机械的平衡-动平衡讲解

机械原理静平衡和动平衡
机械原理中的静平衡与动平衡是一个十分重要的概念，它涉及到许多机械原理的基础知识，下面将对静平衡和动平衡进行详细的介绍。

一、静平衡
静平衡是指一个物体处于静止状态，且它所受到的作用力的合力为零的状态。

一般来说，静平衡是指物体在不发生动态变化的情况下达到力的平衡状态，即物体不受到任何加速度而保持平衡状态。

在静平衡状态下，物体受到的各方向力的合力为零。

因为物体处于静止状态，因此物体所受的力可以分为三类：平行力、垂直力和其他方向的力。

在静平衡状态下，平行力和垂直力的分量分别相等，即它们互相抵消，因此只需考虑其他方向的力是否相等即可判断物体是否处于静平衡状态。

例如，在一个水平面上放置一块正方形的纸片，在纸片上放置一根铅笔，如果铅笔能够保持平衡状态，即静止不动，则说明纸片和铅笔处于静平衡状态。

这是因为在这个状态下，纸片所受到的垂直力（由铅笔的重力和平面对铅笔的支撑力构成）和水平力（由纸片的摩擦力和水平面对铅笔的支撑力构成）都相等，符合静平衡的条件。

二、动平衡
在动平衡状态下，物体也是受到力的平衡作用，但它的速度可能为常速运动或变速运动。

因此，在考虑一个物体的动力学问题时，必须要考虑其动平衡状态。

例如，一个在空气中自由落体的物体在通过空气时会受到空气阻力的影响，这时物体受到的重力和空气阻力的合力为零，此时物体处于动平衡状态。

总之，静平衡和动平衡是机械原理中一对十分重要的概念，通过对其深入的理解可以对机械原理的其他内容进行更深层次的理解。

【关键字】平衡第四讲机械的平衡一、刚性转子的静平衡计算(1)静不平衡转子：对于轴向尺寸较小的盘状转子(即轴向宽度b 与其直径D 之比b／D < 0．2的转子),其质量可以近似认为分布在笔直于其回转轴线的同一平面内。

若其质心不在回转轴线上,则当其转动时,其偏心质量就会产生惯性力。

由于这种不平衡现象在转子静态时即可表现出来,故称其为静不平衡转子(2)静平衡及其条件：对于静不平衡的转子进行静平衡时,可利用在转子上增加或除去一部分质量的方法，使其质心与回转轴心重合,即可使转子的惯性力得以平衡,称为静平衡。

静平衡的力学条件:其惯性力的矢量和应等于零或质径积的矢量和应等于零。

静平衡条件表达：形式一：力条件：形式二：质径积条件：(3)静平衡的计算：即根据转子的结构,计算确定需在转子上增加或除去的平衡质量,使其设计成平衡的。

对于静不平衡的转子,无论有多少个偏心质量,只需进行单面平衡。

例1 图示盘形回转件上存在三个偏置质量，已知，，，，，，设所有不平衡质量分布在同一回转平面内，问应在什么方位上加多大的平衡质径积才能达到平衡？解：与共线，可代数相加得方向同平衡条件：所以依次作矢量，封闭矢量即所求，如图示。

例1图解例2 图示盘状转子上有两个不平衡质量：kg，，，，相位如图。

现用去重法来平衡，求所需挖去的质量的大小和相位(设挖去质量处的半径)。

解：不平衡质径积静平衡条件解得例14-2图应加平衡质量挖去的质量应在矢量的反方向，处挖去质量。

例2图解二、刚性转子的动平衡计算(1)动不平衡转子：对于轴向尺寸较大的转子(即b／D ≥0.2的转子),其质量不可以近似认为分布在笔直于其回转轴线的同一平面内,而往往是分布在若干个不同的回转平面内。

