书城教材教辅机械原理作业集
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第5章 机械的平衡

一、学习要求

1.掌握刚性转子静、动平衡的原理和方法,明确转子许用不平衡量的意义。

2.了解平面四杆机构的平衡原理。

二、本章重点及难点

本章的重点是刚性转子静平衡和动平衡的原理及计算方法。难点是平面四杆机构的平衡。

三、思考题

1.为什么要对回转构件进行平衡?

2.何谓动平衡?何谓静平衡?它们各需要满足什么条件?哪一类构件只需要进行静平衡?哪一类构件必须进行动平衡?

3.要求进行动平衡的回转构件,如果只进行静平衡,是否一定能减轻偏心质量造成的不良影响?

4.经过平衡以后的回转构件,当其运转速度发生波动时是否仍有动载荷产生?

5.在工程上为什么要规定许用不平衡量?为什么说完全的绝对平衡是不可能的,也是不必要的?

6.对于作往复移动或平面运动的构件,能否在构件本身将其惯性力平衡?

四、练习题

51在图51所示的盘形转子中,有四个偏心质量位于同一回转平面内,其大小及回转半径分别为m1=5kg,m2=7kg,m3=8kg,m4=10kg;r1=r4=10cm,r2=20cm,r3=15cm,方位如图所示。设平面质量mb的回转半径rb=15cm。试求平面质量mb的大小及方位。

52在图52(a)所示的转子中,已知各偏心质量m1=10kg,m2=15kg,m3=20kg,m4=10kg,它们的回转半径分别为r1=40cm,r2=r4=30cm,r3=20cm,又知各偏心质量所在的回转平面间的距离为l12=l23=l34=30cm,各偏心质量的方位角如图52(b)所示。若置于平衡基面Ⅰ及Ⅱ中的平衡质量mbⅠ及mbⅡ的回转半径均为50cm,试求mbⅠ及mbⅡ的大小及方位。

53在图53所示的转子上有三个偏心质量:m1=m2=m3=10kg,若已知r1=r2=r3=100mm,a=80mm,b=140mm,c=70mm,d=50mm。试分析应如何才能使该转子得到平衡?

54有一特殊要求的中型电机转子,其质量为m=80kg,转速n=3000r/min,已测得两平衡基面上的不平衡质径积分别为mⅠrⅠ=360g·mm,mⅡrⅡ=280g·mm,转子质心至两基面的距离如图5-4所示。试问其是否满足平衡精度要求?

55在图55所示的曲柄滑块机构中,已知各构件的尺寸为lAB=100mm,lBC=400mm;连杆2的质量m2=8kg,质心在S2处,lBS2=140mm;滑块3的质量m3=12kg,质心在C点处;曲柄1的质心与A点重合。今欲利用平衡质量法对该机构进行平衡,试问若对机构进行完全平衡和只平衡掉滑块3往复惯性力的1/2,各需加多大的平衡质量(取lBD′=lAD″=50mm)?