第8章回转件的平衡§8－1回转件平衡的目的§8－2回转件的平衡计算§8－3回转件的平衡试验§8－1回转件平衡的目的回转件（或转子）-----绕定轴作回转运动的构件。当质心离回转轴的距离为r时，离心力为：F=mrω2举例：已知图示转子的重量为，G=10NF重心与回转轴线的距离为1mm，转速为n=3000rpm,求离心力F的大小。eF=ma=Geω2/gωNGN=10×10-3[2π×3000/60]2/9.82121=100NFωθ如果转速增加一倍:n=6000rpmF=400N由此可知：不平衡所产生的惯性力对G机械运转有很大的影响。大小方向变化N21离心力P力的大小方向始终都在变化，将对运动副产生动压力。附加动压力会产生一系列不良后果：①增加运动副的摩擦，降低机械的使用寿命。②产生有害的振动，使机械的工作性能恶化。③降低机械效率。平衡的目的：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，从而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。本章重点介绍刚性转子的平衡问题。所谓刚性转子的不平衡，是指由于结构不对称、材料缺陷以及制造误差等原因而使质量分布不均匀，致使中心惯性主轴与回转轴线不重合，而产生离心惯性力系的不平衡。根据平衡条件的不同，又可分为静平衡和动平衡两种情况。§12－2回转件的平衡计算一、质量分布在同一回转面内D适用范围：轴向尺寸较小的盘形转子B（B/D<0.2），如风扇叶轮、飞轮、砂轮等回转件，特点：若重心不在回转轴线上，则在静止状态下，无论其重心初始在何位置，最终都会落在轴线的铅垂线的下ω方这种不平衡现象在静止状ω态下就能表现出来，故称为ω静平衡。如自行车轮平衡原理：在重心的另一侧加上一定的质量，或在重心同侧去掉一些质量，使质心位置落在回转轴线上，而使离心惯性力达到平衡。平衡计算方法：同一平面内各重物所产生的离心惯性力构成一个平面汇交力系:Fi∑FFiF如果该力系不平衡，那么合力:23r2m2r3m3∑Fi≠0r1Fb增加一个重物Gb后，可使新偏心ωm的力系之合力：1F1F=Fb＋∑Fi=0设各偏心质量分别为mi，偏心距为ri,转子以ω等速回转，产生的离心惯性力为：22Fi=miωri=>∑Fi=miωri平衡配重所产生的离心惯性力为：P2P32rFb=mbωrb2m2r3m3r1总离心惯性力的合力为：Fbωm1F=Fb+∑Fi=0P122222mωe=mbωrb+m1ωr1+m2ωr2+m3ωr3=0约掉公因式me=mbrb+m1r1+m2r2+m3r3=0称miri为质径积？√√√mrmbrb？√√√33可用图解法求解此矢量方程m1r1(选定比例μw)。m2r2me=mbrb+m1r1+m2r2+m3r3=0从理论上讲，对于偏心质量分布在多个运动平面内的转子，对每一个运动按静平衡很显然，回转件平衡后：的方法来处理（加减质量），也是可以达到平衡的。问题是由于实际结构不允许在偏心质量所在平面内安装平衡配重，也不e=0允许去掉不平衡重量(如凸轮轴、曲轴、电机转子等)。解决问题的唯一办法就是将平回转件质量对轴线产生的静力矩：衡配重分配到另外两个平面I、II内。mge=0m该回转件在任意位置将保持静止：m1m2静平衡或单面平衡T”平衡面内不允许安装平衡配重T’时，可分解到任意两个平衡面内进行平衡。由理论力学可知：一个力可以分m解成两个与其平行的两个分力。m1m2两者等效的条件是：mbF'F"FT”bbbT’l''""l’l”FblFbl'"r将lll代入求解，得：r’bbr”b消去公因子ω2，得：'l"''l"FbFbmbrbmbrbllF’bF”bl'l'FbF"Fm"r"mrblbbblbb'l"mbmb若取：r’=r”=r，则有：lbbbl'm"mblb重要结论：m某一回转平面内的不平衡质量m，m1m2可以在两个任选的回转平面内进mb行平衡。T’T”二、质量分布不在同一回转面内F2图示凸轮轴的偏心质量不在同一ω回转平面内，但质心在回转轴上，在任意静止位置，都处于平衡状L态。F1运动时有：F1+F2=0惯性力偶矩：M=F1L=F2L≠0这种在静止状态下处于平衡，而运动状态下呈现不平衡，称为动不平衡。对此类转子的平衡，称为动平衡。适用对象：轴向尺寸较大(B/D≥0.2)的转子，如内燃机中的曲轴和凸轮轴、电机转子、机床主轴等