这种不平衡现象只有在转子运转的情况下才能显示出来,故称其为动不平衡转子。

(2)动平衡及其条件对于动不平衡的转子,为使转子在运转时其各偏心质量产生的惯性力和惯性力偶矩同时得以平衡。

需在选择两个平衡基面,并适当地各加一平衡质量,使两平衡基面内的惯性力之和分别为零,这个转子便可得以动平衡。

机械动平衡知识点总结一、机械动平衡的概念机械动平衡是指在机械系统中，使得系统内部受力和受力矩为零，从而达到系统整体平衡的状态。

在机械工程中，机械动平衡是一个十分重要的概念，它关乎到整个机械系统的稳定性、安全性以及运行效率。

二、静平衡和动平衡1. 静平衡静平衡是指一个物体或者系统在静止状态下，其重心和转动惯量中心与支撑点重合，且受力和受力矩为零。

简单来说，就是在平衡状态下没有任何平衡力和平衡力矩的作用。

静平衡是一种静态平衡状态，只考虑物体或系统的平衡位置和力的作用，不考虑其运动的过程。

2. 动平衡动平衡是指一个物体或者系统在运动状态下，其重心与支撑点重合，并且受力和受力矩也为零。

与静平衡不同的是，动平衡需要考虑物体或系统在运动时产生的离心力和离心力矩的平衡。

三、机械动平衡的原理机械动平衡的原理主要是基于牛顿第二定律和力矩平衡的原理。

牛顿第二定律指出：物体的加速度与作用在其上的合外力成正比，与物体的质量成反比，并且与合外力的方向相同。

力矩平衡的原理则是指一个物体或者系统在受到外力和外力矩的作用时，其总力和总力矩为零。

四、机械动平衡的方法1. 静平衡的方法在静平衡的情况下，通常采用几何方法来确定物体或者系统的平衡位置。

简单来说，就是通过求解重心和转动惯量中心与支撑点之间的几何关系，从而确定物体或系统的平衡位置。

2. 动平衡的方法在动平衡的情况下，通常采用加重、去重和调整位置等方法来实现动平衡。

具体来说，就是通过在系统中添加适当的质量、去除多余的质量，或者调整质量的位置，从而使得系统的重心和支撑点重合，并且使得受力和受力矩为零。

五、机械动平衡的应用机械动平衡的应用十分广泛，几乎涉及到所有机械系统的设计、制造和运行过程。

例如，在汽车发动机的设计中，需要对曲轴进行动平衡以减小振动和噪音；在涡轮机械的制造中，需要对叶轮进行动平衡以提高整体性能和稳定性；在风力发电机组的运行中，需要对叶片进行动平衡以保证其安全和稳定。

