无功功率平衡原理解析

为了实现总功能，机器的构件需要传递力和力矩。例如汽车驱动轮的驱动力矩、变速器齿轮的圆周力等，称为有功力（力矩）。同时还会伴随产生一些与作有效功无关的力，例如斜齿轮的轴向力、零件的惯性力等，称为无功力。这些无功力的副作用很大。不仅使零件的负荷增大、零件质量与成本增加，而且增加摩擦与磨损，降低机器效率。因此，如何消除无功力的不良影响，是结构设计中应该解决的重要问题之一。

无功力平衡原理的基本思路是，设法将无功力在其产生之处就平衡掉，不让其传递到其他地方去。平衡无功力的主要结构措施有如下两项：

（1）采用平衡元件 常用的平衡元件有平衡重、平衡轴等。在设计平衡元件时，应根据力流路线直接、最短原理，尽可能减小力的影响区，务必使轴承上无附加负荷，并使结构耗费最小。

（2）采用对称布置 对称布置是使无功力自然平衡的有效措施。在多轴齿轮传动和行星齿轮传动中，采用对称布置，可以使主动轴上的径向力、轴向力、惯性力得到平衡，如图6-32所示。

图6-33所示的行星齿轮传动中，行星齿轮采用对称布置后，使三个行星齿轮的离心力得以相互抵消。太阳轮、内齿圈以及转臂仅传递转矩，因而可以采用浮动结构，适用于体积小、功率大的传动场合。

图6-32 齿轮传动中的对称布置(www.xing528.com)

图6-33 行星齿轮传动中的对称布置

内燃机气缸采用对称布置方案可达到良好的平衡效果，如往复式内燃机采用的对置式气缸布置和星形气缸布置等。

图6-34所示为减速器和联轴器的力平衡方案。当无功力较小时，可不采取平衡措施；无功力中等时，采用平衡元件；而当无功力较大时，宜采取对称布置。

图6-34 减速器和联轴器的力平衡方案