間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)教學(xué)目的和教學(xué)要求1、 教學(xué)目的：拓寬學(xué)生的知識(shí)面，使學(xué)生知道存在某一類機(jī)構(gòu)。2、 教學(xué)要求結(jié)合專業(yè)需要對(duì)棘輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)、凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、不完全齒輪機(jī)構(gòu)、星輪機(jī)構(gòu)等一些其他常用機(jī)構(gòu)的工作原理、運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)及其應(yīng)用有所了解。本章重點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)難點(diǎn)重點(diǎn)：了解棘輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)、不完全齒輪機(jī)構(gòu)的組成、運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)及其運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)。至于凸輪式間歇機(jī)構(gòu)和星輪機(jī)構(gòu)，只需了解它們的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。難點(diǎn)：如何組織教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生沒有雜亂無章之感。棘輪機(jī)構(gòu)棘輪機(jī)構(gòu)的組成、工作特點(diǎn)及類型棘輪機(jī)構(gòu)的典型結(jié)構(gòu)是由搖桿、棘爪、棘輪、止動(dòng)爪和機(jī)架組成?？蓪⒅鲃?dòng)搖桿連續(xù)往復(fù)擺動(dòng)變換為從動(dòng)棘輪的單向間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。其棘輪軸的動(dòng)程可以在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，且具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工方便、運(yùn)動(dòng)可靠等特點(diǎn)。但沖擊、噪音大，且運(yùn)動(dòng)精度低。棘輪上的齒大多做在棘輪的外緣上，構(gòu)成外接棘輪機(jī)構(gòu)，也有做在圓筒內(nèi)緣上的，這時(shí)構(gòu)成內(nèi)接棘輪機(jī)構(gòu)。至于其他形式的齒式棘輪機(jī)構(gòu)和摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)僅作為了解，以開闊眼界。棘輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)在設(shè)計(jì)棘輪機(jī)構(gòu)時(shí)，首要的問題是確定棘輪輪齒的傾斜角，因?yàn)闉榱吮ＷC棘輪機(jī)構(gòu)工作的可靠性，在工作行程時(shí)，棘爪應(yīng)能順利地滑入棘輪齒底。棘輪齒面傾斜角8的確定：棘輪齒面傾斜角8為齒面與輪齒尖向徑的夾角。為了使棘爪能順利地進(jìn)入棘輪齒間，則要求齒面總作用力R對(duì)棘爪軸心的力矩方向應(yīng)迫使棘爪進(jìn)入棘輪齒底。即應(yīng)滿足條件：8＞甲(6-1)其中中為摩擦角。b)槽輪機(jī)構(gòu)槽輪機(jī)構(gòu)的組成、工作特點(diǎn)及類型槽輪機(jī)構(gòu)的典型機(jī)構(gòu)是由主動(dòng)撥盤、從動(dòng)槽輪及機(jī)架組成?？蓪⒅鲃?dòng)撥盤的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)變換為槽輪的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。