动平衡的概念什么是动平衡？动平衡是一个物理学和工程学的概念，它描述了一个物体在受到外力作用时保持平衡的能力。

动平衡的概念与静态平衡不同，静态平衡指的是物体在不受到外力作用时保持平衡的能力。

在日常生活中，我们常常能够观察到动平衡的现象。

例如，当我们骑自行车时，我们必须保持身体的平衡，以免摔倒。

这就是因为在骑车时，我们的身体需要与自行车进行动态平衡，以应对地面的不平整和风的作用。

又如，走在绷紧的钢丝上的表演者，也需要保持身体的动平衡，以避免摔倒。

动平衡的概念在工程学中有着广泛的应用。

例如，飞机的设计和控制需要考虑飞机在飞行过程中的动态平衡，以保持安定和稳定。

类似地，车辆、机器人和其他运动设备的设计也需要考虑动平衡的问题。

动平衡的原理动平衡的原理基于牛顿力学定律和动力学原理。

根据牛顿第一定律，一个物体只有在受到外力作用时才会发生运动或变形，而且如果没有外力作用，物体将继续保持静止或匀速直线运动。

根据动力学原理，当一个物体受到外力作用时，物体会产生加速度，而这个加速度则与物体的质量、受力的方向和大小等因素有关。

在动平衡的概念中，我们考虑物体在受到外力作用时保持平衡的情况。

动平衡要求物体的加速度为零，即物体的速度不会变化。

为了实现动平衡，可以通过调整物体的质量分布、形状和结构等方式来改变物体受力的方式和大小，以抵消外力的影响，并保持物体的平衡。

在工程学中，为了实现动平衡，我们通常使用一些专门的技术和方法。

例如，通过在旋转机械中使用动平衡装置，可以减少机械在高速旋转时的振动和噪声。

类似地，飞机、汽车和火车等交通工具也使用动平衡技术来提高运行的稳定性和安全性。

动平衡的应用1. 旋转机械的动平衡旋转机械的动平衡是动平衡概念在工程学中的一个重要应用。

在旋转机械中，如电机、发动机和涡轮机等，由于旋转部件的不平衡会导致机械的振动和噪声，甚至会对其性能和寿命造成不利影响。

为了解决这个问题，常常需要对旋转机械进行动平衡调整。

动平衡的原理和作用动平衡是指力的平衡状态，即物体受到的合力为零。

动平衡原理是基于牛顿第一定律，也称为惯性定律，它表明一个物体如果受到合力为零的作用，它将保持静止或匀速直线运动的状态。

动平衡的作用在各个领域都有应用，包括力学、电路、流体力学等。

下面将详细介绍动平衡原理和作用。

一、动平衡原理根据牛顿第一定律，当一个物体受到合力为零的作用时，它将保持静止或匀速直线运动的状态。

这也就是动平衡原理的基本原理。

在力学中，动平衡原理可以应用于各种平衡问题，其中最常见的是静态平衡和动态平衡。

1.静态平衡静态平衡是指物体处于静止状态，不受外力和外力矩的影响。

静态平衡需要满足两个条件：合力为零，合力矩为零。

合力为零意味着物体受到的所有外力之和为零。

当物体的总外力为零时，物体在各个方向上的受力平衡，不存在加速度。

合力矩为零表明物体受到的所有外力矩之和为零。

在平衡状态下，物体不会发生旋转，其各个部分合力矩相等。

2.动态平衡动态平衡是指物体在匀速直线运动状态下，总受力为零。

在动态平衡中，物体保持了一定的速度和方向，受力合力为零。

二、动平衡的作用动平衡在力学、电路和流体力学等领域都有着重要的应用。

1.力学中的作用在力学中，动平衡的作用主要体现在以下方面：（1）机械平衡：机械平衡是指物体在静止或匀速直线运动的状态下，受力合力为零。

机械平衡的应用非常广泛，包括建筑物的结构设计、机械设备的设计、桥梁的建设等。

只有在机械平衡的情况下，物体才能保持稳定的状态，不会倾斜或摆动。

（2）力学系统的设计：力学系统的设计需要考虑各个部件的力学平衡情况，以确保系统的正常运行。

例如，汽车的悬挂系统需要保持平衡，以保持车身稳定；摩托车的转向系统需要动平衡设计，以确保行驶的平稳。

2.电路中的作用在电路中，动平衡的作用主要体现在以下方面：（1）电路平衡：在电路中，动平衡可以用于分析和设计平衡电路。

平衡电路是指电路中各支路的电流或电压相等，从而达到合适的工作状态。

动平衡机械原理动平衡是指在旋转机械中，通过采取相应的措施，使机械在高速旋转时减小或消除振动，保持平衡状态的一种方法。

动平衡机械原理是指在动平衡过程中，机械各部件之间的力和力矩平衡。

动平衡机械原理的基础是牛顿第二定律，即物体受到的合外力等于物体的质量乘以加速度。

对于旋转机械来说，其质量可以看作是集中在转子质心上的，因此可以得到转子的加速度与所受的力矩之间的关系。

在动平衡机械中，一般会采用两种方法来达到平衡状态，即静平衡和动平衡。

静平衡是指在机械静止时，通过在合适的位置添加适当的质量，使得机械在旋转时不产生振动。

静平衡的原理是使机械的质心与旋转轴线重合，从而达到平衡状态。

动平衡是指在机械运行时，通过改变机械各部件的质量分布，使机械在高速旋转时减小或消除振动。

动平衡的原理是根据转子的质量不平衡，通过在转子上添加或去除质量，使得转子的质量矩平衡，从而达到平衡状态。

在进行动平衡时，首先需要进行动平衡试验，通过测量转子在高速旋转时的振动情况，确定需要进行平衡调整的位置和大小。

