机械工程学报

作者：杨杰, 崔国华, 李海涛, 张振山, 和法洋, 盛天豪

单位：1. 上海工程技术大学机械与汽车工程学院 上海 201620;2. 上海市大型构件智能制造机器人技术协同创新中心 上海 201620;3. 中国农业大学工学院 北京 100083;4. 上海合纵重工机械有限公司 上海 201500;5. 上海航天设备制造总厂有限公司 上海 201100

关键词：虚拟动平衡,非轴对称,复杂曲面回转件,仿真,动平衡实验；

基金：国家自然科学基金（52005317）；上海市大型构件智能制造机器人技术协同创新中心2021年度开放基金（ZXP20211101）资助项目。

针对非轴对称复杂曲面回转件的几何结构所引起的动不平衡问题，提出了一种虚拟动平衡设计方法，将整个系统简化为单个刚体旋转模型，根据平行轴定理推导出质径积的表达式，并针对相位滞后问题提出了采用正反转求相位补偿量的方法。建立了虚拟动平衡仿真平台，以环面蜗杆这类复杂曲面回转件为例进行仿真分析，获取待测点在稳定周期内沿X轴方向的振动幅值，结果表明：选取的两个平衡平面上均存在大小不等的不平衡质量，分别为11.8 g和14.7 g，通过相位补偿得到两个不平衡质量所对应的准确相位角分别为133.2°和93.6°，平衡后的振动幅值分别下降了97.5%和93%，平衡效果明显。最后，进行了实际的动平衡实验，测定得到初始的不平衡质量分别为13.66 g和15.21 g，相位角分别为131°和95°，和理论计算值相比，不平衡质量的最大误差为1.86 g，相位角的最大误差为2.2°；实际的平衡结果显示，左右两侧的剩余不平衡质量分别为1.33 g和0.18 g，不平衡量分别下降了90.3%和98.8%，进一步验证了理论模型及虚拟动平衡方法的正确性。

来源：2023年第17期

《机械工程学报》期刊编辑部

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