并具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸小、機(jī)械效率高、能較平穩(wěn)地間歇轉(zhuǎn)位等特點(diǎn)。普通槽輪機(jī)構(gòu)有外槽輪機(jī)構(gòu)和內(nèi)槽輪機(jī)構(gòu)之分。為了滿足某些特殊的工作要求，在某些機(jī)械中還用到一些特殊型式的槽輪機(jī)構(gòu)，如不等臂長的多銷槽輪機(jī)構(gòu)、球面槽輪機(jī)構(gòu)、偏置槽輪機(jī)構(gòu)等。普通槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)系數(shù)及運(yùn)動(dòng)特性普通槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)系數(shù)在單銷外槽輪機(jī)構(gòu)中，當(dāng)主動(dòng)撥盤回轉(zhuǎn)一周時(shí)，從動(dòng)槽輪運(yùn)動(dòng)時(shí)間td與主動(dòng)撥盤轉(zhuǎn)一周的總時(shí)間t之比稱為槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)系數(shù)，并以k表示，即k=td=1-1(6-2)t2z式中z——槽輪的槽數(shù)。如果在撥盤上均勻地分布n個(gè)圓銷，則當(dāng)撥盤轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)，槽輪將被撥動(dòng)n次，則該槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)系數(shù)為k=n(L-4)(6-3)2z運(yùn)動(dòng)系數(shù)必須是大于零而小于1。普通槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性主動(dòng)撥盤以等速度氣轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)主動(dòng)撥盤處在七位置角時(shí)，從動(dòng)槽輪所處的位置角甲2、角速度o2及角加速度氣分別為甲=arctan[人sin甲/(1-acos甲)] (-p<a<甲)(6-4)①=o人(cos甲一人)/(1-2人cos甲+人2)(6-5)a=3211(處一1)sin甲/(1—2人cos甲+人2)2(6-5)式中1=k/L=sin(兀/z)當(dāng)撥盤的角速度31一定時(shí)，槽輪的角速度及角加速度的變化取決于槽輪的槽數(shù)Z,且隨槽數(shù)z的增多而減少。此外，圓銷在嚙入和嚙出時(shí)，有柔性沖擊，其沖擊將隨z減少而增大。槽輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)⑴槽輪槽數(shù)的確定由式k=1-1可知，槽輪糟數(shù)z愈多，k愈大，槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間增加，2z停歇的時(shí)間縮短。因k〉o,故槽數(shù)z>3，但當(dāng)z〉12時(shí)，k值變化不大，故很少使用z〉12的槽輪。因此，一般取z=3?12,而常用槽數(shù)為3,4,6,8。一般情況下，槽輪停歇時(shí)間為機(jī)器的工作行程時(shí)間；槽輪傳動(dòng)的時(shí)間則是空行程時(shí)間。為了提高生產(chǎn)率，要求機(jī)器的空行程時(shí)間盡量短，即k值要小，也就是槽數(shù)要少。由于z愈少，槽輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力性能愈差，故一般在設(shè)計(jì)槽輪機(jī)構(gòu)時(shí)，應(yīng)根據(jù)工作要求、受力情況、生產(chǎn)率等因素綜合考慮，合理選擇k值，再來確定槽數(shù)zo。一般多取z=4或6。(2)圓銷數(shù)目的確定單銷外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)的k值總是小于0.5，即槽輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間總是小于其停歇時(shí)間。