機械原理第七版孫桓主編 第7章

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1、十、機械的穩(wěn)定運轉及其速度波動的調節(jié) 1.設某機器的等效轉動慣量為常數，則該機器作勻速穩(wěn)定運轉的條件是　　　　　 ，作變速穩(wěn)定運轉的條件是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 2.機器中安裝飛輪的原因，一般是為了　　，同時還可獲得　　　　　　的效果。 3.在機器的穩(wěn)定運轉時期，機器主軸的轉速可有兩種不同情況，即　　　　穩(wěn)定運轉和穩(wěn)定運轉，在前一種情況，機器主軸速度是　　　　，在后一種情況，機器主軸速度是　　　　　　　　　　　　 。 4.機器中安裝飛輪的目的是　　　　　　　　　　　 和　　　　　　　　　　　　　。 5.某機器的主軸平均角速度ωm

2、=100rad/s，機器運轉的速度不均勻系數δ=0.05，則該機器的最大角速度ωmax等于　　　　rad/s，最小角速度ωmin等于　　　　rad/s。 6.某機器主軸的最大角速度ωmax=200rad/s，最小角速度ωmin=190rad/s，則該機器的主軸平均角速度ωm等于　　　　rad/s，機器運轉的速度不均勻系數δ等于　　　　　　　　。 7.機器等效動力學模型中的等效質量(轉動慣量)是根據　　　　　　　　的原則進行轉化的，因而它的數值除了與各構件本身的質量（轉動慣量)有關外，還與　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　。 8.機器等效動力學模型中的等效力(

3、矩)是根據　 　 　 　 　 　 　 　 　 的原則進行轉化的，等效質量(轉動慣量)是根據 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 的原則進行轉化的。 9.機器等效動力模型中的等效力(矩)是根據 　 　 　 　 的原則進行轉化的，因而它的數值除了與原作用力(矩)的大小有關外，還與　 　 　 　 　 　 　 　 　 有關。 10.若機器處于起動(開車)階段，則機器的功能關系應是　　　　　　　　　　　　　　，機器主軸轉速的變化情況將是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 11.若機器處于停車階段，則機器的功能關系應是　　　　　

4、　　　　　　　　　，機器主軸轉速的變化情況將是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 12.用飛輪進行調速時，若其它條件不變，則要求的速度不均勻系數越小，飛輪的轉動慣量將越　 　，在滿足同樣的速度不均勻系數條件下，為了減小飛輪的轉動慣量，應將飛輪安裝在　　　　軸上。 13.當機器運轉時，由于負荷發(fā)生變化使機器原來的能量平衡關系遭到破壞，引起機器運轉速度的變化，稱為　　　　 　　　　　，為了重新達到穩(wěn)定運轉，需要采用　　 來調節(jié)。 14.在機器穩(wěn)定運轉的一個運動循環(huán)中，運動構件的重力作功等于　　，因為　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　。

5、15.機器運轉時的速度波動有　　　　　速度波動和　　　　　　　　速度波動兩種，前者采用　　　　　　　　 ，后者采用　　　　　　　進行調節(jié)。 16.若機器處于變速穩(wěn)定運轉時期，機器的功能特征應有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　，它的運動特征是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 17.當機器中僅包含　　　　　　　　機構時，等效動力學模型中的等效質量(轉動慣量)是常量，若機器中包含　　　　　　　 機構時，等效質量(轉動慣量)是機構位置的函數。 18.設作用于機器從動件上的外力(矩)為常量，且當機器中僅包含　　　

6、　　　　　 機構時，等效到主動件上的等效動力學模型中的等效力(矩)亦是常量，若機器中包含　　　　 機構時，等效力(矩)將是機構位置的函數。 19.圖示為某機器的等效驅動力矩Md(φ)和等效阻力矩Mr(φ)的線圖，其等效轉動慣量為常數，該機器在主軸位置角φ等于　　　　　　　　　 時，主軸角速度達到ωmax，在主軸位置角φ等于　　　　 時，主軸角速度達到ωmin。 題19圖 題20圖 20.圖示為某機器的等效驅動力矩Md(φ)和等效阻力矩Mr(φ)的線圖，其等效轉動慣量為常數，該機器在主軸位置角φ等于　　 　　

7、時，主軸角速度達到ωmax，在主軸位置角φ等于　　　　 時，主軸角速度達到ωmin。 21.將作用于機器中所有驅動力、阻力、慣性力、重力都轉化到等效構件上求得的等效力矩與機構動態(tài)靜力分析中求得的作用在該等效構件上的平衡力矩，兩者在數值上　　　　，方向　　　　　。 22.為了使機器穩(wěn)定運轉，機器中必須安裝飛輪。－－－－－－－－－－－－－－－（ ） 23.機器中安裝飛輪后，可使機器運轉時的速度波動完全消除。－－－－－－－－( ) 24.為了減輕飛輪的重量，最好將飛輪安裝在轉速較高的軸上。－－－－－－－－（ ） 25.機器穩(wěn)定運轉的含義是指原動件(機器主軸)作

8、等速轉動。－－－－－－－－ （ ） 26.機器作穩(wěn)定運轉，必須在每一瞬時驅動功率等于阻抗功率。－－－－－－－（ ） 27.機器等效動力學模型中的等效質量(轉動慣量)是一個假想質量(轉動慣量)，它的大小等于原機器中各運動構件的質量(轉動慣量)之和。－－－－－－－－－－－－－－－（ ） 28.機器等效動力學模型中的等效質量(轉動慣量)是一個假想質量(轉動慣量)，它不是原機器中各運動構件的質量(轉動慣量)之和，而是根據動能相等的原則轉化后計算得出的。－－－－－－－－－（ ） 29.機器等效動力學模型中的等效力(矩)是一個假想力(矩)，

