在繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子上，各質(zhì)點(diǎn)的離心慣性力組成一個(gè)空間力系，根據(jù)力學(xué)原理將它們向任何一點(diǎn)簡(jiǎn)化，均可得到一個(gè)離心慣性力F 和一個(gè)慣性力偶。這個(gè)離心慣性力和慣性力偶將引起轉(zhuǎn)子的振動(dòng)，這種轉(zhuǎn)子稱為不平衡轉(zhuǎn)子。不平衡轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可能會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)子斷裂的重大事故。為了使轉(zhuǎn)子得到平衡，必須滿足力和力矩都等于零的條件，這就是全自動(dòng)平衡機(jī)的力學(xué)原理。

　　設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)子時(shí)，可以通過(guò)合理分配質(zhì)量，使轉(zhuǎn)子在理論上達(dá)到平衡。但是，由於轉(zhuǎn)子材料的缺陷和制造的誤差等因素，轉(zhuǎn)子仍會(huì)產(chǎn)生不平衡，而這種不平衡又有很大的隨機(jī)性。因此，轉(zhuǎn)子在裝配前必須進(jìn)行平衡試驗(yàn)，再調(diào)整轉(zhuǎn)子質(zhì)量的分布以達(dá)到所需的平衡精度，從而保證轉(zhuǎn)子的正常運(yùn)行。此外，連桿機(jī)構(gòu)也有平衡的問(wèn)題。

　　轉(zhuǎn)子的平衡分為剛性轉(zhuǎn)子的平衡和撓性轉(zhuǎn)子的平衡。工作轉(zhuǎn)速小于0.75倍第一階臨界轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)子稱為剛性轉(zhuǎn)子;工作轉(zhuǎn)速大于 1.4倍第一階臨界轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)子稱為撓性轉(zhuǎn)子。剛性轉(zhuǎn)子的平衡﹕分為靜平衡和動(dòng)平衡。一般在轉(zhuǎn)子的長(zhǎng)度L 與轉(zhuǎn)子外徑D 之比L /D ≦1/5時(shí)，可進(jìn)行靜平衡;當(dāng)L /D ≧1時(shí)則必須進(jìn)行動(dòng)平衡。對(duì)於皮帶輪﹑齒輪﹑飛輪和鐘表擺輪等軸向尺寸小﹑徑向尺寸大的轉(zhuǎn)動(dòng)件，由慣性力偶引起的支承動(dòng)反力較小，可忽略不計(jì)。這類轉(zhuǎn)子可看成為同一平面內(nèi)的回轉(zhuǎn)質(zhì)量，它們的平衡條件是慣性力F =0。只要設(shè)法將其質(zhì)心移至軸線上，則轉(zhuǎn)子就處?kù)镀胶鉅顟B(tài)。這種移動(dòng)質(zhì)心至軸線上的平衡方法稱為轉(zhuǎn)子靜平衡，可在專門的靜平衡架上進(jìn)行。軸向長(zhǎng)度較大的轉(zhuǎn)子，如多級(jí)汽輪機(jī)﹑發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子等，都應(yīng)看作是不在同一平面的回轉(zhuǎn)質(zhì)量。它們的平衡條件應(yīng)該同時(shí)滿足不平衡慣性力F =0和不平衡慣性力偶=0的條件。這一類的平衡問(wèn)題稱為轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡。進(jìn)行轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡計(jì)算時(shí)，可根據(jù)靜力學(xué)定律將所有不平衡質(zhì)量產(chǎn)生的離心慣性力，分配到兩個(gè)任意選擇的校正面Ⅰ和Ⅱ上，并簡(jiǎn)化為兩個(gè)等效不平衡慣性力和。這樣便可以在校正面Ⅰ﹑Ⅱ上分別加上兩個(gè)校正質(zhì)量，使其產(chǎn)生的離心慣性力分別與等效不平衡慣性力和大小相等，方向相反，轉(zhuǎn)子即可得到平衡。但是，轉(zhuǎn)子由於材料不均勻和制造誤差等原因造成的質(zhì)量不平衡具有很大的隨機(jī)性，事先無(wú)法用計(jì)算確定，所以這類轉(zhuǎn)子在制造出來(lái)以后一般都需要在動(dòng)平衡試驗(yàn)機(jī)上測(cè)定其在兩個(gè)預(yù)定的校正面上應(yīng)加的校正質(zhì)量，以便校正。

　　全自動(dòng)平衡機(jī)撓性轉(zhuǎn)子的平衡必須進(jìn)行動(dòng)平衡，其方法是：先將轉(zhuǎn)子在剛性范圍內(nèi)，即工作轉(zhuǎn)速小于0.75倍第一階臨界轉(zhuǎn)速時(shí)進(jìn)行動(dòng)平衡，再在撓性范圍內(nèi)，即工作轉(zhuǎn)速大于 1.4倍第一階臨界轉(zhuǎn)速時(shí)測(cè)出其彎曲變形，作為新的不平衡，然后用兩個(gè)大小相同而方向相反的校正力矩來(lái)防止彎曲變形。這種平衡的關(guān)鍵是：合理選擇校正面，正確分布平衡質(zhì)量，使轉(zhuǎn)子內(nèi)的彎矩盡可能小。多年來(lái)人們一直在研究撓性轉(zhuǎn)子的平衡試驗(yàn)。由於各種轉(zhuǎn)子的特性和采用的平衡設(shè)備不同，平衡方法也不同。利用電子計(jì)算機(jī)收集和處理數(shù)據(jù)，可大大提高平衡效率。