如果要求k〉0.5的間歇運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以采用多銷外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)，其銷數(shù)n應(yīng)滿足式n<2z(z—2)(6-6)當(dāng)z=3時(shí)，n=1?6；當(dāng)z=4時(shí)，n=1?4；當(dāng)z=5或6時(shí)，n=1?3；當(dāng)z>7時(shí)，n=1?2。不完全齒輪機(jī)構(gòu)不完全齒輪機(jī)構(gòu)的組成、工作特點(diǎn)及類型不完全齒輪機(jī)構(gòu)是由普通齒輪機(jī)構(gòu)演變而得的一種間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。不完全齒輪機(jī)構(gòu)的主動(dòng)輪的輪齒不是布滿在整個(gè)圓周上，而只有一個(gè)或幾個(gè)齒，并根據(jù)運(yùn)動(dòng)時(shí)間與停歇時(shí)間的要求，在從動(dòng)輪上加工出與主動(dòng)輪相嚙合的齒。不完全齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)靈活、從動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)角范圍大，很容易實(shí)現(xiàn)一個(gè)周期中的多次動(dòng)、停時(shí)間不等的間歇運(yùn)動(dòng)。但加工復(fù)雜；在進(jìn)入和退出嚙合時(shí)速度有突變，引起剛性沖擊，不宜用于高速轉(zhuǎn)動(dòng)；主、從動(dòng)輪不能互換。不完全齒輪機(jī)構(gòu)同齒輪嚙合相同，可分為外嚙合、內(nèi)嚙合及不完全齒輪齒條機(jī)構(gòu)。設(shè)計(jì)要點(diǎn)1） 主動(dòng)輪首末齒齒頂需降低，以避免齒頂干涉。2） 改善從動(dòng)輪動(dòng)力特性的措施，加瞬心線附加板，減少嚙入及嚙出階段的沖擊。例題精選例1有一外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)，已知槽輪槽數(shù)Z=6,槽輪的停歇時(shí)間為Is,槽輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為2s。求槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性系數(shù)及所需的圓銷數(shù)目。解：當(dāng)主動(dòng)撥盤1回轉(zhuǎn)一周時(shí)，槽輪2的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為td=2x6=12秒，主動(dòng)撥盤轉(zhuǎn)一周的總時(shí)間為t=(1+2)x6=18秒，所以k=tjt=12...18=3。,2 11k=-=nG——)3 2z??n=2例2在轉(zhuǎn)動(dòng)軸線互相平行的兩構(gòu)件中，主動(dòng)件作往復(fù)擺動(dòng)，從動(dòng)件作單向間歇轉(zhuǎn)動(dòng)，若要求主動(dòng)件每往復(fù)一次，從動(dòng)件轉(zhuǎn)12。。試問：(1)可采用什么機(jī)構(gòu)？(2)試畫出其機(jī)構(gòu)示意圖；簡(jiǎn)單說明設(shè)計(jì)該機(jī)構(gòu)尺寸時(shí)應(yīng)注意哪幾個(gè)問題？解：棘輪機(jī)構(gòu)。如圖所示(3)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意兩個(gè)問題(保證機(jī)構(gòu)可靠工作):齒形要符合自動(dòng)嚙緊條件。12。應(yīng)是每齒所對(duì)中心角的倍數(shù)。而主動(dòng)件的擺角應(yīng)為12。+2膏。費(fèi)為空程角，在12。前后各加費(fèi)角。例6-2圖角弟實(shí)現(xiàn)其他功用機(jī)構(gòu)本章重點(diǎn)：了解萬向聯(lián)軸節(jié)及螺旋機(jī)構(gòu)的組成、運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)及其運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)。