文档介绍：动平衡方法
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§20-1 机械速度波动与调节
一、机械速度的波动
机械在外力作用下运转，随着外力功的增减，机械的动能也随之增减。如果驱动力在一段时间内所作的功等于阻力所作的功，则机械1页，编辑于2022年，星期五
图20-3转动惯量与不均匀系数的关系
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2．飞轮尺寸确定
一般飞轮的轮毂和轮辐的质量很小，近似计算时认为飞轮质量m集中于平均直径为Dm轮缘上。因此，转动惯量可以写成
（20-6）
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当按照机器的结构和空间位置选定轮缘的平均直径Dm之后，由式（20-6）便可求出飞轮的质量m。选定飞轮的材料与高宽比H/B后，按轮缘为矩形端面求出轮缘截面尺寸，见图20-4。
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图20-4飞轮结构示意图
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应当说明，飞轮不一定是外加的专门构件。实际机械中往往用增大皮带轮(或齿轮)的尺寸和质量的方法，使它们兼起飞轮的作用。这种皮带轮(或齿轮)也就是机器中的飞轮。还应指出，本章所介绍的确定盈亏功的方法，没有考虑除飞轮外其他构件动能的变化，因而是近似的。当其他构件的质量较大或动能变化较大时，必须考虑这些构件的动能变化。
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§20-2 回转件的平衡
一、回转件平衡的目的
机械中有许多构件是绕固定轴线回转的，这类作回转运动的构件称为回转件。如果回转件的结构不对称、制造不准确或材质不均匀，都会使整个回转件在转动时产生离心力系的不平衡，使离心力系的合力和合力偶矩不等于零。
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它们的方向随着回转件的转动而发生周期性的变化并在轴承中引起一种附加的动压力，使整个机械产生周期性的振动，引起机械工作精度和可靠性的降低、零件损坏、噪声产生等。由于近年来高速重载和精密机械的发展，使上述问题显得更加突出。调整回转件的质量分布，使回转件工作时离心力系达到平衡，以消除附加动压力、尽量减轻有害的机械振动，这就是回转件平衡的目的。
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每个回转件都可看作是由若干质量组成的。一偏离回转中心距离为r的质量m，以角速度转动时，产生的离心力为：
(20-7)
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图20-5静平衡问题
图20-6 动平衡问题
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二、平衡计算
1．静平衡
（1）静平衡计算
对于轴向尺寸很小的回转件，如叶轮、飞轮、砂轮等，其质量的分布可以近似地认为在同一回转面内。因此，当该回转件匀速转动时，这些质量所产生的离心力构成同一平面内汇交于回转中心的力系。
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如果该力系不平衡，则它们的合力不等于零。如欲使其平衡，只要在同一回转面内加一质量（或在相反方向减一质量），使它产生的离心力与原有质量所产生的离心力之总和等于零，达到平衡状态。即平衡条件为
式中，P、Pb和Pi分别表示总离心力、平衡质量的离心力和原有质量离心力的合力。
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上式可写成
消去公因子2，可得
(20-8)
式中，m、e为回转件的总质量和总质心的向径，mb、rb为平衡质量及其质心的向径，mi、ri为原有各质量及其质心的向径，如图20-7 所示的情况。
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mbrb
m2r3
m2r2
m1r1
图20-7 平面惯性力与力封闭图
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（2）静平衡试验
静不平衡的回转件，其质心偏离回转轴，产生静力矩。利用静平衡架，找出不平衡质径积的大小和方向，并由此确定平衡质量的大小和位置，使质心移到回转轴线上以达到静平衡。这种方法称为静平衡试验法。
对于圆盘形回转件，设圆盘直径为D，其宽度为b，当D/b>5时，这类回转件通常经静平衡试验校正后，可不必进行动平衡。
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图20-8a所示为导轨式静平衡架。架上两根互相平行的钢制刀口形(也可以做成圆柱形或棱柱形)导轨被安装在同一水平面内。试验时将回转件的轴放在导轨上。如回转件质心不在包含回转轴线的铅垂面内，则由于重力对回转轴线的静力矩作用，回转件将在导轨上发生滚动。待到滚动停止时，质心S即处在最低位置，由此便可确定质心的偏移方向。
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然后再用橡皮泥在质心相反方向加一适当的平衡质量，并逐步调整其大小或径向位置，直到该回转件在任意位置