然后，根据试验结果，采取相应的措施进行平衡调整，常见的方法有加权法、加钢法和减钢法等。

在加权法中，通过在转子上添加质量块，改变转子的质量分布，使得转子的质心与旋转轴线重合，从而达到平衡状态。

加权法的优点是操作简单，但缺点是对质量块的位置和大小要求较高。

在加钢法中，通过在转子上加上一定数量的钢片，改变转子的质量分布，使得转子的质心与旋转轴线重合，达到平衡状态。

加钢法的优点是对质量块的位置和大小要求较低，但缺点是操作相对复杂。

在减钢法中，通过在转子上去除一定数量的钢片，改变转子的质量分布，使得转子的质心与旋转轴线重合，达到平衡状态。

减钢法的优点是对质量块的位置和大小要求较低，但缺点是操作相对复杂。

除了上述常见的动平衡方法外，还可以使用动平衡机进行平衡调整。

动平衡机是一种专用设备，通过旋转机械的旋转轴，测量机械的振动情况，并根据测量结果，自动进行平衡调整。

动态平衡基本概念1. 引言动态平衡是一种常见的工程技术，通常用于降低机械设备的振动和噪声，提高设备的运行稳定性和寿命。

本文将介绍动态平衡的基本概念，包括动平衡的定义、原理和应用场景等。

2. 动态平衡的定义动态平衡是指通过在旋转系统中增加或调整质量，使系统在旋转时不产生振动或减小振动的过程。

通过调整转子上不同位置的质量分布，可以达到使系统达到平衡的目的。

3. 动态平衡的原理动态平衡的原理基于质量守恒和旋转不平衡力的关系。

在旋转系统中，由于不平衡质量的存在，会产生离心力和引起振动。

动态平衡通过在系统中增加或减少质量，使旋转系统的质量分布达到均匀，从而减小或消除振动。

通常使用传感器来检测旋转系统的振动情况，根据检测结果计算出不平衡质量的大小和位置，然后通过增加或减少质量来实现动态平衡。

4. 动态平衡的应用场景动态平衡广泛应用于各种旋转设备，包括发动机、风力发电机、水泵、离心机等。

这些设备在运行过程中，由于材料不均匀、制造精度限制等因素，会出现旋转不平衡的情况，影响设备的运行效果和寿命。

在航空、航天、汽车、船舶等领域，动态平衡也是非常重要的。

例如，飞机的发动机必须进行动态平衡，以确保飞行的安全和舒适性。

另外，动态平衡还常用于制造业中的生产线。

通过对转子、轴、刀具等加工设备进行动平衡，可以提高加工精度，减少振动和噪声，提高生产效率和产品质量。

5. 动态平衡的方法常用的动态平衡方法包括动平衡机法和便携式动平衡法。

- 动平衡机法：使用专门的动平衡机，通过在转子上加质量或移除质量来实现动态平衡。

这种方法适用于大型、高速旋转设备，精度较高。

- 便携式动平衡法：使用便携式动态平衡仪，通过在转子上添加可调质量来实现动态平衡。

这种方法适用于小型、低速旋转设备，操作简单方便。

6. 动态平衡的注意事项在进行动态平衡时，需要注意以下几点：- 安全性：动态平衡过程涉及旋转设备，需要采取安全措施，避免意外伤害。

同时，设备和仪器需要符合相关标准要求。

机械原理-机械的平衡第四讲 机械的平衡一、 刚性转子的静平衡计算 (1)静不平衡转子： 对于轴向尺寸较小的盘状转子(即轴向宽度 b 与其直径 D 之比b ／D < 0．2的转子),其质量可以近似认为分布在垂直于其回转轴线的同一平面内。

若其质心不在回转轴线上,则当其转动时,其偏心质量就会产生惯性力。

由于这种不平衡现象在转子静态时即可表现出来,故称其为静不平衡转子 (2)静平衡及其条件： 对于静不平衡的转子进行静平衡时,可利用在转子上增加或除去一部分质量的方法，使其质心与回转轴心重合,即可使转子的惯性力得以平衡,称为静平衡。

静平衡的力学条件:其惯性力的矢量和应等于零或质径积的矢量和应等于零。

静平衡条件表达：形式一： 力条件：0=+=∑∑b IiF FF形式二：质径积条件：0=+∑bb ii rm r m(3)静平衡的计算： 即根据转子的结构,计算确定需在转子上增加或除去的平衡质量,使其设计成平衡的。

对于静不平衡的转子,无论有多少个偏心质量,只需进行单面平衡。

例1 图示盘形回转件上存在三个偏置质量，已知m 110= kg ，m 215= kg ，m 310= kg ，r 150= mm ，r 2100= mm ，r 370= mm ，设所有不平衡质量分布在同一回转平面内，问应在什么方位上加多大的平衡质径积才能达到平衡？ 解：111050500 kg mmm r =⨯=⋅ 22151001500 kg mm m r =⨯=⋅ 331070700 kg mmm r =⨯=⋅1r 与3r 共线，可代数相加得3311700500200 kg mmm r m r -=-=⋅ 方向同3r r平衡条件：b b1122330m r m r m r m r +++=r r r r所以依次作矢量()331122,m r m r m r +r r r，封闭矢量b bm r r 即所求，如图示。

22b b 20015001513.275 kg mmm r =+=⋅0200270arctg277.5951500θ=+=︒b b例1图解例2 图示盘状转子上有两个不平衡质量：m 115=.kg，m 208=.kg ，r 1140= mm ，r 2180= mm ，相位如图。