至于行程增大和可調(diào)機(jī)構(gòu)、供料機(jī)構(gòu)及抓取機(jī)構(gòu)、瞬心線機(jī)構(gòu)、共軛曲線機(jī)構(gòu)以及組合機(jī)構(gòu)只需了解它們的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。本章要求：結(jié)合專業(yè)需要對(duì)萬向聯(lián)軸節(jié)、螺旋機(jī)構(gòu)等機(jī)構(gòu)的工作原理、運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)及其應(yīng)用有所了解。萬向聯(lián)軸節(jié)可用于傳遞兩相交軸間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，而且在傳動(dòng)過程中，兩軸之間的夾角可以變動(dòng)。它廣泛用于汽車、機(jī)車等機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中。單萬向鉸鏈機(jī)構(gòu)圖7-1單萬向聯(lián)抽節(jié)單萬向鉸鏈機(jī)構(gòu)是由主動(dòng)軸1、從動(dòng)軸2、中間十字構(gòu)件及機(jī)架組成。當(dāng)兩軸夾角為a時(shí)，若主動(dòng)軸1以等角速度氣回轉(zhuǎn)時(shí)，則從動(dòng)軸2的角速度也將在一定范圍內(nèi)變化，即scosa<w<w/cosa (7-1)且變化幅度與兩軸夾角a的大小有關(guān)。a愈大，也的變化幅度愈大，故一般取a<300。(2)雙萬向鉸鏈機(jī)構(gòu)。為了消除單萬向鉸鏈機(jī)構(gòu)中從動(dòng)軸變速轉(zhuǎn)動(dòng)的缺點(diǎn)，常采用由兩個(gè)單萬向鉸鏈機(jī)構(gòu)形成的雙萬向鉸鏈機(jī)構(gòu)。為了實(shí)現(xiàn)主、從動(dòng)軸的角速度恒相等，其結(jié)構(gòu)必須滿足的條件為：軸1，3和中間軸2必須位于同一平面內(nèi)；主動(dòng)軸1、從動(dòng)軸3與中間軸2的軸線之間的夾角應(yīng)相等；中間軸兩端的叉面應(yīng)位于同一平面內(nèi)。圖7-3雙萬向聯(lián)袖節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)螺旋機(jī)構(gòu)是由螺桿、螺母及機(jī)架組成。一般情況下，它是將螺桿的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為螺母沿螺桿軸向的移動(dòng)。但在y＞甲的情況下，也可將螺母移動(dòng)變?yōu)槁輻U的轉(zhuǎn)動(dòng)。螺旋機(jī)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)是能獲得很大減速比和力的增益。可通過選擇螺旋導(dǎo)程角使機(jī)構(gòu)具有自鎖性，但機(jī)構(gòu)效率較低。1.螺旋機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析簡(jiǎn)單螺旋機(jī)構(gòu)中，當(dāng)螺桿1轉(zhuǎn)過角度甲時(shí)，螺母2將沿螺桿1軸向移動(dòng)的距離為s,其值為s=如/(2兀) (7-2)式中1為螺旋的導(dǎo)程(mm)。⑴差動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)此螺旋機(jī)構(gòu)中存在具有兩段不同導(dǎo)程1和l，且為螺紋旋向相同的螺桿。當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)過角度甲時(shí)，螺母相應(yīng)移動(dòng)的距離為ss=(l-1帥/(2兀)(7-3)當(dāng)導(dǎo)程l與l相差很小時(shí)，位移s很小。這種差動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)又稱為微動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)，常用于微調(diào)、測(cè)微和分度機(jī)構(gòu)中。