第七章機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)答案_第1頁
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1、第七章 機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)答案浙工大機(jī)械原理習(xí)題卡一、填空題1. 設(shè)某機(jī)器的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為常數(shù),則該機(jī)器作勻速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的條件 在每一瞬時(shí),驅(qū)動(dòng)功率等于阻抗功率 , 作變速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的條件是 在一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期中,驅(qū)動(dòng)功等于阻抗功 。2. 機(jī)器中安裝飛輪的原因,一般是為了 調(diào)節(jié)周期性速度波動(dòng) ,同時(shí)還可獲 降低原動(dòng)機(jī)功率 的效果。3. 在機(jī)器的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)期,機(jī)器主軸的轉(zhuǎn)速可有兩種不同情況, 即 等速 穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)和 變速 穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn),在前一種情況,機(jī)器主軸速度是 常數(shù) ,在后一種情況,機(jī)器主軸速度是 作周期性波動(dòng) 。4機(jī)器中安裝飛輪的目的是 降低速度波動(dòng),降低電動(dòng)機(jī)功率 。5某機(jī)器的主軸平均角速度

2、, 機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的速度不均勻系數(shù),則該機(jī)器的最大角速度= 102.5 rad/s,最小角速度= 97.5 rad/s。6機(jī)器等效動(dòng)力學(xué)模型中的等效質(zhì)量(轉(zhuǎn)動(dòng)慣量)是根據(jù) 動(dòng)能相等(等效質(zhì)量的動(dòng)能等于機(jī)器所有運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的動(dòng)能之和) 原則進(jìn)行轉(zhuǎn)化的,因而它的數(shù)值除了與各構(gòu)件本身的質(zhì)量(轉(zhuǎn)動(dòng)慣量)有關(guān)外,還與 各構(gòu)件質(zhì)心處速度、構(gòu)件角速度與等效點(diǎn)的速度之比的平方 有關(guān)。7機(jī)器等效動(dòng)力模型中的等效力(矩)是根據(jù) 瞬時(shí)功率相等 原則進(jìn)行轉(zhuǎn)化的, 因而它的數(shù)值除了與原作用力(矩)的大小有關(guān)外,還與 外力作用點(diǎn)與等效點(diǎn)的速度之比 有關(guān)。8若機(jī)器處于起動(dòng)(開車)階段,則機(jī)器的功能關(guān)系應(yīng)是 輸入功大于輸出功和損失功之

3、和,系統(tǒng)動(dòng)能增加 ,機(jī)器主軸轉(zhuǎn)速的變化情況將是 機(jī)器主軸的轉(zhuǎn)速大于它的初速,由零點(diǎn)逐步增加到正常值 。9若機(jī)器處于停車階段, 則機(jī)器的功能關(guān)系應(yīng)是 輸入功小于輸出功和損失功之和,系統(tǒng)動(dòng)能減少 ,機(jī)器主軸轉(zhuǎn)速的變化情況將是 機(jī)器主軸的轉(zhuǎn)速,由正常速度逐步減小到零 。10用飛輪進(jìn)行調(diào)速時(shí),若其它條件不變,則要求的速度不均勻系數(shù)越小, 飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量將越 大 , 在 滿足同樣的速度不均勻系數(shù)條件下,為了減小飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,應(yīng)將飛輪安裝在 高速 軸上。11當(dāng)機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),由于負(fù)荷發(fā)生變化使機(jī)器原來的能量平衡關(guān)系遭到破壞,引起機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)速度的變化,稱為 非周期性速度波動(dòng) 。為了重新達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn),需要采用 調(diào)

