第二章平面机构平衡.pptVIP

第三章 平面机构的平衡;机构运转中产生的惯性载荷会造成如下的危害： 1、惯性力（力矩）的大小和方向是周期性变化的，因而通过构件和运动副传到机座上的摆动力（力矩）的大小和方向也是周期性变化的。 2、惯性力（力矩）的周期性变化加剧了作用于驱动构件上的平衡力矩的波动，在传动系统中产生冲击载荷，或造成系统的扭转振动。 3、惯性载荷在构件中引起附加动应力，影响构件的强度。 机构中各运动构件惯性力的合力和合力偶矩在机架上的平衡，就是采用构件质量再分配等手段完全地或部分地消除惯性载荷。;机构平衡的条件： 作用于机构质心的总惯性力和总惯性力偶矩应分别为零。 通常对机构只进行总惯性力的平衡，所以欲使机构总惯性力为零，应使机构的质心加速度为零，即应使机构的质心静止不动。 机械平衡的目的： 消除或减轻惯性力(矩)的不良影响，从而减轻机械振动，改善机械工作性能，提高机械工作质量、延长机械使用寿命、减轻噪声污染。;机构的平衡有三种： 1、机构在基座上的平衡：将各运动构件视为一个整体系统进行平衡，目的是消除或部分消除摆动力和摆动力矩，减轻机构整体在机座上的振动。 2、机构输入转矩的平衡：用动态静力分析方法可计算出为维持主动构件等速回转而应施加于主动构件上的平衡力矩。这一平衡力矩是随机构的位置而变化的。 3、运动副中动压力的平衡：为解决机构中某些运动副中由惯性力引起的动压力过大的问题，可进行运动副中动压力的平衡。;根据采用的措施不同，可将平衡分为： 1、通过加配重的方法来进行平衡； 2、通过机构的合理布局或设置附加机构的方法来平衡。;§2.2 质量代换法; 现以n个集中质量m1,m2,…,mn来代替原有构件的质量m和转动惯量JS。代换时应满足如下三个条件：; 一般工程计算中常用两个或三个代换质量进行构件的质量代换。 1、两点动代换 如图2.2.2b所示，将构件AB用两质量mA、mK进行动代换。根据代换条件，应满足如下格式：; 2、两点静代换 ; 当构件的质心不在两铰链的连线上时，如图所示。 此时用在铰链A、B处设置的两个实质量是无法代换构件的质量的。静代换条件为：; 如果质心S2不在BC连线上（如图），连杆质量可用B、C两点的广义质量mB、mC来代换。可以证明，在杆1、杆3上与mB、mC有适当的相位差处设置配重mE、mF（均为实质量），能使广义质量mB、mC被平衡，从而使连杆质量得到平衡。; 对图（a）中所示的曲柄滑块机构，用质量代换法可以将连杆质量m2用集中于铰链B、C的两个集中质量mB2、mC2来代替（图b），并有;这个机构的质量经代换后可以认为只存在着两个集中质量mB和mC（图c）; 铰链B处的回转质量mB产生的惯性力FIB可以通过在点E处（如图）加平衡配重mE1的方法来平衡;§2.4 平面连杆机构的完全平衡;;二、用质量再分配实现摆动力的完全平衡;如平面铰链四杆机构图所示，由原点O到S的矢量rS为;令 、 前面的系数为零，则有;根据静力学原理，有如下关系;例题;由平衡条件可得; 质量矩替代法 1、基本回路数为v的连杆机构，可分解为v个连枝构件和一个连接机架的树系统； 2、连枝构件的质量矩可以表述为作用在树枝构件上得附加质量矩； 3、建立全部树枝构件的摆动力完全平衡条件，并计入连枝构件附加质量矩的作用，即可得到机构的摆动力完全平衡条件； 4、按照摆动力完全平衡条件，对每一树枝构件附加适当之配重。; 如图a所示，为两相同的曲柄滑块机构对称布置，从而使摆动力完全平衡。如图b中主机构是曲柄滑块机构，四杆机构AB’C’D’是单为平衡而设的附加机构。由于杆C’D’较长，C’点运动近似直线，加于C’点的平衡质量可基本上使摆动力得到完全平衡。;五、完全平衡的局限性;也可用加连杆机构的方法来部分平衡机构的惯性力。