机构设计技术第十五讲转子平衡15.1 机械平衡的相关概念先来了解机械平衡是什么?1. 机械平衡的目的u机械在运转时,构件的不平衡惯性力将在运动副中产生附件动压力。
u增大运动副中的摩擦力和构件中的内应力,降低机械效率和使用寿命。u由于这些惯性力的大小和方向一般都是周期性变化的,将会引起机械及其基础产生强迫振动。
因此,研究机械平衡的目的是根据惯性力的变化规律,采用平衡设计和平衡实验方法,消除或减少构件所产生的惯性力,提高机械系统的工作性能,延长机械使用寿命。
15.1 机械平衡的相关概念
2. 机械平衡的分类与简述工作转速与一阶临界转速之比小于 0.7的平衡当 时,可不考虑转子的宽度影响,惯性力偶距可忽略不计 ,转子质量分布可认为在同一平面内,属于静不平衡问题。静不平衡 刚性转子的平衡动不平衡 当 时,转子的宽度不能忽略,惯性力偶矩的影响也不能忽略不计。属动不平衡问题机械平衡转子的平衡(本讲重点 )挠性转子的平衡机构的平衡作往复移动或平面复合运动的构件,其所产生的惯性力无法在该构件上平衡,而必须就整个机构加以平衡。工作转速与一阶临界转速之比大于 0.7的平衡15.1 机械平衡的相关概念
如图(a)所示的内燃机曲轴,结构上对回转轴线不对称。图(b)所示盘状零件,由于尺寸、重量较大,设计时要留有穿钢丝绳的起吊孔,从而造成了转子的不平衡。
(b)
(a)
在设计过程中,可利用在转子上加减配重的方法,使转子上的惯性力和惯性力偶矩的合力为零,从而使其回转轴线与中心主惯性轴线重合。
15.2 刚性转子的平衡设计
15.2.1 刚性转子的静平衡设计现对宽径比 的圆盘状转子进行静平衡设计。在图a所示的转子上,已知三个不平衡质量的大小分别为:m1、m2、m3;相对直角坐标yOz的方位为r1、θ1,r2、θ2。设应加的配重的质量为m, 相对直角坐标yOz的方位为r、θ。(a)
设计的关键问题:找出转子在该平面上应加或应减配重的大小与方位。