《机械设计基础》 第十五章 回转体的平衡和机器的调速.ppt

回转体的平衡和机器的调速项目十五 主目录回转体的静平衡1 回转体的动平衡2 机械速度波动的调节33563 学习目标 （1）理解回转体的静平衡条件，掌握回转体静平衡的计算方法。 （2）理解回转体的动平衡条件，掌握回转体动平衡的计算方法。 （3）了解机械运动产生周期性和非周期性速度波动的原因，以及机械速度波动的调节方法及飞轮的作用。 静不平衡和静平衡：如果发生不平衡，则是由于质心不在回转体轴线上，由此产生的不平衡状态在回转体静止时即可显示出来，故称为静不平衡。相应的平衡方法则称为静平衡。 动不平衡和动平衡：由于各偏心质量所产生的离心惯性力不在同一回转平面内，因而形成了惯性力偶。这种不平衡状态只有在回转体运动时才显示出来，故称为动不平衡，相应的平衡方法则称为动平衡。概念 任务一 回转体的静平衡一、回转体的静平衡计算 平衡条件为 上式可改写为 即 如图15-1（a）所示，已知同一回转平面内的偏心质量分别为m1m2m3m4回转半径分别为r1r2r3r4则有 选定比例尺，按向径的方向分别作向量，使其首尾相连，最后封闭图形的向量即为所求的平衡质径积，如图15-1（b）所示。 根据结构特点选定合适的，即可求出。根据的方向和大小安装即可；也可在的相反方向去掉一个质量，使，如图15-1（c）所示。 任务一 回转体的静平衡一、回转体的静平衡计算 （a） （b） （c）图15-1 盘状回转体平衡方法 任务一 回转体的静平衡二、回转体的静平衡试验 如图15-3所示，当对回转体作静平衡试验时，应将其放置在静平衡架上的两相互平行的刀口形导轨上。若回转体不平衡，则回转体将在重力矩的作用下发生滚动，当停止滚动时质心必在正下方。 图15-3 回转体的静平衡试验 任务二 回转体的动平衡一、回转体的动平衡计算 为了使上述回转体达到完全平衡，必须满足条件： 为达到平衡，可选任意两个校正平面T，T，，，将m1m2m3m4向两平面内分解，于是可得 对于平面T，，列平衡方程为 同理，对于平面T，，，可得 动平衡试验一般用于D/d＜5或有特殊要求的回转体。 任务二 回转体的动平衡二、回转体的动平衡试验 试验时，先让回转体在动平衡机上运转，然后在两个选定平面内分别找出所需平衡质量的大小和位置，从而达到平衡。 动平衡试验需在特殊的动平衡试验机上进行，采用电子检测、激光去质量等方法，可大大提高平衡精度与动平衡试验过程的自动化。 各类机械都是在外力（驱动力和阻力）作用下运转的，机械从启动到停止一般经历三个阶段，如图15-6所示。 任务三 机械速度波动的调节一、机械速度波动的原因及类型 启动阶段 稳定运转阶段 停止阶段 图15-6 机械的运转过程 任务三 机械速度波动的调节二、周期性速度波动的调节 1．机械运转的平均角速度ωm和不均匀系数δ ω的变化规律很复杂，为简化计算，通常以算术平均值代替实际平均值，即 机械运转速度波动的相对值用不均匀系数表示，其计算公式为 任务三 机械速度波动的调节二、周期性速度波动的调节 2．飞轮转动惯量的计算 最大动能Emax与最大动能Emin之差表示周期内动能的最大变化量，称为最大盈亏功，用Amax表示，则有 由此可得 有时由于载荷突然变化等原因使驱动力和阻力的平衡关系遭到破坏，导致机械持续盈功或持续亏功。这样就产生了非周期性速度波动。图15-8所示为机械式离心调速器任务三 机械速度波动的调节三、非周期性速度波动的调节 图15-8 机械式离心调速器 这种非周期性速度波动不能用飞轮来进行调节，只能用特殊的调速装置使驱动力与阻力趋于平衡。 知识总结（1）如果发生不平衡，则是由于质心不在回转体轴线上，由此产生的不平衡状态在回转体静止时即可显示出来，故称为静不平衡，相应的平衡方法则称为静平衡。（2）对于轴向尺寸较大的回转体，其质量不能视为分布于同一平面内，即使回转体的质心在回转体轴线上，也可能发生不平衡，这