机械原理实验指导报告书
三、 实验原理
理论上已经阐明：质量分布不在同一回转面内的回转构件的动不平衡，都可以认为是分别处于两个任选回转平面T
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和T
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内向径分别为r0和r0的两个不平衡质量
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m0和m0所产生的。因此，在实验中分别测定所选两平衡校正平面内的不平衡质径积m0r0和m0r0的大小和相位，并给予校正就可以达到要求的动平衡。
图5——1为动平衡机的结构原理图。框架1经弹簧2与固定的底座3相联，它只能绕道OX轴摆动构成一个振动系统。框架上装有主轴4，由固定在底座上的电动机14通过皮带和皮带轮12驱动，主轴4上装有齿轮8，与齿轮5齿数相等，相互构成交错轴斜齿轮传动。齿轮5、圆盘7固定在轴9上，圆盘8随轴9转动，还可通过调节手轮17沿轴9上下移动，由此而改变两圆盘间的距离lc，lc由指针16指示，，圆盘7、8的大小、质量完全相等，上面各装有一质量为mc的重块，质心都与其回转轴相距rc，但相位差180，因此，当圆盘7、8转动时，mc所产生的离心力Fc便构成一个可调的力偶矩Fclc，它与框架振摆平面间的夹角以 c表示，轴9上端的指针15即用来指示Fclc的作用平面和方向，指针相对圆盘的指向即为Fclc的转向，齿轮6还可以沿主轴4移动，移动的距离与它的轴向宽度相等，比齿轮5的节圆圆周要大，当调节手轮18，使齿轮6从左端移动到右端时，齿轮5和轴9可以回转一周以上，以此调节瞬时的 c值。
实验时，将待平衡的试件10架于两个滚动支承13上。通过挠性联轴器11由主轴4带动，此时试件的不平衡质量可以看成在所选的两平衡校正面T和T内，向径分别为r0和r0的两个不平衡质量m0和m0。平衡时，可先令校正面T通过振摆轴线OX。当试件转动后，T面上不平衡质量m0所产生的离心力矩为零，不引起框架振动；而T面上的不平衡质量m0所产生的离心力Fi0对于振摆轴线OX形成力矩M使框架发生振动，其大小为：
M
'0
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'
''
''''''
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''''0
Fi0lcos
'
振幅可由指针20指示。与此同时，主轴4带动齿轮5、6，因而圆盘7、8以相同的速度旋转。Fclc对于OX轴的力偶矩分量为Mc，也直接影响框架的振动，此即用补偿质径积mcrc产生补偿力偶矩的一种方法。
M
c
Fclccos c
'0
使框架振动的合力矩大小为：
M M
'
M
c
Fi0lcos Fclccos c
'
当M=0时，框架便静止不动。所以有：
M Fi0lcos Fclccos c 0