第九讲 回转体
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电机转子回转体的平衡一、回转体的平衡原理任何一个回转体在旋转,可以看作其体内的无数个微小质点在绕轴心作旋转运动,并因此产生离心惯性力,这些离心惯性力组成一个惯性力系,作用在回转体上,使之产生弯曲变形。
弯曲变形改变了质点到旋转轴心的距离,使离心惯性力大小发生变化,又使回转体产生新的弯曲变形,如此反复,直到抵抗弯曲变形的弹性恢复力与离心惯性力平衡为止。
在工程中,若回转体在离心惯性力的作用下,只产生微小的弯曲变形,则称之为刚性回转体,反之,则称之为柔性回转体。
假设一个任意形状的刚性回转体,以等角速度ω绕一固定z轴旋转,取z轴上任意一点为坐标原点,记为点o,按照理论力学原理可知,刚性回转体上的无数个质点产生的离心惯性力向点o简化的结果,将得到此惯性力系的主矢Ro及主矩Mo,用矢量表示式中mi:第i个微小质点的质量(Kg)ri:第i个微小质点到z轴的距离矢量(m)Fi:第i个微小质点产生的离心惯性力(N)M:刚性回转体的总质量(Kg)rc:刚性回转体的质心C点到Z轴的距离矢量(m)ρi:第i个微小质点到原点o的距离矢量(m)Jyz:刚性回转体对x轴的离心惯性积(Kg·m2)Jzx:刚性回转体对y轴的离心惯性积(Kg·m2)图1 刚性回转体的惯性力系简图主矢Ro的大小与原点o的位置选择无关,而主矩Mo的大小却与原点o的位置选择有关。
刚性回转体在旋转时,主矢Ro和主矩Mo会随同发生旋转性变化,因此对支承轴产生交变的动压力,从而刚性回转体平衡的必要与充分条件是该惯性力系向任一点简化得到的主矢Ro和主矩Mo都为零,由Ro=o可以推出rc=o,即z轴必须经过质心Co,由Mo=o或|Mo|=o 可以推出Jyz=o和Jzx=o,即z轴必须是刚性回转体的某一条惯性主轴。
满足条件Ro=o和Mo=o的轴,就称为中心惯性主轴。
为了使一个不平衡的刚性回转体成为平衡的回转体,就需要重新调整其质量分布,使其新的中心惯性主轴与旋转轴重合,这个过程就是回转体的平衡。
第9讲3-2 回转体的投影教学目标:1、掌握回转体的基本绘图要领;2、掌握圆柱、圆锥、圆球和圆环及其表面的求点、线的方法;教学重点:基本回转体的画图方法教学难点:圆环表面取点教学手段:结合实例课堂讲解教学用具:多媒体教学过程:一、回转体及基本画图方法:工程上常见的曲面立体是回转体。
回转体是由回转面或回转面与平面所围成的立体。
回转面是由母线(直线或曲线)绕某一轴线旋转而形成的。
最常见的回转体有椭圆、圆锥、圆球和圆环。
画回转体的投影图时,一般应画出各方向转向轮廓的一个投影(其中与旋转轴线、对称中心线重合的两个投影,被省略不画)和回转线的三个投影(其中两个投影为直线、一个投影积聚成点,用对称中心线表示,根据机械制图规定表示轴线、对称中心线均用细点画线画出,且要超出图形的轮廓线3~5mm)。
转向轮廓线就是在某一投影方向上观察曲面立体(如回转体)时可见与不可见部分的分界线。
回转体有一重要特性,母线的任一位置称为素线;母线上各点的运动轨迹皆为垂直于回转轴线的圆,这些圆周称为纬线(纬圆,回转圆)。
根据这一性质,可在回转面上作素线取点、线、称为素线法;也可在回转面上作纬线取点、线,称为纬线(纬圆,回转圆)法。
二、圆柱圆柱是由圆柱面和顶圆平面、底圆平面围成的。
如图3-5a所示,圆柱面可以看作是一条直母线AAσ绕与它平行的的轴线OO1旋转而成.(一)圆柱的投影图3-5b、c为轴线处于铅垂线位置时的院住直观图及其投影图。
1.投影分析(1)圆柱的顶圆平面、底圆平面为水平面,其水平投影反映顶、底圆平面真形,且重合;正面投影和侧面投影均积聚为平行于相应投影的直线a′b′c′d′、a’0c0’b0’d0’和d〃a〃c〃b〃、d〃0a〃0c〃0b〃0且等于顶、底圆的直径。
(2)圆镞面因其轴线为铅垂线,故圆柱面上所有素线必须为铅垂线,圆柱面为铅垂面,其水平投影积聚为一圆,其与顶、底圆平面俯视轮廓的水平投影圆周相重合。
没一条素线的水平投影都积聚为点,且落在该圆周上。
回转体扭矩计算公式回转体扭矩计算公式在机械工程领域中可是个相当重要的家伙!咱们先来说说啥是回转体。
简单讲,像那种能绕着轴旋转的物体,比如齿轮、轴类零件,很多都能归到回转体的范畴里。
那扭矩又是啥呢?想象一下,你拧开一个很紧的瓶盖,你使的那股劲儿就和扭矩有点像。
扭矩就是使物体发生转动的一种特殊的“力”。
回转体扭矩的计算公式,就像是一把解开机械运转之谜的钥匙。
咱们来看看常见的公式:T = F × r (T 表示扭矩,F 表示切向力,r 表示回转半径)。
我记得有一次,在工厂实习的时候,碰到了一台出故障的机床。
师傅带着我们几个实习生去排查问题。
最后发现,就是因为某个关键回转体部件的扭矩计算出了差错,导致零件磨损过度,整个机床的运转都不正常了。
那时候,我才真正意识到,这看似简单的计算公式,一旦弄错,后果可严重了。
回到公式上来,这个公式里的每个元素都有它的讲究。
切向力 F ,它的大小和方向会影响扭矩的大小和方向。
而回转半径 r 呢,就像是力臂一样,越长或者越短,对扭矩的影响那也是大大的不同。
在实际应用中,计算回转体扭矩可不能马虎。
比如说汽车发动机里的曲轴,它就是一个典型的回转体。
要是扭矩计算不准确,那发动机的性能可就没法保证了,车开起来不是没劲儿就是容易出毛病。
再比如一些大型的工业设备,像风力发电机的转轴。
风的力量作用在叶片上,通过一系列的传动,最终作用在转轴上形成扭矩。
要是这扭矩没算对,那发电效率可就大打折扣啦。
总之,回转体扭矩计算公式虽然看起来不复杂,但在实际工程中却起着至关重要的作用。
咱们可得把它学扎实,用准确,这样才能让各种机械装备顺顺利利地运转起来,为咱们的生产生活服务!。