9、它的大小等于原機器所有作用外力的矢量和。－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－( ) 30.機器等效動力學模型中的等效力(矩)是一個假想力(矩)，它不是原機器中所有外力(矩)的合力，而是根據瞬時功率相等的原則轉化后算出的。－－－－－－－－－－－－（ ） 31.機器等效動力模型中的等效力(矩)是根據瞬時功率相等原則轉化后計算得到的，因而在未求得機構的真實運動前是無法計算的。－－－－－－－－－－－－－－－－－－（ ） 32.機器等效動力學模型中的等效質量(轉動慣量)是根據動能相等原則轉化后計算得到的，因而在未求得機構的真實運動前是

10、無法計算的。－－－－－－－－－－－－－－－( ) 33.為了調節(jié)機器運轉的速度波動，在一臺機器中可能需要既安裝飛輪，又安裝調速器。－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－（ ） 34.在機械穩(wěn)定運轉的一個運動循環(huán)中，應有　　。 (A)慣性力和重力所作之功均為零； (B)慣性力所作之功為零，重力所作之功不為零； (C)慣性力和重力所作之功均不為零； (D)慣性力所作之功不為零，重力所作之功為零。 35.機器運轉出現周期性速度波動的原因是　　。 (A)機器中存在往復運動構件，慣性力難以平衡； (B)機器中各回轉構件的質量分布不均勻；

11、 (C)在等效轉動慣量為常數時，各瞬時驅動功率和阻抗功率不相等，但其平均值相等，且有公共周期； (D)機器中各運動副的位置布置不合理。 36.機器中安裝飛輪的一個原因是為了　　。 (A)消除速度波動； (B)達到穩(wěn)定運轉； (C)減小速度波動； (D)使慣性力得到平衡，減小機器振動。 37.為了減輕飛輪的重量，飛輪最好安裝在　　。 (A)等效構件上； (B)轉速較低的軸上； (C)轉速較高的軸上； (D)機器的主軸上。 38.設機器的等效轉動慣量為常數，其等效驅動力矩和等效阻抗力矩的變化如圖示，可判斷該機器的運轉情況應是　　。 題38圖

12、 題39圖 (A)勻速穩(wěn)定運轉； (B)變速穩(wěn)定運轉； (C)加速過程； (D)減速過程。 39.圖示傳動系統(tǒng)中，已知z1=20，z2=60，z3=20，z4=80如以齒輪4為等效構件，則齒輪1的等效轉動慣量將是它自身轉動慣量的　　。 (A)12倍； (B)144倍； (C)1/12 (D)1/144。 40.圖示傳動系統(tǒng)中，已知z1=20，z2=60，z3=20，z4=80如以輪1為等效構件，則齒輪4的等效轉動慣量將是它自身轉動慣量的　　。 (A)12倍； (B)144倍； (C)1/12; (D)1/144。

13、 題40圖 題41圖 41.圖示傳動系統(tǒng)中，已知z1=20，z2=60，z3=20，z4=80如以輪4為等效構件，則作用于輪1上力矩M1的等效力矩等于　　M1。 (A)12； (B)144； (C)1/12； (D)1/144。 42.圖示傳動系統(tǒng)中，已知z1=20，z2=60，z3=20，z4=80如以輪1為等效構件，則 作用于輪4上力矩M4的等效力矩等于　　M4。 (A)12； (B)144； (C)1/12; (D)1/144。 43.在最大盈虧ΔWmax和機器運轉速度不均勻系數δ不變前提下

14、，將飛輪安裝軸的轉速提高一倍，則飛輪的轉動慣量JF將等于　　 JF。 (A)2； (B)4； (C)1/2； (D)1/4 注：JF為原飛輪的轉動慣量 44.如果不改變機器主軸的平均角速度，也不改變等效驅動力矩和等效阻抗力矩的變化規(guī)律，擬將機器運轉速度不均勻系數從0.10降到0.01，則飛輪的轉動慣量JF將近似等于　　JF。 (A)10； (B)100； (C)：(D)： 注：JF為原飛輪轉動慣量。 45.有三個機械系統(tǒng)，它們主軸的ωmax和ωmin分別是： (A)1025rad/s，975rad/s (B)512.5rad/s，487.5rad/s (C)52

15、5rad/s，475rad/s 其中運轉最不均勻的是　　　　，運轉最均勻的是　　　　。 46.將作用于機器中所有驅動力、阻力、慣性力、重力都轉化到等效構件上，求得的等效力矩和機構動態(tài)靜力分析中求得的在等效構件上的平衡力矩，兩者的關系應是　　。 (A)數值相同，方向一致； (B)數值相同，方向相反； (C)數值不同，方向一致； (D)數值不同，方向相反。 47.試述機器運轉過程中產生周期性速度波動及非周期性速度波動的原因，以及它們各自的調節(jié)方法。 48.通常，機器的運轉過程分為幾個階段？各階段的功能特征是什么？何謂等速穩(wěn)定運轉和周期變速穩(wěn)定運轉？ 49.分別寫出機器在起動階段、

16、穩(wěn)定運轉階段和停車階段的功能關系的表達式，并說明原動件角速度的變化情況。 50.何謂機器的周期性速度波動？波動幅度大小應如何調節(jié)？能否完全消除周期性速度波動？為什么？ 51.何謂機器運轉的周期性速度波動及非周期性速度波動？兩者的性質有何不同？各用什么方法加以調節(jié)？ 52.機器等效動力學模型中，等效質量的等效條件是什么？試寫出求等效質量的一般表達式。不知道機構的真實的運動，能否求得其等效質量？為什么？ 53.機器等效動力學模型中，等效力的等效條件是什么？試寫出求等效力的一般表達式。不知道機器的真實運動，能否求出等效力？為什么？ 54.在圖示曲柄滑塊機構中，設已知各構件的尺寸、質量m、質

