12其它常用机构与6机械平衡
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第十四章机械的平衡及调节回转体平衡和机械调速是两个不同的机械动力学问题。
在机械设计中,特别是设计高速机械和精密机械时必须予以考虑。
§14—1机械平衡的目的、分类及方法1.目的:机械运动时,各运动构件由于制造、装配误差,材质不均等原因造成质量分布不均,质心做变速运动将产生大小及方向呈周期性变化的惯性力。
(1)在构件运动副中引起附加动压力。
(2)加剧运动副磨损,降低机械效率。
(3)降低构件有效承载能力,缩短寿命。
(4)引起机器及基础产生强迫振动,影响机械工作质量。
(5)当震动频率接近系统的共振范围时,将会波及到周围的设备及厂房建筑。
对于高速、重型和精密机械,惯性力的不良影响更为严重。
为了完全或部分消除这些不良影响,需设法减少或消除惯性力,这就是机械的平衡问题,也是机械平衡的目的所在2.分类:1).转子平衡转子平衡问题:绕固定轴线回转的构件的惯性力和惯性力矩的平衡问题。
刚性转子的平衡问题:转子转速低于一阶临界转速,挠曲线变形忽略挠性转子的平衡问题:转子转速高于一阶临界转速,其旋转轴线的挠曲线的变形不能忽略。
2).机构平衡机构的平衡问题:对整个机构而言,所有构件的惯性力和惯性力矩,可以合成为通过机构总重心的总惯性力和总惯性力矩。
它们可被部分或完全地平衡。
有关它们的平衡问题即为机构的平衡问题。
机构的平衡:为了减小或消除机构中各构件的惯性力和惯性力矩所引起的振动、附加动压力和减小输入转矩波动而采用的改善质量分布、附加机构等的措施,称为机构的平衡,如内燃机曲柄连杆机构等的平衡。
3.研究机械平衡的方法计算法:图解法与解析法。
图解法简单方便;解析法计算结果准确,它们皆用在各不平衡质量大小及质心位置已知的情况下。
试验法则适用于各平衡质量大小及质心位置未知的情况下或虽经计算法加平衡配重平衡,但实际由于材质不均匀、安装制造误差等原因,往往仍达不到预期的要求时,可用试验法平衡之。
这里主要阐述图解法。
§14—2 转子的平衡一、转子平衡的分类1.概念:由于转子结构不对称、材质不均匀、制造和安装误差等原因,均会引起偏心(质心偏离形心)。
第六章 机械的平衡本章知识要点归纳与总结 1.机械平衡的目的(1)设法将构件的不平衡惯性力加以平衡以消除或减少其不良影响。
(2)机械平衡的内容由于各构件的结构及运动形式的不同,其所产生的惯性力和平衡方法也不同,机械的平衡问题分为下述两类:1) 绕固定轴回转的构件的惯性力平衡可利用在构件上增加或除去一部分质量的方法予以平衡。
2) 机构的平衡使各构件惯性力的合力和合力偶得到完全或部分平衡。
2.刚性转子的平衡计算(2)刚性转子的平衡计算的步骤 1)静平衡计算①计算各偏心质量的质径积i i r m②计算平衡质径积 i i i x b b r m r m αcos )(∑-= i i i y b b r m r m αs i n )(∑-= 大小 ])()[(22y b b x b b b b r m r m r m +=相位角 ])()(a r c t a n [xb b y b b b r m r m =α2) 动平衡计算①选定两个回转平面I 及II 作为平衡基面。
②将各离心惯性力分解到平衡基面I 和II 内。
③在平衡基面I 及II 内按静平衡计算方法各加一平衡质量bI m 及bII m ,使两平衡基面内的惯性力 之和分别为零。
3.刚性转子的平衡实验(1)静平衡实验目的是使转子的质心落在其回转中心上。
静平衡实验可借助于导轨式静平衡实验装置,反复增减 平衡质量以达到静平衡;也可借助于类似单摆的平衡设备,以迅速测出转子不平衡质径积的大小和方位。
(2)动平衡实验目的是使转子获得满意的动平衡。
动平衡实验借助于专用的动平衡机。
(3)现场平衡对于尺寸很大的转子,除在制造间进行平衡,还需在现场通过直接测量机器中转子支架的振动,来确定不平衡量的大小及方位,进而进行平衡。
4.转子的许用不平衡量有两种表示方法,即质径积[mr ] 表示法和偏心距[e ]表示法,两者的关系为 mmr e ][][=5.平面机构的平衡(1)机构平衡的条件:机构的总惯性力I F 和总惯性力偶矩IM分别为零,即0,0==II MF不过,在计算中,总惯性力偶矩对基座的影响应当与外加的驱动力矩和阻抗力矩一并研究,但是 由于驱动力矩和阻抗力矩与机械的工况有关,单独平衡惯性力矩往往没有意义,故这里只讨论总惯性力的平衡问题。
《机械设计基础》课程标准二、课程定位1.为研究机械类产品的设计、开发、制造、维护保养等提供必要的理论基础。
2.是机电一体化专业、数控专业、模具设计与制造等专业必修的一门专业技术基础课。
3.课程定位于高等职业教育,强调对学生进行专业思维能力。
专业实践能力和动手能力的培养。
4.按照“必需、够用”为度的原则呈现课程内容的针对性和应用性。
注重提高学生分析问题、解决问题的能力。
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采用行之有效的教学方法,注重发展学生专业思维和专业应用能力。
6.是从理论性、系统性很强的基础课和专业基础课向实践性较强的专业课过渡的一个重要转折点,在教学中具有承上启下的作用,课程知识掌握的程度直接影响到后续课程的学习。
三、课程设计思路1.以专业教学计划培养目标为依据,以岗位需求为基本出发点,以学生发展为本位,设计课程内容。
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3.在课程实施过程中,充分利用课程特征,加大学生工程体验和情感体验的教学设计,激发学生的主体意识和学习兴趣。
四、课程目标通过本课程的学习,使学生获得正确分析、使用和维护机械的基本知识、基本理论及基本技能,初步具备运用手册设计简单机械的能力,为学习有关专业机械设备课程以及参与技术改造奠定必要的基础。
(一)知识目标:1.掌握一般机械中常用机构和通用零件的工作原理、组成、性能特点,初步掌握选用和设计方法。
2.具有对机构和零件进行分析计算的能力、一定的制图能力和使用技术资料的能力。
3.能综合运用所学知识和实践技能,具有设计简单机械和简单传动装置及分析、解决一般工程问题的初步能力。
(二)职业技能目标:1.认识《机械设计基础及课程设计》课程学习的一般过程,注重激发学生的学习动机,通过理论教学、实验课程、课程设计、课外综合实践等多种形式的教学活动培养学生的机械设计能力。