(2)復(fù)式螺旋機(jī)構(gòu)此螺旋機(jī)構(gòu)中存在具有兩段不同導(dǎo)程lA和1B,且為螺紋旋向相反的螺桿。當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)過角度中時(shí)，螺母相應(yīng)移動(dòng)的距離為s,即s=(1A+1「甲/(2兀)(7-4)此種螺旋機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)螺母的快速移動(dòng)。圖7”5螺旋機(jī)構(gòu)2.螺旋的螺紋導(dǎo)程角、導(dǎo)程和頭數(shù)為了滿足不同的工作要求，螺旋機(jī)構(gòu)應(yīng)選用不同的幾何參數(shù)。要求具有自鎖性或起微動(dòng)作用的螺旋機(jī)構(gòu)，宜選用單頭螺紋，使螺紋具有較小的導(dǎo)程及導(dǎo)程角；對(duì)于要求傳遞大的功率或快速運(yùn)動(dòng)的螺旋機(jī)構(gòu)，則采用具有較大導(dǎo)程角的多頭螺旋。組合機(jī)構(gòu)常把幾個(gè)基本機(jī)構(gòu)組合起來加以應(yīng)用，就構(gòu)成了所謂的組合機(jī)構(gòu)。利用組合機(jī)構(gòu)不僅能滿足多種設(shè)計(jì)要求，而且能綜合應(yīng)用和發(fā)揮各種基本機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)，所以組合機(jī)構(gòu)越來越得到廣泛的應(yīng)用。組合機(jī)構(gòu)可以是同一類的基本機(jī)構(gòu)的組合，也可以是不同類型基本機(jī)

構(gòu)的組合。常見的組合機(jī)構(gòu)有聯(lián)動(dòng)凸輪組合機(jī)構(gòu)、凸輪一齒輪組合機(jī)構(gòu)、齒輪一連桿組合機(jī)構(gòu)等。圖7-27實(shí)現(xiàn)復(fù)雜運(yùn)動(dòng)規(guī)律的組合機(jī)構(gòu) 圖7-28有運(yùn)動(dòng)反慣的組合機(jī)構(gòu)■： h) c)圖7買/停歌巷動(dòng)的坂合機(jī)構(gòu)例題精選例7-1圖示螺旋機(jī)構(gòu)中，螺桿1分別與構(gòu)件2和3組成螺旋副，導(dǎo)程分別為、=2mm，l=3mm，如果要求構(gòu)件2和3如圖示箭頭方向由距離H=100mm快速趨近至h=90mm，試確定：兩個(gè)螺旋副的旋向(螺桿1的轉(zhuǎn)向如圖)；螺桿1應(yīng)轉(zhuǎn)過多大的角度。例7-1圖解:（1）左邊的螺旋副為左旋，右邊的為右旋。（2）H=H1-H2=100-90=10mm設(shè)兩螺母移動(dòng)的距離分別為si和s2，則S]=L]2甲/（2兀）=2甲/（2兀）=甲/兀s2=L]3甲/（2兀）=3甲/（2兀）s+s=H??旗+叫兀）=10「.p=4兀螺桿1應(yīng)轉(zhuǎn)過4兀。例7-2螺旋機(jī)構(gòu)如圖所示，A、B、C均為右旋，導(dǎo)程分別為La=6mm，LB=4mm，lc=24mm。試求當(dāng)構(gòu)件1按圖示方向轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn)時(shí)，構(gòu)件2的軸向位移S2及轉(zhuǎn)角中2。例7-2圖解:設(shè)軸向位移向右為正，右旋導(dǎo)程為止，則右視圖逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)為止。構(gòu)件1軸向位移：s1=LA甲］/(2兀)(1)其中％為構(gòu)件1的轉(zhuǎn)角。構(gòu)件2相對(duì)于1的軸向位移:S1=LB甲21/(2兀)=LB(甲2一甲］)/(2兀)(2)其中中廣2兀(S2/Lc)(3)構(gòu)件2軸向位移s2=s1+《1⑷由(1)一(4)可解出：(L-L)'s_AB2兀LS2 LC-LB C代入已知量中—-2兀、L、L、L得：1 ABCs--2.4mm，即構(gòu)件向左移2.4mm。再將s--2.4代入(3)得:中2—-^5，即構(gòu)件2右視逆時(shí)針轉(zhuǎn)36。。