17、心位置S、轉動慣量JS，構件1的角速度ω1。又設該機構上作用有常量外力(矩)M1，R3，F2試： (1)寫出在圖示位置時，以構件1為等效構件的等效力矩和等效轉動慣量的計算式。 (2)等效力矩和等效轉動慣量是常量還是變量？若是變量則需指出是機構什么參數的函數，為什么？ 題54圖 題55圖 55.圖示車床主軸箱系統(tǒng)中，帶輪半徑R0=40mm，R1=120mm，各齒輪齒數為z1=z2’=20，z2=z3=40，各輪轉動慣量為J1’=J2’=0.01kgm2，J2=J3=0.04kgm2，J0=0.02kgm2，J1=0

18、.08kgm2，作用在主軸Ⅲ上的阻力矩M3=60Nm。當取軸Ⅰ為等效構件時，試求機構的等效轉動慣量J和阻力矩的等效力矩Mr。 56.圖示為對心對稱曲柄滑塊機構，已知曲柄OA=OA’=r，曲柄對軸的轉動慣量為J1，滑塊B及B’的質量為m，連桿質量不計，工作阻力F=F’，現以曲柄為等效構件，分別求出當φ=90°時的等效轉動慣量和等效阻力矩。 題56圖 題57圖 題58圖 57.在圖示導桿機構中，已知lAB=100mm，φ1=90°，φ2=30°，導桿3對軸的轉動慣量JC=0.016kgm2，其它構

19、件質量和轉動慣量忽略不計；作用在導桿3上的阻力矩M3=10Nm，設取曲柄1為等效構件，求等效阻力矩和等效轉動慣量。 58.如圖所示機構中，已知生產阻力F3，構件3的重量為G3，構件3的移動導路至A點的距離為h，其余構件質量不計。試寫出機構在圖示位置(構件1與水平線夾角為φ1)時，轉化到構件1上的等效阻力矩Mr和等效轉動慣量J的解析表達式。 59.在圖示輪系中，已知各輪的齒數：z1=39，z2=78，z2’=39，z3=20；各輪質量mi，各輪的質心位于其幾何軸心處，構件4的質心在軸Ⅲ上，以及轉動慣量Jsi(i=2，2’，3，4)，要求：(1)確定傳動比iⅠⅡ；(2)列出以構件4為等效構件時

20、，此輪系的等效轉動慣量計算式。 題59圖 題60圖 60.一傳動系統(tǒng)如圖，1為電動機，2為聯軸器，3為飛輪，4、5為齒輪，已知z4=20，z5=40，各構件轉動慣量為J1=0.05kgm2，J2=0.003kgm2，J3=0.1kgm2，J4=0.004kgm2，J5=0.01kgm2，電動機轉速n1=1500r/min。當電動機斷電后，要求系統(tǒng)在10秒鐘內停車，試問：(1)加于軸Ⅱ上的制動力矩MrⅡ等于多少？(2)如制動力矩施加在軸Ⅰ上，其值應多少？ 61.已知圖示輪系各齒輪的齒數為：z1=z2’=2

21、0，z2=z3=40。各構件的轉動慣量為：J1=J2=0.4kgm2，J3=0.8kgm2，。鼓輪半徑R=0.1m，吊起重量Q=1600N。如電動機的恒驅動力矩M1=500Nm，試求：(1)起動時輪1的角加速度α1；(2)達到角速度ω=8πrad/s所需的時間t。 題61圖 題62圖 題63圖 62.圖示齒輪機構中，z1=20，z2=40，J1=0.01kgm2，J2=0.04kgm2，作用在齒輪1上的驅動力矩M1=10Nm，齒輪2上的阻力矩等于零，設齒輪2的角加速度α2為常數。試求齒輪2從角

22、速度ω2=0上升到ω2=100rad/s時所需的時間t。 63.如圖示減速器中，已知:n1=1000r/min，各軸轉動慣量為JⅠ=0.1kgm2，JⅡ=0.2kgm2，JⅢ=0.25kgm2，JⅣ=0.22kgm2，停車時作用在Ⅳ軸上的制動力矩Mr=60Nm，求：幾秒鐘后機器完全停止？ 64.如圖所示，AB為一機器的主軸，在機器穩(wěn)定運轉時，一個運動循環(huán)對應的轉角φd=2π，等效驅動力矩Md以及轉化轉動慣量J均為常數，等效阻力矩Mr的變化如圖b所示。試求： (1) Md的大小。 (2)當主軸由φ0=0轉至φ1=7π/8時，Md與Mr所作的盈虧功(剩余功)W=? (3)若ω0=20ra

23、d/s，J=0.01kgm2，當主軸由φ0～φ1時主軸角速度ω1=? (4)在一個運動循環(huán)中，主軸最大和最小角速度發(fā)生在哪些位置？(在圖b中標出。) 題64圖 題65圖 65.圖示機構中，齒輪1、2的齒數z1=20，z2=40，lAB=0.1m，lBC=0.25m，φ=90°，滑塊的質量m4=50kg，齒輪2繞軸線A的轉動慣量JS2=1kgm2，忽略其他構件的質量和轉動慣量。又知作用在輪1上的驅動力矩M1=50Nm，滑塊上作用有力F5=500N。設機構在圖示位置起動，求起動時輪1的角加速度α1。 66.在圖示機構中，

24、φ=45°，lAB=0.1m，桿AB對軸A的轉動慣量J1=0.1kgm2，m3=20kg，忽略其他構件質量和轉動慣量。F5=10N，M1=5Nm，方向如圖示。設此機構在圖示位置起動，求構件1的角加速度α1 題66圖 題67圖 67.圖示機構中，作用有驅動力F3=1000N，工作阻力矩M1=90Nm，曲柄AB長lAB=0.1m，它對軸A的轉動慣量J1=0.05kgm2，位置角φ0=90°，滑塊質量m3=10kg，忽略其他構件的質量，試求曲柄開始回轉時的角加速度α1。 68.已知某機械一個穩(wěn)定運動循環(huán)內的等效阻力矩Mr如圖所示，等效

