高，但两刀口平行、调整困难，且要求结构简单、精度高，但两刀口平行、调整困难，且要求两轴端直径相同。一般要经过多次实验才能找准，工作效率低，两轴端直径相同。一般要经过多次实验才能找准，工作效率低，不适合批量生产。不适合批量生产。导轨式静平衡架OOGSGS导轨式静平衡架GSOOGS导轨式静平衡架GSOOGS导轨式静平衡架GSO
15、OGS导轨式静平衡导轨式静平衡架架GSOOGS82 回转件的平衡回转件的平衡试验试验第第10章章 回回转转件件的的平平衡衡第二十七页，本课件共有33页滚子式平衡架滚子式平衡架：特点：特点：使用方便，但精度较低。使用方便，但精度较低。第二十八页，本课件共有33页2、动平衡实验、动平衡实验转子的动平衡实验一般需在专用的动平衡机上进行。转子的动平衡实验一般需在专用的动平衡机上进行。详细原理及实验设备参考动平衡实验。详细原理及实验设备参考动平衡实验。第二十九页，本课件共有33页例1、三根曲轴中，已知：试判断哪根曲轴达到静平衡？哪根达到动平衡？静平衡动不平衡静平衡动不平衡静平衡动平衡第三十页，本课件共有33页例2、图示转子有两个不平衡质量mA=30g、mB=60g、rA=rB=100mm，位置如图。现已选定平衡基面I、II，试确定在两平衡基面上需增加的平衡质径积mbIrbI和mbIIrbII的大小与方位。解：I面II面方向与x方向成225。方向与rB相反。第三十一页，本课件共有33页mbrmmr例3：该转子是否平衡？若不平衡，问在、面上应加的平衡重（质径积）lL解：mbrbrb第三十二页，本课件共有33页例4：求在平衡基面、面上应加的平衡重（质径积）一、将m分解到两平衡基面、上二、在平衡基面、上加配重rabmr r第三十三页，本课件共有33页