例7-3如圖所示，軸1、2用萬向聯(lián)軸節(jié)A相聯(lián)，軸2、3用萬向聯(lián)軸節(jié)B相聯(lián)，1、2軸線所在平面與2、3軸線所在平面相互垂直。試問：欲使軸1與軸3的角速度相等，須滿足哪些條件?例7-3圖解：須滿足：(1)中間軸兩端的叉平面相互垂直;機(jī)械平衡本章重點(diǎn)：使學(xué)生掌握剛性轉(zhuǎn)子平衡、動(dòng)平衡的原理和計(jì)算方法。本章難點(diǎn)：是剛性轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡概念的建立，和平衡基面選不同位置時(shí)質(zhì)徑積的換算問題。本章要求：掌握剛性轉(zhuǎn)子靜、動(dòng)平衡的原理和方法。2）了解平面四桿機(jī)構(gòu)的平衡原理。概述機(jī)械在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，構(gòu)件所產(chǎn)生的慣性力和慣性力矩在運(yùn)動(dòng)副上引起了大小和方向不斷變化的附加動(dòng)壓力，這不僅會(huì)增大運(yùn)動(dòng)副中的摩擦和構(gòu)件中的內(nèi)應(yīng)力，降低機(jī)械效率和使用壽命，而且必將引起機(jī)械及其基礎(chǔ)產(chǎn)生強(qiáng)迫振動(dòng)以及可能產(chǎn)生的其他不良現(xiàn)象。機(jī)械平衡的目的就是為了完全或部分地消除慣性力的不良影響，借助于選擇構(gòu)件質(zhì)量將不平衡慣性力和慣性力矩加以消除或減少。在機(jī)械中，由于各構(gòu)件的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)形式不同，其所產(chǎn)生的慣性力的平衡方法也不同。對(duì)于繞固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的回轉(zhuǎn)構(gòu)件（即轉(zhuǎn)子），可以就其本身加以平衡；對(duì)于做往復(fù)移動(dòng)或平面運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件必須就整個(gè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行研究。所以，機(jī)械的平衡問題分為轉(zhuǎn)子的平衡和機(jī)構(gòu)在機(jī)座上的平衡兩類。剛性轉(zhuǎn)子的平衡問題分為靜平衡與動(dòng)平衡兩種。剛性轉(zhuǎn)子的平衡設(shè)計(jì)和平衡實(shí)驗(yàn)剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡對(duì)于軸向尺寸較小的盤類(寬徑比bD<0.2)轉(zhuǎn)子，如齒輪、盤形凸輪和飛輪等，其所有質(zhì)量都可以認(rèn)為在垂直于軸線的同一平面內(nèi)。這種轉(zhuǎn)子的不平衡是因?yàn)槠滟|(zhì)心位置不在回轉(zhuǎn)軸線上，且其不平衡現(xiàn)象在轉(zhuǎn)子靜止時(shí)就能夠顯示出來，故稱為靜不平衡。對(duì)于這種不平衡轉(zhuǎn)子，只須重新分布其質(zhì)量，使質(zhì)心移到回轉(zhuǎn)軸線上即可達(dá)到平衡，這種平衡稱為靜平衡。由此可知，剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡條件為：其慣性力的矢量和應(yīng)等于零，或質(zhì)徑積的矢量和應(yīng)等于零。即￡P(guān)=0或￡m-r=0(9-1)ii凡滿足這一條件的構(gòu)件稱為靜平衡構(gòu)件。剛性轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡對(duì)于軸向尺寸較大的轉(zhuǎn)子(bD>0.2)，如內(nèi)燃機(jī)曲軸、電機(jī)轉(zhuǎn)子和機(jī)床主軸等，其質(zhì)量就不能再被認(rèn)為分布在同一平面內(nèi)。這種轉(zhuǎn)子的不平衡，除了存在靜不平衡外，還會(huì)存在力偶的不平衡。這種不平衡在轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下才能完全顯示出來，故稱為動(dòng)不平衡。