25、驅動力矩Md為常數，等效構件的最大及最小角速度分別為：ωmax=200rad/s，ωmin=180rad/s。試求： (1)等效驅動力矩Md的大?。? (2)運轉的速度不均勻系數δ； (3)當要求δ在0.05范圍內，并不計其余構件的轉動慣量時，應裝在等效構件上的飛輪的轉動慣量JF。 題68圖 題69圖 69.一機械系統(tǒng)，當取其主軸為等效構件時，在一個穩(wěn)定運動循環(huán)中，其等效阻力矩Mr如圖所示。已知等效驅動力矩為常數，機械主軸的平均轉速為1000rad/s。若不計其余構件的轉動慣量，試問： (1)當要求運轉的速度不均勻

26、系數δ≤0.05時，應在主軸上安裝一個JF=? 的飛輪； (2)如不計摩擦損失，驅動此機器的原動機需要多大的功率N(kw)? 70.圖示為某機械等效到主軸上的等效阻力矩Mr在一個工作循環(huán)中的變化規(guī)律，設等效驅動力矩Md為常數，主軸平均轉速n=3000r/min，等效轉動慣量J=25kgm2。試求： (1)等效驅動力矩Md； (2)ωmax，ωmin的位置； (3)最大盈虧功ΔWmax； (4)運轉速度不均勻系數［δ］=0.1時，安裝在主軸上的飛輪轉動慣量JF。 題70圖 題71圖 71.一機器作穩(wěn)

27、定運動，其中一個運動循環(huán)中的等效阻力矩Mr與等效驅動力矩Md的變化線如圖示。機器的等效轉動慣量J=1kgm2，在運動循環(huán)開始時，等效構件的角速度ω0=20rad/s，試求： (1)等效驅動力矩Md； (2)等效構件的最大、最小角速度ωmax，ωmin；并指出其出現的位置；確定運轉速度不均勻系數； (3)最大盈虧功ΔWmax; (4)若運轉速度不均勻系數［δ］=0.1，則應在等效構件上加多大轉動慣量的飛輪？ 72.圖示為機器在穩(wěn)定運動階段一個循環(huán)(對應于主軸一轉)的等效阻力矩Mr曲線，等效驅動力矩Md=常數 ，等效轉動慣量J=0.1kgm2，主軸ωm=40rad/s。試求： (1)未

28、加飛輪時的速度不均勻系數δ (2)在主軸上安裝轉動慣量為JF=1.57kgm2的飛輪后的速度不均勻系數δ 題72圖 題73圖 73.圖示為作用在機器主軸上一個工作循環(huán)內驅動力矩Md的變化規(guī)律。設阻力矩Mr為常數，平均轉速nm=1000r/min，試求： (1)阻力矩Mr； (2)最大盈虧功ΔWmax； (3)若速度不均勻系數為0.05，應裝在主軸上飛輪的轉動慣量JF。 74.在圖示機構中，當曲柄推動分度圓半徑為r的齒輪3 沿固定齒條5滾動時，帶動活動齒條4平動，設構件長度及質心位置Si，質量mi及繞質

29、心的轉動慣量Jsi(I=1，2，3，4)均已知，作用在構件1上的力矩M1和作用在齒條4上的力F4亦已。忽略構件的重力。求： (1)以構件1為等效構件時的等效力矩； (2)以構件4為等效構件時的等效質量。 題74圖 題75圖 75.圖示為齒輪一凸輪機構，已知齒輪1、2的齒數z1，z2和它們對其轉軸O1，O2的轉動慣量分別為J1，J2，凸輪為一偏心矩為e的圓盤，與齒輪2相連，凸輪對其質心S3的轉動慣量是J3，其質量為m3，從動桿4的質量為m4，作用在齒輪1上的驅動力矩M1=M(ω1)，作用在從動桿上的壓力為Q。若以軸O2上

30、的構件(即齒輪2和凸輪)為等效構件，試求在此位置時： (1)等效轉動慣量； (2)等效力矩。 76.已知插床機構的機構簡圖，生產阻力Q=1000N，求將它等效到構件1上的等效阻力Fr為多少？其指向如何？(Fr作用在垂直于AB的nn線上) 題76圖 題77圖 77.在圖示機構中，齒輪2和曲柄O2A固連在一起。已知lAO2=lO1O2=300mm，φ2=30°，z1=40，z2=80，JO1=0.01kgm2，JO2=0.15kgm2，m4=10kg，阻力F4=200N， 試求： (1)阻力F4換算到O1軸上的等

31、效力矩Mr的大小與方向； (2)m4，JO1，JO2換算到O1軸上的等效轉動慣量J。 78.在圖a所示機構中，已知lAB=lBC，lCD=2lBC；各桿的質量分別為m1，m2，m3，質心分別在S1，S2，S3，lBS2=lBC/2，lCS3=lCD/2，各桿繞質心的轉動慣量分別為J1，J2，J3，構件1為主動件，ω1=常數。在構件3上作用有阻力矩M3。機構的速度多邊形如圖b所示。若以構件1為等效構件，試求： (1)等效轉動慣量J； (2)等效阻力矩Mr(不考慮重力)。 題78圖 題79圖 79.如圖示提升機中

32、，已知各輪的傳動比i1H=1.2，i12=0.75，lH=0.04m，i45=2，繩輪5’的半徑R=200mm，重物A的重量G=50N，齒輪1、2和2’，4，5，5’對輪心的轉動慣量分別為J1=0.2kgm2，J2=0.1kgm2，J4=0.1kgm2，J5=0.3kgm2，行星輪2和2’的質量m2=2kg，其余各構件的轉動慣量和質量不計。試確定以構件1為等效構件時， (1)等效阻力矩Mr； (2)等效轉動慣量J。 80.圖示行星輪系中，各輪質心均在其中心軸線上，已知J1=0.01kgm2，J2=0.04kgm2，J2’=0.01kgm2，，系桿對轉動軸線的轉動慣量JH=0.18kgm2