4、速器 來調(diào)節(jié)。51312在機(jī)器穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中,運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的重力作功等于 零 ,因?yàn)?運(yùn)動(dòng)構(gòu)件重心的位置沒有改變 。13機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的速度波動(dòng)有 周期性 速度波動(dòng)和 非周期性 速度波動(dòng)兩種,前者采用 安裝飛輪 調(diào)節(jié),后者采用 安裝調(diào)速器 進(jìn)行調(diào)節(jié)。14若機(jī)器處于變速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)期,機(jī)器的功能特征應(yīng)有 一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)內(nèi)輸入功于等于輸出功與損失功之和 , 它的運(yùn)動(dòng)特征是 每一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)的初速度和末速度相等 。15當(dāng)機(jī)器中僅包含 定傳動(dòng)比 機(jī)構(gòu)時(shí),等效動(dòng)力學(xué)模型中的等效質(zhì)量(轉(zhuǎn)動(dòng)慣量)是常量, 若機(jī)器中包含 變傳動(dòng)比 機(jī)構(gòu)時(shí),等 效質(zhì)量(轉(zhuǎn)動(dòng)慣量)是機(jī)構(gòu)位置的函數(shù)。16圖示為某機(jī)器的等效驅(qū)動(dòng)力矩和等

5、效阻力矩的線圖,其等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為常數(shù),該機(jī)器在主軸位置角等于時(shí),主軸角速度達(dá)到,在主軸位置角等于時(shí),主軸角速度達(dá)到。二、判斷題1為了使機(jī)器穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn),機(jī)器中必須安裝飛輪。(×)2.機(jī)器中安裝飛輪后,可使機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的速度波動(dòng)完全消除。(×)3.為了減輕飛輪的重量,最好將飛輪安裝在轉(zhuǎn)速較高的軸上。()4.機(jī)器穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的含義是指原動(dòng)件(機(jī)器主軸)作等速轉(zhuǎn)動(dòng)。(×)5. 機(jī)器作穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn),必須在每一瞬時(shí)驅(qū)動(dòng)功率等于阻抗功率。(×)6. 機(jī)器等效動(dòng)力學(xué)模型中的等效質(zhì)量(轉(zhuǎn)動(dòng)慣量)是一個(gè)假想質(zhì)量(轉(zhuǎn)動(dòng)慣量),它的大小等于原機(jī)器中各運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的質(zhì)量(轉(zhuǎn)動(dòng)慣量)之和。(

6、15;)7. 機(jī)器等效動(dòng)力學(xué)模型中的等效質(zhì)量(轉(zhuǎn)動(dòng)慣量)是一個(gè)假想質(zhì)量(轉(zhuǎn)動(dòng)慣量),它不是原機(jī)器中各運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的質(zhì)量(轉(zhuǎn)動(dòng)慣量)之和,而是根據(jù)動(dòng)能相等的原則轉(zhuǎn)化后計(jì)算得出的。()8. 機(jī)器等效動(dòng)力學(xué)模型中的等效力(矩)是一個(gè)假想力(矩),它的大小等于原機(jī)器所有作用外力的矢量和。(×)9.機(jī)器等效動(dòng)力學(xué)模型中的等效力(矩)是一個(gè)假想力(矩),它不是原機(jī)器中所有外力(矩)的合力,而是根據(jù)瞬時(shí)功率相等的原則轉(zhuǎn)化后算出的。()10.機(jī)器等效動(dòng)力模型中的等效力(矩)是根據(jù)瞬時(shí)功率相等原則轉(zhuǎn)化后計(jì)算得到的,因而在未求得機(jī)構(gòu)的真實(shí)運(yùn)動(dòng)前是無法計(jì)算的。(×)三、選擇題1在機(jī)械穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的一個(gè)運(yùn)

