机械设计基础回转件的平衡课件.ppt
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- 关 键 词:
- 机械设计 基础 回转 平衡 课件
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1、第第8 8章章 回转件的平衡回转件的平衡教学目标:教学目标:掌握回转构件的动平衡和静平衡原理掌握回转构件的动平衡和静平衡原理 教学重点和难点:教学重点和难点:回转构件的动平衡和静平衡原理回转构件的动平衡和静平衡原理 讲授方法:讲授方法:应用多媒体课件教学应用多媒体课件教学一、回转件的概念一、回转件的概念机械中绕固定轴线作回转运动的构件称为机械中绕固定轴线作回转运动的构件称为回转回转件件,或称,或称转子转子。二、回转件偏心质量离心力产生及危害二、回转件偏心质量离心力产生及危害由于回转件结构不对称或者是制造不精确、安由于回转件结构不对称或者是制造不精确、安装不准确、材质不均匀等原因,都会导致其质心
2、偏装不准确、材质不均匀等原因,都会导致其质心偏离回转轴,即整个回转件在转动时产生的离心力系离回转轴,即整个回转件在转动时产生的离心力系不平衡,离心力系的合力(主向量)和合力偶矩不平衡,离心力系的合力(主向量)和合力偶矩(主矩)不等于零。(主矩)不等于零。如图所示,若回转构件以等如图所示,若回转构件以等角速度回转,其偏心质量为角速度回转,其偏心质量为m m,矢径为,则将产生一个作用在矢径为,则将产生一个作用在轴承上的离心惯性力,即:轴承上的离心惯性力,即:r2rmF力的方向随转子的转动而发生周期性变化。力的方向随转子的转动而发生周期性变化。F在轴承中引起附加的动压力在轴承中引起附加的动压力使整个
3、机械产生振动使整个机械产生振动附加的动压力和振动会带附加的动压力和振动会带来什么样的后果呢来什么样的后果呢?GOGOGOGOBACKBACK附加动附加动压力压力减少轴承的寿命,降低机械效率。减少轴承的寿命,降低机械效率。振振动动引起机械工作精度和可靠性降低、零件材引起机械工作精度和可靠性降低、零件材料的疲劳损坏、噪声,周围设备和厂房建料的疲劳损坏、噪声,周围设备和厂房建筑受到影响甚至破坏。筑受到影响甚至破坏。则回转件平衡的目的就是:则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调整回转件的质量分布,使回转件工作时离心力达到平衡,以消除附加动压力,尽可能减轻有害力达到平衡,以消
4、除附加动压力,尽可能减轻有害的机械振动。的机械振动。机械的平衡是现代机械工程中一个重要问题,尤机械的平衡是现代机械工程中一个重要问题,尤其在高速机械及精密机械中,进行机械的平衡就显得其在高速机械及精密机械中,进行机械的平衡就显得尤为重要。如精密机床主轴、电动机转子、发动机曲尤为重要。如精密机床主轴、电动机转子、发动机曲轴、一般汽轮机转子和各种回转式的叶轮等都需要进轴、一般汽轮机转子和各种回转式的叶轮等都需要进行平衡。行平衡。在机构中,由于构件的结构和运动形式不同,在机构中,由于构件的结构和运动形式不同,其所产生的惯性力的平衡原理与方法也不同。其所产生的惯性力的平衡原理与方法也不同。对于绕固定轴
5、线回转的构件,其惯性力可以通对于绕固定轴线回转的构件,其惯性力可以通过在该构件上增加或取出质量的方法予以平衡。这过在该构件上增加或取出质量的方法予以平衡。这类构件就是所谓的类构件就是所谓的回转件回转件。回转件可以分为两大类:回转件可以分为两大类:挠性回转件挠性回转件和和刚性回刚性回转件转件。对于挠性回转件的平衡属于专门学科研究的。对于挠性回转件的平衡属于专门学科研究的内容。所以,内容。所以,刚性回转件刚性回转件的平衡问题是本章主要讨的平衡问题是本章主要讨论的内容之一论的内容之一。回转件的平衡计算就是在已知组成回转件的各质回转件的平衡计算就是在已知组成回转件的各质量的大小和位置,用数学方法分析回
6、转件达到平衡的量的大小和位置,用数学方法分析回转件达到平衡的条件,并求出所需平衡质量的大小和位置。条件,并求出所需平衡质量的大小和位置。根据组成回转件各质量的不同分布,分为两种根据组成回转件各质量的不同分布,分为两种情况进行分析:情况进行分析:(1 1)质量分布在同一回转面内)质量分布在同一回转面内(2 2)质量分布不在同一回转面内)质量分布不在同一回转面内一、质量分布在同一回转面内一、质量分布在同一回转面内对于轴向尺寸较小的回转对于轴向尺寸较小的回转构件(构件(b bd0.2db/d或或=0.2=0.2)的回转件,的回转件,其其质量质量的分布应看作的分布应看作是分布于垂直于轴线的许多互是分布
7、于垂直于轴线的许多互相平行的回转面内相平行的回转面内。如多缸发动机曲轴、电动机转。如多缸发动机曲轴、电动机转子、汽轮机机转子和机床主轴等。这类回转件转动子、汽轮机机转子和机床主轴等。这类回转件转动时各质量产生的离心力系不再是平面汇交力系,而时各质量产生的离心力系不再是平面汇交力系,而是空间力系。因此是空间力系。因此不能采用在某一平面内加一平衡不能采用在某一平面内加一平衡质量的静平衡方法来处理这类回转件转动时的不平质量的静平衡方法来处理这类回转件转动时的不平衡衡。如右图所示的回转件,质如右图所示的回转件,质量量m1m1和和m2m2分布在两个平面内分布在两个平面内2121rrmm总质心总质心c c
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