33、，行星輪質量m2=2kg，m2’=4kg，lH=0.3m，i1H=－3，i12=－1。在系桿H上作用有驅動力矩MH=60Nm。作用在輪1上的阻力矩M1=10Nm。試求： (1)等效到輪1上的等效轉動慣量； (2)等效到輪1上的等效力矩。 題80圖 題81圖 81.圖示一行星輪系起吊裝置。給定各輪的傳動比為i14=4，i12=－2，i15=80，lH=0.04m，各輪質心均在相對轉動軸線上，J1=J2=0.001kgm2，J4=0.016kgm2，J5=1.6kgm2，m3=3kg，W=100N，

34、R=0.1m試求： (1)以輪1為等效構件時的等效轉動慣量； (2)使重物等速上升，在輪1上應施加多大的力矩Md?(計算中不計摩擦) (3)所加力矩的方向如何？ 82.在圖示機構位置時，已知各構件長度，及機構的速度多邊形如圖b。m1=4kg，質心在A點，JS1=0.02kgm2，m2=5kg，質心S2在構件2上的C2點，轉動慣量JS2=0.05kgm2，m3=1kg，，質心S3點在C點，JS3=0.01kgm2，m5=1.4kg，，質心S5在E點，JS5=0.21kgm2。忽略滑塊4的質量。試求轉化到構件1上B點的等效質量。 題82圖

35、 題83圖 83.在圖示機構中，構件3的質量為m3，曲柄AB長為r，滑塊3的速度v3=ω1rsinθ，ω1為曲柄的角速度。當θ=0°～180°時，阻力F=常數；當θ=180°～360°時，阻力F=0。驅動力矩M為常數。曲柄AB繞A軸的轉動慣量JA1，不計構件2的質量及各運動副中的摩擦。設在θ=0°時，曲柄的角速度為ω0。求： （1）取曲柄為等效構件時的等效驅動力矩Md和等效阻力矩Mr; （2）等效轉動慣量J； （3）在穩(wěn)定運轉階段，作用在曲柄上的驅動力矩Md （4）寫出機構的運動方程式。 84.圖示為一工作臺的傳動系統(tǒng)，已知z1=20，z2=60，z2’=2

36、0，z3=80，m=3mm，α=20°。各輪均為標準齒輪，各輪對轉動軸的轉動慣量分別為J1=0.1kgm2，J2=0.04kgm2，J2’=0.02kgm2，J3=0.05kgm2。工作臺4（包括工件）的重量W4=500N。設加于輪1上的驅動力矩為常數，工作臺4與導軌的摩擦系數f=0.1，其它運動副中的摩擦不考慮，要求系統(tǒng)在啟動后的5秒末，工作臺的速度由零達到v4=1m/s，求加于輪1的驅動力矩Md1。 題84圖 題85圖 85.在圖示曲柄滑塊機構中，已知構件2和3的質量分別為m2=10kg，m3=30kg；曲柄1和

37、構件2的轉動慣量分別為JA1=0.5kgm2，JS2=1kgm2；機構的有關尺寸為：lAB=0.2m，lBC=0.6m，lBS2=0.2m。 當φ=0°時，曲柄角速度ω0=10rad/s。轉化到曲柄上的等效驅動力矩Md=50Nm為常數，等效阻力矩Mr=20Nm亦為常數。試求φ=90°時曲柄的角速度。 86.在圖示輪系中，各傳動比為i1H=5，i12=－85/63，lH=0.31m。行星輪2的數目k=2，對稱安放。每個行星輪的質量為10kg，輪 1、2、2￠及系桿H對各自的軸線的轉動慣量分別為：J1=0.005kgm2，J2=J2’=0.01kgm2，JH=0.02kgm2。當系桿在ωH0=1

38、00rad/s時停止驅動，用制動器T制動。要求系桿在轉一周內停下來，問應加的制動力矩MT至少為多大？ 題86圖 題87圖 87.圖示行星輪系中，給定各對齒輪的傳動比為：i1H=－3，i2H=3，lH=0.3m，各構件的質心均在其各自回轉軸線上，且J1=0.01kgm2，兩行星輪繞其回轉軸線的總轉動慣量J2=0.05kgm2，JH=0.28kgm2，兩行星輪的總重量為G2=20N，重力加速度g取為10m/s2。作用在系桿H上的驅動力矩Md=60Nm，作用在輪1上的阻力矩M1=10Nm。試求起動0

39、.5秒后系桿的角速度ω。 88.圖示行星輪系中，三個雙聯行星輪均勻分布。各對齒輪的傳動比為：i1H=9，i12=－3，lH=0.3m，J1=0.196kgm2，每個雙聯行星輪對其軸線的轉動慣量J2=0.588kgm2，JH=0.785kgm2，每個雙聯齒輪的重量G2=196N， ω0=78rad.s。在輪1上作用有不變的驅動力矩M1=98.1Nm，在系桿上作用有不變的阻力矩MH=941Nm，當取齒輪1為等效構件時，求： （1）等效轉動慣量J （2）等效力矩M （3）齒輪1的角加速度α1 （4）要經過多少時間，齒輪1才從ω0變?yōu)殪o止不動。 題88圖

40、 題89圖 89.圖示機構中，已知z1=20，z2=30，lBC=100mm，齒輪1、2對各自中心的轉動慣量分別為JS1=0.01kgm2，JS2=0.02kgm2，m4=2kg，忽略滑塊3的質量。齒輪1、2的角速度為ω1，ω2。桿4的速度為v4=ω2lBCsinφ2。在桿4上作用有阻力F4=100N，輪1上作用有驅動力矩M1=10Nm，F4均為常數。在φ2=30°時，且以齒輪1為等效構件，求： (1)等效轉動慣量J和等效阻力矩Mr; (2)齒輪1的角加速度α1 (3)根據M1，F4為常量，是否能判斷齒輪1的運動為等加速或等減速運動規(guī)律？為什么？ 90.在圖示

