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摩托车发动机曲柄连杆机构动平衡试验装置的设计与研究

摩托车发动机曲柄连杆机构动平衡试验装置的设计与研究

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作者：胡贤勇重庆大学

学位级别：硕士

不平衡是指转子相对于其旋转轴质量分布不均匀。改变转子的质量分布以使其相对于旋转轴均匀分布的过程称为平衡。转子的制造不可能达到使它的质量分布相对于旋转轴完全均匀的程度，因此，必然在运行中表现出不平衡。不平衡将会在轴承上... 详细信息

不平衡是指转子相对于其旋转轴质量分布不均匀。改变转子的质量分布以使其相对于旋转轴均匀分布的过程称为平衡。转子的制造不可能达到使它的质量分布相对于旋转轴完全均匀的程度，因此，必然在运行中表现出不平衡。不平衡将会在轴承上产生周期性惯性力，致使轴承疲劳，进而损坏机器设备。平衡(使转子质量分布均匀)的目的并不是完全消除转子的不平衡，而是将其降低至容许范围内。恢复平衡需要将一定数量的不平衡量(克·厘米)加在转子固有不平衡量的相反位置上，故平衡的过程涉及不平衡量大小的补偿值的决定，及补偿值的正确定位。曲轴作为结构特殊的刚性转子，在运行中总是与连杆、活塞(滑块)一起构成一个整体，称为曲柄连杆机构。由于有往复质量的影响，曲柄连杆机构不可能达到完全的平衡，有其特殊性，因此其理论在动平衡领域内占有特殊地位。本论文针对摩托车单缸发动机曲柄连杆机构为研究对象，对曲柄连杆机构动平衡的测试提出了一种新方法，并对其数字化测试装置进行了深入研究，完成的主要工作及取得的成果如下：首先，对动平衡理论进行了详细的探讨，论述了不平衡产生的原因、危害，不平衡的种类及转子在不平衡惯性力激励下的运动规律，并对曲轴这一结构特殊的刚性转子的平衡理论进行了阐述，重点研究了曲柄连杆机构这一往复式机械构件的力学特性。其次，通过对当前国内外曲柄连杆机构动平衡试验的现状及其存在问题的分析研究，提出了一种新的测试方法：在工作原理上采用硬支承型测力式动平衡机，在测量方法上应用互成90°的两点测量来矢量合成任意一点旋转惯性力大小及方向，这也是其不同于以往试验机的最大之处。提出了新型试验方法所采用试验装置的测试原理和数学模型，并设计出了模型机。模型机正在制造中。第三：得到了一个结论：摩托车发动机曲柄连杆机构的动平衡率等于旋转不平衡量除以往复不平衡量。即：当0.5≤f≤1时，γ=mr/mr×100％=U/U×100％当0≤f＜0.5时，γ=1-mr/mr×100％=1-U/U×100％重庆大学硕士学位论文这个结论在动平衡的校正过程中是极为有用的。第四，对测试过程中数据定标进行了详细研究。对数据采集、数据处理作了简要分析。对测试应用程序软件的开发提出了大体的要求和整体的构想。最后，通过嘉陵工业几100型摩托车发动机曲柄连杆动平衡的校正过程，说明动平衡的校正方法。

关键词：不平衡摩托车单缸发动机曲柄连杆机构动平衡率结构设计强度校核数据定标数据采集数据处理校正

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