7、動(dòng)循環(huán)中,應(yīng)有 A (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。2機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)出現(xiàn)周期性速度波動(dòng)的原因是 C 。(A)機(jī)器中存在往復(fù)運(yùn)動(dòng)構(gòu)件,慣性力難以平衡;(B)機(jī)器中各回轉(zhuǎn)構(gòu)件的質(zhì)量分布不均勻;(C)在等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為常數(shù)時(shí),各瞬時(shí)驅(qū)動(dòng)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(jī)器中各運(yùn)動(dòng)副的位置布置不合理。3機(jī)器中安裝飛輪的一個(gè)原因是為了 C 。(A)消除速度波動(dòng);(B)達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn);(C)減小速度波動(dòng);(D)使慣性力得到平衡,減小機(jī)器振動(dòng)。4. 設(shè)機(jī)器的等效轉(zhuǎn)

8、動(dòng)慣量為常數(shù),其等效驅(qū)動(dòng)力矩和等效阻抗力矩的變化如圖示,可判斷該機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)情況應(yīng)是 B 。(A)勻速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn);(B)變速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn);(C)加速過程;(D)減速過程。5. 在圖7-3-5傳動(dòng)系統(tǒng)中,已知, 。如以齒輪4為等效構(gòu)件,則齒輪1的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量將是它自身轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的 B 。(A)12倍;(B)144倍;(C)1/12;(D)1/144。5. 在圖7-3-5傳動(dòng)系統(tǒng)中,已知, 。如以齒輪1為等效構(gòu)件,則作用于齒輪4的力矩的等效力矩等于 C 。(A)12倍;(B)144倍;(C)1/12;(D)1/144。6如果不改變機(jī)器主軸的平均角速度,也不改變等效驅(qū)動(dòng)力矩和等效阻抗力矩的變化規(guī)律,擬將機(jī)器運(yùn)

9、轉(zhuǎn)速度不均勻系數(shù)從0.10降到0.01,則飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量將近似等于 A 。(為原飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為原飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量)(A) 10;(B) 100;(C) 1/10(D) 1/1007. 將作用于機(jī)器中所有驅(qū)動(dòng)力、阻力、慣性力、重力都轉(zhuǎn)化到等效構(gòu)件上,求得的等效力矩和機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)靜力分析中求得的在等效構(gòu)件上的平衡力矩,兩者的關(guān)系應(yīng)是 B 。(A)數(shù)值相同,方向一致;(B)數(shù)值相同,方向相反;(C)數(shù)值不同,方向一致;(D)數(shù)值不同,方向相反。四、計(jì)算題1在圖示曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中,設(shè)已知各構(gòu)件的尺寸、質(zhì)量、質(zhì)心位置、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,構(gòu)件1的角速度。又設(shè)該機(jī)構(gòu)上作用有常量外力(矩)、。試:554(1)寫出在圖示位置時(shí),

10、以構(gòu)件1為等效構(gòu)件的等效力矩和等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算式。(2)等效力矩和等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是常量還是變量?若是變量則需指出是機(jī)構(gòu)什么參數(shù)的函數(shù),為什么?因、分別和速度比、速度平方有關(guān),而連桿機(jī)構(gòu)中速度比與機(jī)構(gòu)位置有關(guān),速度比是變量,故等效力矩和等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量變變量,它們是曲柄位置的函數(shù)。2一機(jī)械系統(tǒng),當(dāng)取其主軸為等效構(gòu)件時(shí),在一個(gè)穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)循環(huán)中,其等效阻力矩M r如圖所示。已知等效驅(qū)動(dòng)力矩為常數(shù),機(jī)械主軸的平均轉(zhuǎn)速為1000r/min。若不計(jì)其余構(gòu)件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,試問:(1)當(dāng)要求運(yùn)轉(zhuǎn)的速度不均勻系數(shù)時(shí),應(yīng)在主軸上安裝一個(gè)JF =? 的飛輪;(2)如不計(jì)摩擦損失,驅(qū)動(dòng)此機(jī)器的原動(dòng)機(jī)需要多大的功率N (kW ) ?在一個(gè)穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)周期中驅(qū)動(dòng)功和阻力功相等,所以有=面積=面積= 3已知機(jī)器在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中主軸上等效阻力矩Mr的變化規(guī)律如圖示。

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