對(duì)于動(dòng)不平衡的轉(zhuǎn)子，須選擇兩個(gè)垂直于軸線的平衡基面，并在這兩個(gè)面上適當(dāng)加上(或除去)兩個(gè)平衡質(zhì)量，使轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的慣性力和慣性力偶矩都達(dá)到平衡，這種平衡稱為動(dòng)平衡。由此可知，剛性轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡的條件為：其慣性力的矢量和等于零，其慣性力矩的矢量和也應(yīng)等于零。即Xp=0或￡mi=0(9-2)凡滿足這一條件的轉(zhuǎn)子稱為動(dòng)平衡轉(zhuǎn)子。W14-4轉(zhuǎn)蘋的動(dòng)平赫實(shí)際上，一般的回轉(zhuǎn)構(gòu)件既是動(dòng)不平衡又是靜不平衡，只有滿足動(dòng)平衡的條件，才能達(dá)到完全平衡。因此，動(dòng)平衡是轉(zhuǎn)子平衡的基本方法，而靜平衡只能解決盤類轉(zhuǎn)子的平衡問題。轉(zhuǎn)子的平衡計(jì)算及平衡實(shí)驗(yàn)造成轉(zhuǎn)子的質(zhì)量分布不均勻而引起不平衡的原因是多種多樣的。但可歸結(jié)為兩種情況；一是結(jié)構(gòu)的原因；二是制造的原因。對(duì)于因結(jié)構(gòu)不對(duì)稱而引起不平衡的轉(zhuǎn)子，其平衡是先根據(jù)其結(jié)構(gòu)確定出各不平衡質(zhì)量的大小及方位，再用計(jì)算的方法求出轉(zhuǎn)子平衡質(zhì)量的大小和方位來加以平衡的，即設(shè)計(jì)出理論上完全平衡的構(gòu)件。對(duì)于結(jié)構(gòu)上是對(duì)稱的，即理論上是平衡的轉(zhuǎn)子，由于制造的不準(zhǔn)確、安裝的誤差及材料不均勻等原因，也會(huì)引起不平衡，而這種不平衡量是無法計(jì)算出來的，只能在平衡機(jī)上通過實(shí)驗(yàn)的方法來解決。故所有轉(zhuǎn)子均須通過實(shí)驗(yàn)的方法才能予以平衡。1.平衡計(jì)算1） 轉(zhuǎn)子的靜平衡計(jì)算：對(duì)于結(jié)構(gòu)不對(duì)稱的盤形轉(zhuǎn)子，先按其結(jié)構(gòu)形狀及尺寸確定出各不平衡質(zhì)量的大小及位置后，根據(jù)靜平衡條件列出轉(zhuǎn)子包含平衡質(zhì)量的質(zhì)徑積平衡方程式，然后用圖解法（即取質(zhì)徑積比例尺mr（kg-cm/mm），作質(zhì)徑積矢量多邊形進(jìn)行求解）或解析法求出應(yīng)加的平衡質(zhì)量的大小及其方位。對(duì)于靜不平衡的轉(zhuǎn)子，不論它有多少個(gè)偏心質(zhì)量，都只需要在同一個(gè)平衡面內(nèi)增加或除去一個(gè)平衡質(zhì)量即可獲得平衡，故又稱為單面平衡。2） 轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡計(jì)算：對(duì)于結(jié)構(gòu)不對(duì)稱的動(dòng)不平衡轉(zhuǎn)子，先按其結(jié)構(gòu)形狀及尺寸確定出各不平衡質(zhì)量的大小及方位（包括所在平面的位置），然后，選擇兩個(gè)平衡基面，并根據(jù)力的平行分解原理，將各不平衡質(zhì)量的質(zhì)徑積分別等效到兩平衡基面上，再分別按每個(gè)平衡基面建立質(zhì)徑積的平衡方程式，最后用圖解法或解析法求解出兩平衡基面的平衡質(zhì)量的大小及方位。由此可見，動(dòng)平衡計(jì)算是通過簡(jiǎn)化為兩個(gè)平衡基面的靜平衡問題來進(jìn)行計(jì)算的。對(duì)于任何動(dòng)不平衡的轉(zhuǎn)子，不論它有多少個(gè)偏心質(zhì)量，以及分布于多少個(gè)回轉(zhuǎn)平面內(nèi)，都只需要在選定的兩個(gè)平衡基面內(nèi)分別各加上或除去一個(gè)平衡質(zhì)量即可獲得平衡，故動(dòng)平衡又稱為雙面平衡。2.平衡實(shí)驗(yàn)。轉(zhuǎn)子的靜平衡實(shí)驗(yàn)是借助于靜平衡實(shí)驗(yàn)裝置將轉(zhuǎn)子的靜不平衡現(xiàn)象較容易地顯示出來，然后再經(jīng)過反復(fù)試加平衡質(zhì)量直至轉(zhuǎn)子的靜不平衡現(xiàn)象消失為止，即轉(zhuǎn)子已達(dá)到靜平衡。轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)則需在專用的動(dòng)平衡機(jī)上進(jìn)行，日前使用較多的動(dòng)平衡機(jī)是根據(jù)振動(dòng)原理設(shè)計(jì)的，并且利用測(cè)振傳感器將由轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)所引起的振動(dòng)信號(hào)經(jīng)過電子線路加以處理和放大后，再由電子儀器依次顯出轉(zhuǎn)子的兩平衡基面上應(yīng)加平衡質(zhì)量的大小和方位。而轉(zhuǎn)子的平衡精度是用轉(zhuǎn)子的許用不平衡量來控制的。因此，除要搞清楚平衡實(shí)驗(yàn)原理及方法外，還應(yīng)搞清楚轉(zhuǎn)子的許用不平衡量的表示方法。至于機(jī)構(gòu)的平衡問題，只要求了解其方法。例題精解例14-1圖示盤形回轉(zhuǎn)件上存在三個(gè)偏置質(zhì)量，已知m廣10kg，m2=15kg，m=10kg，r=50mm，r=100mm，r=70mm，設(shè)所有不平衡質(zhì)量分布在同一回轉(zhuǎn)平面內(nèi)，問應(yīng)在什么方位上加多大的平衡質(zhì)徑積才能達(dá)到平衡？

解:mr=10x50=500kg?mmmr=15x100=解:mr=10x50=500kg?mmmr=15x100=1500kg?mmm3r3=10x70=700kg?mm二與r3共線，可代數(shù)相加得例9-1圖mr-mr=700一500=200kg?mm方向同r33 11 3平衡條件:mr+mr+mr+mr=0bb11 22 33所以依次作矢量(rnr+mr),mr，封閉矢量mr即所求，如圖示。一3T1-12~1 bbmr=J2002+15002=1513.275200=277.595°kg-mm0=2700+arctg1500例14-2圖示盤狀轉(zhuǎn)子上有兩個(gè)質(zhì)量：m廣1.5kg，m2=0.8kg，r廣140mm，r=180mm，相位如圖。現(xiàn)用去重法來2求所需挖去的質(zhì)量的大小和相位(設(shè)量處的半徑r=140mm)。解:不平衡平衡，挖去質(zhì)不平衡質(zhì)徑積m"=210kg?mm不平衡平衡，挖去質(zhì)mr-144kg-mm靜平條件解得mb[-140kg-mm例9-2圖應(yīng)加平衡質(zhì)量mb-140/140-1kg挖去的質(zhì)量應(yīng)在mr矢量的反方向，挖去的質(zhì)量應(yīng)在mr矢量的反方向，140mm處挖去1kg質(zhì)量。例9-2圖解凸輪軸偏心輪為m，其面A和例14-3凸輪軸偏心輪為m，其面A和B上各裝一個(gè)平衡質(zhì)量mA和氣，其回轉(zhuǎn)半徑為2r，其他尺寸如圖示。試求％和m的大小和方向（可用圖解法）。B例9-3圖解：偏心輪的不平衡質(zhì)徑積mr-mr-mr-mrCCDDEE分別分解到平衡平面A和B(mr)-200mr/250-4mr/5(mr)-50mr/250-mr/5CCA CCB(mr)-125mr/250-mr/2(mr)-125mr/250-mr/2DDA DDB(mr)=50mr/250=mr/5(mr)=200mr/250=4mr/5EEA EEB動(dòng)平衡條件(mr)+(mr)+(mr)+(mr)=0bbACCADDAEEA(mr)+(mr)+(mrr)+mr)=0bbBCCBDDBEEB解得:(mr)=mr/2因?yàn)椋?2,，所以(mb)a=m=0.25m，(mr)=mr/2因?yàn)閞=2r,所以(mb)B=m=0.25m方向如圖示。A平徹平聞..迎〕gF?櫥半6-THE例9-3圖解牟例14-4一回轉(zhuǎn)體上有三質(zhì)量：m1=3kg，m2=1kg，m3=4kg，繞z軸等角速度旋轉(zhuǎn)，ri=60mm，「140mm，r3=90mm，其余尺寸如圖示，試用圖解法求應(yīng)在平面I和II處各加多大平衡質(zhì)量才能得到動(dòng)平衡（設(shè)平衡質(zhì)量m和m離轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的距離r、r為r=r=100mm）。blbll blb