第七章 机械的调速与平衡
7-1 什么是速度波动？为什么机械运转时会产生速度波动？ [解]
机械主轴的角速度发生不断的变化称为间歇的速度波动。
机械在外力作用下运动，当驱动功大于阻力功时，出现盈功，机械的动能将增加；当驱动功小于阻力功时，出现亏功，则使机械的动能减小。机械动能的变化使得机械主轴的角速度发生变化，从而形成机械运转的速度波动。
7-2 机械速度波动的类型有哪几种？分别用什么方法来调试？ [解]
类型：周期性速度波动和非周期性波动。
周期性速度波动用飞轮来调节；非周期性波动用调速器来调节。 7-3 飞轮的作用有哪些？能否用飞轮来调节非周期性速度波动？ [解]
飞轮不仅可以调节周期性波动，还有储能作用，可以克服短期过载。非周期性速度波动不能用飞轮来调节。
7-4 机械运转的不均匀程度用什么来表示？飞轮的转动惯量与不均匀系数有何关系？ [解]
机械运转的不均匀程度用不均匀系数来表示。 关系：J
?Wmax?m?2
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7-5 机械平衡的目的是什么？ [解]
目的：完全或部分地消除惯性力的影响，减小或消除附加的动压力，减轻有害的机械振动。 7-6 机械平衡有哪几类？ [解]
机械平衡可以分为回转件的平衡和机构的平衡两类。
7-7刚性回转的动平衡和静平衡，而动平衡不仅是惯性力平衡，而且要惯性力矩也平衡。 [解]
静平衡条件：惯性力的合力等于零。 动平衡条件：惯性力的合力偶矩都等于零。 7-8 为什么要进行平衡试验平衡试验有哪几种？ [解]
虽然经过平衡计算的回转件在理论上是完全平衡的，但由于制造和安装误差及材质不均匀等原因，还会存在不平衡现象，这种不平衡现象只能用试验的方法来进一步平衡。 平衡试验有静平衡试验和动平衡试验两种。
7-9 为什么设计一个刚性回转件时要确定它的不平衡量？ [解]
回转件通过试验后可将不平衡惯性力以及其引起的动力效应减小到相当低的程度，但回转件一般不可能达到完全平衡。在实际工作中
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对回转见的平衡要求高是没有必要的，因此，设计时应该确定许用不平衡量。
7-10 有四个不平衡质量m1=3kg,m2=6kg,m3=7kg,m4=9kg，它们位于同一回转平面内，向径分别为r1=20mm、r2=12mm、r3=10mm、r4=8mm，其夹角依次互为，如图所示。现要求在回转半径rb=10mm处加一平衡质量mb，试求mb的大小和方位。 [解]
X方向：
?mbrbcos??m1r1?m3r3?3?20?7?10??10即 mbcos??1
Y方向：
?mbrbsin??m2r2?m4r4?6?12?9?8?0即 mbsin??0则得 mb?1kg,??0?
7-11 有一薄壁转盘质量为m，经静平衡试验测定其质心偏距为r，方向如图垂直向下。由于该回转面不允许安装平衡质量，只能在平面Ⅰ、Ⅱ上调整，求应加的平衡质径积及其方向。 [解]
在Ⅰ、Ⅱ面内加的质径积为mⅠ面
?M?0 mra=mb??rb??(b?a)ab-a 与mr同向b?r?和m??r?? bbb得 mb??rb???mr
Ⅱ面
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?M?0 mrb=mb?rb?(b?a)ab-a 与mr反向得 mb?rb??mr
?m2r2?m3r3?m4r4，
7-12 图示A、B两根曲轴，曲拐在同一平面中，其质径mr长度l111?l2?l3。试分析其平衡状态（不平衡、静平衡、动平衡）
B轴：平衡。（静平衡、动平衡）
7-13 高速水泵的凸轮轴由三个互相错开120的偏心轮组成。每一偏心轮的
?质量为0.4kg，其偏心距为12.7mm。设在校正平面A和B中各装一个平衡质量mA和mB使之平衡，其回转半径为10mm ,其它尺寸如图（单位为mm）试求的大小和位置。 [解]
将mA、mB、mc分解到A、B两平面，得
mc??mc190230 mc???mc mD??mD mE??mE40230115230190230 mD??mDmE??mE11523040230取OD为X轴建立坐标系，在平面A中?maracos?A?mc?rccos120?mD?rD?mE?rEcos240??
423?(?12)) =12.7(0.4? =01923?(?12)?2?0.4?
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?marasin?A?mc?rcsin120?0?mE?rEsin240?? =12.7(0.4?1923?(?32)?0.4?423?(?32)) =2.869kgmm因sin?A为负值，故?A??DA?270 mA?2.86910?0.2869kg?
因A、B两面对称，故mB?0.2869kg ?DB??270?90??
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