《機械設(shè)計基礎(chǔ)》CHAP5機械的調(diào)速和平衡

PAGEPAGE1第五章機械的調(diào)速和平衡基本要求：1、了解周期性速度波動和非周期性速度波動調(diào)節(jié)的基本概念。了解飛輪調(diào)速的基本原理和特點。了解飛輪轉(zhuǎn)動慣量的簡易計算方法。2、了解靜平衡和動平衡的區(qū)別；掌握回轉(zhuǎn)件的靜、動平衡的原理和方法；了解靜平衡試驗方法和簡單動平衡機的基本原理。重點：難點：學(xué)時：課堂講授：1學(xué)時。5-1機器波動速度的調(diào)節(jié)一、調(diào)節(jié)機器速度波動的目的和方法1、周期性速度波動2、非周期性速度波動二、機械運轉(zhuǎn)的平均角速度ωm和速度不均勻系數(shù)δ1、平均角速度ωm2、機械運轉(zhuǎn)速度不均勻系數(shù)δ在機械設(shè)計中要求：式中：[δ]——速度不均勻系數(shù)的許用值，可查表得。三、飛輪的設(shè)計的基本原理由圖b可見，最大盈虧功為：由上式分析知：1）當(dāng)與ωm一定時，如[δ]取值很小，則飛輪的轉(zhuǎn)動慣量就需很大。所以，過分追求機械運動速度均勻性，將會使飛輪過于笨重。2）JF不可能為無窮大，所以，[δ]不可能為零。3）當(dāng)與[δ]一定時,JF與ωm的平方成反比。所以,最好將飛輪安裝在機械的高速軸上。最大盈虧功的確定飛輪主要尺寸的確定5-2機械的平衡一、回轉(zhuǎn)件平衡的目的和方法目的：調(diào)整回轉(zhuǎn)件質(zhì)量的分布，使回轉(zhuǎn)件工作時離心力系達(dá)到平衡，以消除附加動壓力，盡可能減輕有害的機械振動。二回轉(zhuǎn)件的平衡的計算1、質(zhì)量分布在同一回轉(zhuǎn)面內(nèi)（b/D<0.2）平衡方法——在轉(zhuǎn)子上增加或除去一部分質(zhì)量，使其質(zhì)心與回轉(zhuǎn)軸線重合，從而使轉(zhuǎn)子的慣性力得以平衡。如圖示一回轉(zhuǎn)件，已知其具有偏心質(zhì)量m1、m2，它們各自的回轉(zhuǎn)半徑為r1、r2，方向如圖。當(dāng)轉(zhuǎn)子以ω回轉(zhuǎn)時，各偏心質(zhì)量所產(chǎn)生的離心慣性力分別為：式中：——第i個偏心質(zhì)量的矢徑。為了平衡這些離心慣性力，可在此轉(zhuǎn)子上加一平衡質(zhì)量mb，使其所產(chǎn)生的離心慣性力與相平衡。所以，轉(zhuǎn)子的靜平衡條件為：設(shè)平衡質(zhì)量mb的矢徑為，則得：得：式中：——質(zhì)徑積。根據(jù)上式作矢量多邊形，即可求得。如圖b，用代表。取，即代表，其方向與相同，大小為·Wb，在求得后，根據(jù)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)選定，即可定出。當(dāng)然也可以在的相反方向處除去來使得轉(zhuǎn)子得以平衡。上述方法稱為單面平衡。2、質(zhì)量分布不在同一回轉(zhuǎn)面內(nèi)（b/D≥0.2）平衡方法——轉(zhuǎn)子運轉(zhuǎn)時其各偏心質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力和慣性力偶矩同時得以平衡。如圖所示，有偏心質(zhì)量m1、m2、m3，分別位于回轉(zhuǎn)平面1、2及3上，它們各自的回轉(zhuǎn)半徑為r1、r2、r3，方向如圖。當(dāng)轉(zhuǎn)子以ω回轉(zhuǎn)時，各偏心質(zhì)量所產(chǎn)生的離心慣性力、、，將形成一空間力系，故轉(zhuǎn)子的動平衡條件是：各偏心質(zhì)量（包括平衡質(zhì)量）產(chǎn)生的慣性力和慣性力偶矩的矢量為零，即：由理論力學(xué)可知，一個力可以分解為與其相平衡的兩個分力。如圖