41、機構中，已知齒輪1、2的齒數z1=20，z2=40，其轉動慣量分別為J1=0.001kgm2，J2=0.002kgm2，導桿4對軸C的轉動慣量J4=0.004kgm2。其余構件質量不計。在輪1上作用有驅動力矩M1=5Nm，在桿4上作用有阻力矩Md=25Nm，lAB=0.1m，其余尺寸見圖。試求在圖示位置起動時，與輪2固聯的桿AB的角加速度α2。 題90圖 題91圖 91.如圖所示，已知等效到主軸上的等效驅動力矩Md=75Nm為常數，，等效阻力矩Mr按直線遞減變化；在主軸上的等效轉動慣量J=2kgm2為常數，。穩(wěn)定運動循

42、環(huán)開始時主軸的轉角和角速度分別為φ0=0°，ω0=100rad/s。試求主軸轉到φ=90°時主軸的角速度ω和角加速度α。此時主軸是加速還是減速運動？為什么？ 92.一重量G1=450N的飛輪支承在軸徑直徑d=80mm的軸承上，在軸承中摩擦阻力矩作用下，飛輪轉速在14秒內從200r/min均勻地下降到150r/min。若在飛輪軸上再裝上重量G2=350N的鼓輪，其對轉動軸線的轉動慣量J2=2.6kgm2，此時在軸承摩阻力矩作用下，飛輪連同鼓輪的轉速在20秒內從200r/min均勻下降到150r/min，設軸承摩擦系數為常數，試求： (1)飛輪的轉動慣量； (2)軸承的摩擦系數。 93.在

43、圖示的剪床機構中，作用在主軸O2上的等效阻力矩Mr的變化規(guī)律如圖所示，其大小為Mr’=20Nm，Mr”=1600Nm，軸O1上施加的驅動力矩M1為常量。主軸O2的平均轉速為n2=60r/min；要求的速度不均勻系數δ=0.04，大齒輪與曲柄固聯，對O2的轉動慣量J2=29.2kgm2，大齒輪齒數z2=88，小齒輪齒數z1=22。忽略小齒輪及連桿、滑塊的質量和轉動慣量。試求： （1）在穩(wěn)定運動時驅動力矩M1的大?。? （2）在軸O1上應加的飛輪轉動慣量JF1； （3）如將飛輪裝在O2軸上，所需的飛輪轉動慣量是增加還是減少？為什么？ 題93圖

44、 題94圖 94.一機組作穩(wěn)定運動，原動件的運動周期為2π。若取原動件為等效構件，則等效阻力矩Mr如圖所示，等效驅動力矩Md為常數。等效構件的平均轉速為1000r/min，若忽略各構件的等效轉動慣量，只計裝在原動件上的飛輪轉動慣量，求： （1）等效驅動力矩Md的大小； （2）若速度不均勻系數δ=0.05，則等效構件的最大角速度ωmax和最小角速度ωmin為多少？它們相應的位置φ各為何值？ （3）最大盈虧功ΔWmax； （4）飛輪轉動慣量JF。 95.單缸四沖程發(fā)動機近似的等效輸出轉矩Md如圖示。主軸為等效構件，其平均轉速nm=1000r/min，等效阻力矩Mr為常

45、數。飛輪安裝在主軸上，除飛輪以外構件的質量不計。試求： （1）等效阻力矩Mr的大小和發(fā)動機的平均功率； （2）穩(wěn)定運轉時ωmax，ωmin的位置； （3）最大盈虧功ΔWmax； （4）欲使運轉速度不均勻系數δ=0.05，在主軸上安裝的飛輪的轉動慣量JF； （5）欲使飛輪的轉動慣量減小1/2，仍保持原有的δ值，應采取什么措施？ 題95圖 題96圖 96.已知機器在一個運動循環(huán)中主軸上等效阻力矩Mr的變化規(guī)律如圖示。設等效驅動力矩Md為常數，主軸平均角速度ωm=25rad/s，許用運轉速度不均勻系數δ=0.0

46、2。除飛輪外其它構件的質量不計。試求： （1）驅動力矩Md； （2）主軸角速度的ωmax，ωmin及其出現的位置（以φ角表示）； （3）最大盈虧功ΔWmax； （4）應裝在主軸上的飛輪轉動慣量JF。 97.某機械系統(tǒng)以其主軸為等效構件。已知主軸穩(wěn)定運轉一個周期的等效阻力矩變化規(guī)律如圖所示。等效轉動慣量J=0.5kgm2，平均角速度ωm=40rad/s，等效驅動力矩為常數。試求： （1）等效驅動力矩Md； （2）最大盈虧功ΔWmax； （3）ωmax，ωmin的位置和大小； （4）運轉速度不均勻系數δ。 題97圖

47、 題98圖 98.一機械系統(tǒng)在穩(wěn)定運轉的一個周期內，等效阻力矩Mr的變化規(guī)律如圖示，等效驅動力矩Md為常數，等效轉動慣量J=0.1kgm2，等效構件的平均轉速nm=900 r/min，試求： （1）等效構件上的驅動力矩Md； （2）ωmax，ωmin的位置； （3）最大盈虧功ΔWmax； （4）運轉速度不均勻系數δ； （5）若要求δ=0.01，在等效構件上安裝飛輪的轉動慣量JF應為多少？ 99.某機械在穩(wěn)定運轉的一個運動循環(huán)中，等效構件上等效阻力矩Mr(φ)線圖如圖示。等效驅動力矩Md為常數，等效轉動慣量J=1.5kgm2，平均角速度ωm=25r

