機(jī)械原理課件第六章機(jī)構(gòu)的平衡

機(jī)械原理課件第六章機(jī)構(gòu)的平衡第1頁(yè)，共17頁(yè)，2023年，2月20日，星期五§6-1機(jī)械平衡的目的及內(nèi)容剛性回轉(zhuǎn)體撓性回轉(zhuǎn)體機(jī)構(gòu)第2頁(yè)，共17頁(yè)，2023年，2月20日，星期五1.危害運(yùn)動(dòng)副中動(dòng)壓力構(gòu)件的內(nèi)應(yīng)力和摩擦力磨損增大、機(jī)械效率和使用壽命降低構(gòu)件慣性力和慣性力矩靜平衡動(dòng)平衡剛性回轉(zhuǎn)體的平衡剛性回轉(zhuǎn)體的平衡撓性回轉(zhuǎn)體的平衡機(jī)構(gòu)的平衡2.目的減小慣性力和慣性力矩的影響，改善機(jī)構(gòu)的工作性能。3.分類(lèi)第3頁(yè)，共17頁(yè)，2023年，2月20日，星期五一、幾何條件§6-2剛性回轉(zhuǎn)體的靜平衡B/D≤1/5BDm3m1m2二、平衡條件——慣性力的矢量和為零。m3m1m2∑Fi=0第4頁(yè)，共17頁(yè)，2023年，2月20日，星期五三、靜平衡原理m1m2m3F1=m1r1w2F2=m2r2w2F3=m3r3w2各集中質(zhì)量點(diǎn)產(chǎn)生的離心慣性力為：若：F1+F2

+F3≠0——表明此回轉(zhuǎn)體為非平衡回轉(zhuǎn)體。人為增加一個(gè)質(zhì)量點(diǎn)mP，該質(zhì)量點(diǎn)產(chǎn)生一個(gè)離心慣性力FP，

F1+F2

+F3+FP=

0稱(chēng)對(duì)此回轉(zhuǎn)體進(jìn)行了平衡。使下式成立r2r1r3F1F2F3FPmP總質(zhì)心點(diǎn)第5頁(yè)，共17頁(yè)，2023年，2月20日，星期五結(jié)論：若欲使回轉(zhuǎn)體處于平衡，則各質(zhì)量點(diǎn)的質(zhì)徑積(或重徑積)的矢量和為零。求解方法：A.矢量圖解法Fi=miriw2

F1+F2

+F3+FP=

0F1F2F3m1m2m3r2r1r3FPmP質(zhì)徑積重徑積WPW1W2W3選取比例尺：μW=(kgm/mm)miriWi其中：Wi=miri即：

m1r1w2+m2r2w2+m3r3w2+mPrPw2=0也可有：m1r1

+m2r2

+m3r3

+mPrP

=0G1r1

+G2r2

+G3r3

+GPrP

=0第6頁(yè)，共17頁(yè)，2023年，2月20日，星期五B.坐標(biāo)軸投影法F1F2F3m1m2m3r2r1r3FPmP(2)平衡質(zhì)量點(diǎn)的解包含兩個(gè)方面：質(zhì)(重)徑積的量和方位。此時(shí)，往往已知平衡質(zhì)量點(diǎn)應(yīng)在的徑向尺寸。(3)可分別用矢量方程圖解法和坐標(biāo)軸投影法兩種方法求解。m1r1

+m2r2

+m3r3

+mPrP

=0xymx1rx1+mx2rx2

+mx3rx3

+mxPrxP

=0my1ry1+my2ry2

+my3ry3

+myPryP

=0可求得mxPrxP和myPryP

及與x軸夾角a。a討論：(1)因?yàn)楹雎粤嘶剞D(zhuǎn)體厚度的影響，故此時(shí)，回轉(zhuǎn)體離心慣性為一匯交力系。第7頁(yè)，共17頁(yè)，2023年，2月20日，星期五(4)靜平衡實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了何謂靜平衡mm2mF-F此系統(tǒng)是否平衡？第8頁(yè)，共17頁(yè)，2023年，2月20日，星期五FFⅠ

FⅡ(1)此為平行力系；(2)若使此力系平衡，需有：∑Fi

=0∑Mi

=0第9頁(yè)，共17頁(yè)，2023年，2月20日，星期五§6-3剛性回轉(zhuǎn)體的動(dòng)平衡F

FⅠ

FⅡ需在兩個(gè)平衡基面上增加(或減去)。一、幾何條件

B/D>1/5

即不能忽略力矩的影響。二、力平衡條件三、特點(diǎn)平衡基面：增加(或減去)平衡質(zhì)量點(diǎn)所在的回轉(zhuǎn)面。∑Fi

=0

∑Mi

=0第10頁(yè)，共17頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第11頁(yè)，共17頁(yè)，2023年，2月20日，星期五FF'F"將力F平行分解到兩個(gè)平衡基面上，得F1和F2，即四、平衡原理L1

L2

LⅠⅡF2

=FL1L(4)F1=FL2L(3)F2F1F=F1+F2

F1L1=F2L2即F1=-F'

F2=-F"F=F1+F2(1)F1L1=F2L2(2)可解得第12頁(yè)，共17頁(yè)，2023年，2月20日，星期五平衡原理：將集中質(zhì)量點(diǎn)所產(chǎn)生的離心力F向兩個(gè)平衡基面上分解，得到兩個(gè)分力F1和F2；合力F對(duì)系統(tǒng)的影響可以完全有兩分力F1、

F2對(duì)系統(tǒng)的影響所代替；FF'F"L1

L2

LⅠⅡF2F1在平衡基面上分別對(duì)兩個(gè)分力F1、

F2進(jìn)行平衡，得平衡力F'

和F"，從而完成對(duì)集中質(zhì)量點(diǎn)的平衡。第13頁(yè)，共17頁(yè)，2023年，2月20日，星期五l1l2l3lF1F2F3r1m1m2r2m3r3F'3F"3F'1F"1F'2F"2Ⅱ

Ⅰ平衡基面平衡基面第14頁(yè)，共17頁(yè)，2023年，2月20日，星期五L1L2L3LF1F2F3r1m1m2r2m3r3F'2F'1F'3F"3F"1F"2Ⅱ

ⅠF'1

=F1

L-L1LF"1

=F1L1LF'2

=F2

L-L2LF"2

=F2L2LLF'3

=F3

L-L3LF"3

=F3L3m'r'F'm"F"r"F'1+F'2+F'3+F'=0F"1+F"2+F"3+F"=0從而求得m'r'和m"r"。第15頁(yè)，共17頁(yè)，2023年，2月20日，星期五L1L2L3LF1F2F3r1m1m2r2m3r3Ⅱ

ⅠF2ⅠF1ⅠF3ⅠF2F1F3ⅡⅡⅡ步驟：(1)分別將各回轉(zhuǎn)平面上集中