机械平衡的目的和分类

在机械工作过程中，除机架外，其余构件都要运动，有3种运动方式：绕定轴的转动（齿轮、带轮等）；往复移动（滑块等）；平面复合运动（连杆等）。除了回转轴线通过质心并作等速回转的构件外，其余运动构件都将产生不平衡的惯性力，其在机构各运动副中将引起附加动压力，并传到机架上。这不仅会增加运动副中的摩擦，降低机械效率和使用寿命，而且由于这些惯性力一般都是周期性变化的，还将引起机械及其机座产生强迫振动，如果振动频率接近机械的固有频率，可能引起共振现象，从而导致机械无法正常工作，严重时将危及周围建筑和人员安全。

机械平衡的目的是根据惯性力的变化规律，进行构件的平衡设计，以消除或减小不平衡惯性力，从而提高机械的工作性能和使用寿命。但应指出，有些机械则是利用构件产生的不平衡惯性力引起的振动来工作的，如蛙式打夯机、按摩机、振实机等。

在机械中，由于各构件结构和运动形式的不同，所产生的惯性力和平衡方法也不同。机械平衡可分为以下两类。

1.转子的平衡

绕定轴转动的构件称为转子。由于转子的质量分布不均，或由于制造误差导致的质心与回转轴线不重合时，在转动过程中将产生不平衡惯性力。这类惯性力可通过在构件上增加或去除一部分质量的方法予以平衡，称为转子的质量平衡。转子又分为刚性转子和挠性转子两种。

1）刚性转子的平衡

若转子工作转速n低于第一阶临界转速nc的75%，则转子的弹性变形可忽略不计，这类转子称作刚性转子。其平衡原理是基于理论力学中的力系平衡理论。如果只要求其惯性力平衡，则称为转子的静平衡；如果同时要求转子的惯性力和惯性力矩平衡，则称为转子的动平衡。(www.xing528.com)

2）挠性转子的平衡

若转子工作转速n大于第一阶临界转速nc的75%，则转子的弹性变形不可忽略，这类转子称作挠性转子。其平衡原理是基于弹性梁的横向振动理论，这类平衡问题比较复杂，其平衡设计可参阅相关书籍。

2.机构的平衡

机构中作往复移动或平面复合运动的构件，因构件质心位置随着机构运动发生变化，故所产生的惯性力无法在构件本身上平衡，只能对整个机构进行研究，通过设计，设法使各运动构件惯性力的合力和合力矩得到完全或部分平衡，以消除或降低最终传到机械机架上的不平衡惯性力，故其又称为机构在机架上的平衡。

转子的平衡是单个零件的平衡，而机构的平衡是整个机构相对于机架的平衡。就目前而言，刚性转子的平衡问题还是工程上最常见的平衡问题，所以本章只讨论刚性转子平衡的原理及方法。