48、ad/s，要求運轉速度不均勻系數δ<0.05。試求： （1）等效驅動力矩Md； （2）ωmax，ωmin的位置； （3）最大盈虧功ΔWmax； （4）應安裝飛輪的轉動慣量JF。 題99圖 題100圖 100.在機器穩(wěn)定運動的周期中，轉化到主軸上的等效驅動力矩Md(φ)的變化規(guī)律如圖示。設等效阻力矩為常數，各構件等效到主軸的等效轉動慣量J=0.5kgm2。要求機器的運轉速度不均勻系數δ≤0.05，主軸的平均轉速nm=1000r/min，試求： （1）等效阻力矩Mr； （2）最大盈虧功ΔWmax； （3）安

49、裝在主軸上的飛輪轉動慣量JF。 101.某機械在穩(wěn)定運轉的一個運動周期中，等效構件上的等效阻力矩Mr(φ)線圖如圖示。等效驅動力矩Md為常數，等效轉動慣量J=0.014kgm2，等效構件平均角速度ωm=25rad/s，運轉速度不均勻系數δ=0.04。試求： （1）等效驅動力矩Md； （2）ωmax，ωmin位置； （3）最大盈虧功ΔWmax； （4）安裝在主軸（等效構件）上的飛輪轉動慣量JF。 題101圖 題102圖 102.一穩(wěn)定運轉的機械系統(tǒng)，以主軸為等效構件時，其等效阻力矩Mr的變化規(guī)律如圖示

50、。設等效驅動力矩為常數，運動周期φD=2π。系統(tǒng)的等效轉動慣量，不包括飛輪的為常數，J=1kgm2。主軸平均轉速nm=1500r/min，運轉速度不均勻系數δ=0.01。試求： （1）等效驅動力矩Md； （2）主軸最大和最小角速度的位置； （3）最大盈虧功ΔWmax； （4）安裝在主軸上的飛輪轉動慣量JF。 103.已知一機組的主軸平均轉速nm=1500r/min，作用在其上的等效阻力矩如圖所示。設等效驅動力矩Md為常數，主軸為等效構件。除裝在主軸上的飛輪轉動慣量JF外，忽略其余構件的等效轉動慣量。機組的運轉速度不均勻系數δ=0.05。試求： （1）等效驅動力矩Md； （2）最大

51、盈虧功ΔWmax； （3）主軸的最大角速度ωmax和最小角速度ωmin等于多少？發(fā)生在何處（即相應的主軸轉角為何值）？ （4）安裝在主軸上的飛輪轉動慣量JF。 題103圖 題104圖 104.已知某機器主軸轉動一周為一個穩(wěn)定運動循環(huán)。取主軸為等效構件，其等效阻力矩Mr如圖所示，等效驅動力矩為常數，機器的等效轉動慣量J為常數。試求： （1）等效驅動力矩Md； （2）主軸最大角速度ωmax和最小角速度ωmin對應的主軸轉角位置φ； （3）最大盈虧功ΔWmax； （4）為減小速度波動，可采取什么措施？ 105.某

52、機器一個運動循環(huán)對應于等效構件轉一周。已知等效阻力矩Mr的變化曲線如圖 示，等效驅動力矩Md為常數，等效構件的平均轉速為100r/min，其運轉速度不均勻系數不超過0.02。忽略除飛輪以外的構件質量和轉動慣量。試求： （1）等效驅動力矩Md； （2）等效構件最大角速度ωmax和最小角速度ωmin的位置； （3）最大盈虧功ΔWmax； （4）裝在等效構件上的飛輪轉動慣量JF。 題105圖 題106圖 題107圖 106.已知某機器的運動周期為4π，等效阻力矩的變化規(guī)律如圖所示。若等效驅動

53、力矩Md為常數，平均角速度ωm=30rad/s，等效轉動慣量J=3kgm2。試求： （1）等效驅動力矩Md； （2）最大盈虧功ΔWmax； （3）最大和最小角速度ωmax，ωmin的位置； （4）運轉速度不均勻系數δ。 107.已知機器一個運動循環(huán)內的等效阻力矩Mr的變化曲線如圖示，其等效驅動力矩為恒定值，平均角速度ωm=20rad/s，要求運轉速度不均勻系數δ=0.05。若忽略除飛輪以外的等效轉動慣量，試問： （1）等效驅動力矩Md=? （2）等效構件的ωmax，ωmin發(fā)生在什么位置？ （3）最大盈虧功ΔWmax=? （4）安裝在等效構件上的飛輪轉動慣量JF的大小。 1

54、08.已知主軸的平均角速度ωm=20rad/s，以主軸為等效構件的等效驅動力矩Md和等效阻力矩Mr的變化曲線如圖。等效轉動慣量J=0.3kgm2。求在穩(wěn)定運轉時，主軸的ωmax，ωmin等于多少？其相應的主軸位置φ為何值？ 題108圖 題109圖 109.某機械在穩(wěn)定運轉時的一個運動循環(huán)中，等效阻力矩Mr的變化規(guī)律如圖所示，設等效驅動力矩Md為常數，等效轉動慣量J=3kgm2，主軸平均角速度ωm=30rad/s。試求： （1）等效驅動力矩Md； （2）最大盈虧功ΔWmax； （3）要求運轉速度不均勻系數δ=

55、0.05，則安裝在等效構件上的飛輪轉動慣量JF應為多少？ （4）ωmax，ωmin的位置。 110.圖示為等效力矩在穩(wěn)定運動的一個周期中的變化規(guī)律，運動周期為2π。設等效驅動力矩Md為常數，等效構件(主軸)的平均轉速nm=300r/min，許用速度不均勻系數δ=0.05。若機器中除飛輪以外的構件的等效轉動慣量均略去不計，試求： （1）等效驅動力矩Md； （2）nmax，nmin出現的位置； （3）安裝在主軸上的飛輪轉動慣量JF。 題110圖 題111圖 111.已知機組在穩(wěn)定運轉時期

