德州学院机电工程系机械设计基础.pptx

两点声明1.考核方式： 多级测评：平时学习与作业占总成绩的20%；实验占总成绩的10%；期末考试（闭卷）占总成绩的70% 2.指定一名课代表。使用教材：杨可桢，程光蕴主编。《机械设计基础》，高等教　育出版社，2005.10参考教材：1.黄平主编，《机械设计基础》， 华南理工大学出　版社，2003.4　2.朱家诚主编，《机械设计基础》， 合肥工业大学　出版社，2003.2　3.吴克坚等主编。《机械设计》，高等教育出版　社，2003 .3 　4.孙桓，陈作模主编。机械原理（第 6 版）。高等　教育出版社， 2001 第8章 回转件的平衡 （2学时）本章要求：　掌握回转体平衡的目的和平衡计算，了解回转体的平衡实验。本章重点和难点：　回转体的平衡计算。461教学内容：§1 回转件平衡的目的、分类及方法§2 回转件的平衡计算　§3刚性转子的平衡实验462§8－1 回转件平衡的目的、分类及方法 回转体平衡和机械调速是两个不同的机械动力学问题。在机械设计中，特别是设计高速机械和精密机械时必须予以考虑。一、平衡的目的： 机械运动时，各运动构件由于制造、装配误差，材质不均等原因造成质量分布不均，质心做变速运动将产生大小及方向呈周期性变化的惯性力。 （1）在构件运动副中引起附加动压力。 （2）加剧运动副磨损，降低机械效率。 （3）降低构件有效承载能力，缩短寿命。 （4）引起机器及基础产生强迫振动，影响机械工作质量。 （5）当震动频率接近系统的共振范围时，将会波及到周围的设备及厂房建筑。 对于高速、重型和精密机械，惯性力的不良影响更为严重。为了完全或部分消除这些不良影响，需设法减少或消除惯性力，这就是机械的平衡问题，也是机械平衡的目的所在。463 研究惯性力分布及其变化规律，并采取相应的措施对惯性力进行平衡，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和提高使用寿命。?二、平衡的分类：1).转子平衡 转子平衡问题：绕固定轴线回转的构件的惯性力和惯性力矩的平衡问题。 刚性转子的平衡问题：转子转速低于一临界转速，挠曲线变形忽略 挠性转子的平衡问题：转子转速高于一临界转速，其旋转轴线的挠曲线的变形不能忽略。464 2)．机构平衡机构的平衡问题：对整个机构而言，所有构件的惯性力和惯性力矩，可以合成为通过机构总重心的总惯性力和总惯性力矩。它们可被部分或完全地平衡。有关它们的平衡问题即为机构的平衡问题。机构的平衡：为了减小或消除机构中各构件的惯性力和惯性力矩所引起的振动、附加动压力和减小输入转矩波动而采用的改善质量分布、附加机构等的措施，称为机构的平衡，如内燃机曲柄连杆机构等的平衡。三、研究机械平衡的方法：各计算方法的特点： 图解法与解析法。图解法简单方便；解析法计算结果准确，它们皆用在各不平衡质量大小及质心位置已知的情况下。试验法则适用于各平衡质量大小及质心位置未知的情况下或虽经计算法加平衡配重平衡，但实际由于材质不均匀、安装制造误差等原因，往往仍达不到预期的要求时，可用试验法平衡之。这里主要阐述图解法465§8.1.1 转子的平衡问题一、转子平衡的分类1.概念：由于转子结构不对称、材质不均匀、制造和安装误差等原因，均会引起偏心(质心偏离形心)。由于偏心将导致转子运转时产生离心惯性力，从而使转子处于不平衡状态。在转子上加减配重，以改善转子的质量分布，从而保证转子在运转时，由不平衡而引起的振动或振动力减小到允许范围内的措施称为转子平衡2.分类：根据转子不平衡质量的分布情况，转子的平衡可分为静平衡和动平衡。 1)．静平衡?对于轴向尺寸较小的零件，也称为盘状零件（直径D与宽度L之比:D/ L≥5），如飞轮1.jpg飞轮、砂轮2.jpg砂轮等，其质量分布可以近似认为在同一回转面内。当回转件匀速转动时，各质量所产生的离心力构成同一平面内交于回转中心点的力系。如果该力系不平衡，则它们的合力不等于零。为了使力系达到平衡，只需在同一平面内加上一个平衡质量，使其所产生的离心力等于原离心力的合力且方向相反。这样，加上一个平衡质量后，由回转件上各质量所产生的离心力组成的力系就达到平衡。这种平衡称静平衡（单面平衡） 。4662).动平衡 对于轴向尺寸较大的回转件（直径D与宽度L之比：D/L＜5），即称为轴类零件，如电机转子1.jpg电动机的转子、机床主轴2.jpg机床主轴等，其质量分布不能近似地认为是位于同一回转面内。这类回转件转动时产生的离心力不再是平面力系，而是空间力系。因此，单靠在某一回转面内加一平衡质量的静平衡方法不能使这类回转件转动时达到平衡。对于这种转子的不平衡问题进行平衡时，一般的方法是先选定两个辅助平面，再将各个质量按其所在平面与两辅助平面的距离的比值，按比例将质量分解到两辅助平面上，最后再采用静平衡的方法使这两个辅助平面达到静平衡。（亦称双