56、主軸上的等效阻力矩變化曲線Mr(φ)如圖所示，等效驅動力矩為常數，主軸的平均角速度ωm=10rad/s。為減小主軸的速度波動，現加裝一個飛輪，其轉動慣量JF=9.8kgm2，不計主軸及其它構件的質量和轉動慣量。試求： （1）等效驅動力矩Md； （2）運轉速度不均勻系數δ； （3）主軸的ωmax，ωmin，它們發(fā)生在何處（即相應的φ值）。 112.某機械在穩(wěn)定運轉階段內的一個運動循環(huán)中，其主軸上的等效阻力矩Mr(φ)如圖所示，等效驅動力矩Md為常值，等效轉動慣量J=1.5kgm2，平均角速度ωm=30rad/s，試求： （1）等效驅動力矩Md； （2）ωmax，ωmin的位置； （

57、3）最大盈虧功ΔWmax； （4）運轉速度不均勻系數δ。 題112圖 題113圖 113.某機械在穩(wěn)定運動的一個周期中，作用在等效構件上的等效阻力矩Mr的變化規(guī)律如圖示，等效驅動力矩Md為常數，平均角速度ωm=20rad/s，要求運轉速度不均勻系數δ=0.05，忽略除飛輪以外構件的等效轉動慣量。試求： （1）等效驅動力矩Md； （2）最大盈虧功ΔWmax； （3）應在等效構件上安裝的飛輪轉動慣量JF。 114.一多缸發(fā)動機驅動某工作機時，其等效驅動力矩Md和等效阻力矩Mr與等效構件的轉角φ的關

58、系如圖示。圖中畫出穩(wěn)定運轉時期一個運動周期的變化。兩曲線之間的各塊面積標注在圖中，單位為mm2。圖的橫坐標比例尺μφ=πrad/30/mm，縱坐標比例尺為μM=2Nm/mm。等效轉動慣量為常數。試求： （1）等效構件的最大、最小角速度ωmax，ωmin所對應的轉角，說明并標注在圖上。 （2）最大盈虧功ΔWmax。 題114圖 題115圖 115.圖示為一機器的等效驅動力矩Md和等效阻力矩Mr的線圖，圖中陰影面積表示盈虧功，其大小用所標明的數字表示，單位為J，設等效轉動慣量為常數，試確定： （1）ωmax，ωmin的

59、位置； （2）最大盈虧功ΔWmax； 116.某機器在穩(wěn)定運轉的一個周期中的等效驅動力矩Md和等效阻力矩Mr如圖所示。由Md和Mr所圍成的各塊面積所代表的功分別為F1=1500J，F2=1000J，F3=400J，F4=1000J，F5=100J，設等效轉動慣量為常數，試確定： （1）最大及最小角速度ωmax，ωmin對應的等效構件的轉角φ在什么位置？ （2）機器的最大盈虧功是多少？ 題116圖 題117圖 117.某機器在穩(wěn)定運動階段的一個運動周期中，等效驅動力矩Md(φ)（實線）和等效阻力矩M

60、r(φ)（虛線）曲線如圖示。兩曲線所圍成的各塊面積上標出的數字表示相應的盈虧功的絕對值，設等效轉動慣量J為常數，試求： （1）等效構件的最大、最小角速度ωmax，ωmin分別位于何處（相應的轉角位置）？ （2）最大盈虧功ΔWmax。 118.一機組在穩(wěn)定運轉的一個周期中，等效驅動力矩Md和等效阻力矩Mr的變化曲線如圖示，等效阻力矩為常數。兩曲線間圍成的各塊面積如下：F1=340，F2=810，F3=600，F4=910，F5=555，F6=470，F7=695，面積單位為mm2，圖中橫坐標比例尺μφ=1rad/s/mm，縱坐標比例尺μM=1Nm/mm，等效轉動慣量為常量。試求： （1）

61、等效構件最大、最小角速度ωmax，ωmin的位置； （2）最大盈虧功ΔWmax。 題118圖 題119圖 119.已知機器在穩(wěn)定運轉一周期內等效驅動力矩Md(φ)和等效阻力矩Mr（為常值）如圖示。兩曲線間所包容的面積表示盈虧功的大小，自左至右分別為2000，3000，2000，3000，2000，單位為J，等效轉動慣量為常量。試求： （1）等效構件最大、最小角速度ωmax，ωmin的位置； （3）最大盈虧功ΔWmax。 120.在圖示的傳動機構中，輪1為主動件，其上作用有驅動力矩M1=常數，輪2上作用有阻力矩M2

62、，它隨輪2轉角φ2的變化關系示于圖b中。輪1的平均角速度ωm=50rad/s，兩輪的齒數為z1=20，z2=40。試求： （1）以輪1為等效構件時，等效阻力矩Mr； （2）在穩(wěn)定運轉階段（運動周期為輪2轉360°），驅動力矩M1的大??； （3）最大盈虧功ΔWmax； （4）為減小輪1的速度波動，在輪1軸上安裝飛輪，若要求速度不均勻系數δ=0.05，而不計輪1、2的轉動慣量時，所加飛輪的轉動慣量JF至少應為多少？ （5）如將飛輪裝在輪2軸上，所需飛輪轉動慣量是多少？是增加還是減少？為什么？ 題120圖 題121圖

63、 121.已知一齒輪傳動機構，其中z2=2z1，z4=2z3，在齒輪4上有一工作阻力矩M4，在其一個工作循環(huán)（φ4=1π）中，M4的變化如圖示。輪1為主動輪。如加在輪1上的驅動力矩Md為常數，試求： （1）在機器穩(wěn)定運轉時，Md的大小應是多少？并畫出以輪1為等效構件時的等效力矩Mr(φ)，Md(φ)曲線； （2）最大盈虧功ΔWmax； （3）設各輪對其轉動中心的轉動慣量分別為J1=J3=0.1kgm2，J2=J4=0.2kgm2，如輪1的平均角速度ωm=10πrad/s，其速度不均勻系數δ=0.1，則安裝在輪1上的飛輪轉動慣量JF=? （4）如將飛輪裝在輪4軸上，則所需飛輪轉動慣量是增加還是減少？為什么？