第七章機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動的調(diào)節(jié)答案

第七章機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動的調(diào)節(jié)答案浙工大機(jī)械原理習(xí)題卡一、填空題設(shè)某機(jī)器的等效轉(zhuǎn)動慣量為常數(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)動功率等干阻抗功率，作變速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的條件是在一個(gè)運(yùn)動周期中，驅(qū)動功等干阻抗功。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，同時(shí)還可獲降低原動機(jī)功率的效果。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)器主軸速度是星數(shù)，在后一種情況，機(jī)器主軸速度是作周期性波動。4?機(jī)器中安裝飛輪的目的是降低速度波動，降低電動機(jī)功率。5?某機(jī)器的主軸平均角速度?二100rad/s，機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的速度不均勻系數(shù)°?°5，則該機(jī)器的m最大角速度° =—102.5—rad/s，最小角速度°.=—rad/s。max min機(jī)器等效動力學(xué)模型中的等效質(zhì)量（轉(zhuǎn)動慣量）是根據(jù)動能相等（等效質(zhì)量的動能等于機(jī)器所有運(yùn)動構(gòu)件的動能之和）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（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和，系統(tǒng)動能增加，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)是輸入功小干輸出功和損失功之和，系統(tǒng)動能減少，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)動慣量將越亠，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)動慣量，應(yīng)將飛輪安裝在信速軸上。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。為了重新達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，需要采用調(diào)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)動循環(huán)中，運(yùn)動構(gòu)件的重力作功等于全，因?yàn)檫\(yùn)動構(gòu)件重心的位置沒有改變。13?機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的速度波動有周期性速度波動和非周期性速度波動兩種，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)動特征是每一個(gè)運(yùn)動循環(huán)的初速度和末速度相等。.WO16.圖示為某機(jī)器的等效驅(qū)動力矩MdCp）和等效阻力矩M16.圖示為某機(jī)器的等效驅(qū)動力矩MdCp）和等效阻力矩M（（P）的r線圖，其等效轉(zhuǎn)動慣量為常數(shù)，該機(jī)器在主軸位置角p等于兀/2時(shí),主軸角速度達(dá)到° ，在主軸位置角p等于2兀時(shí)，主軸角速度達(dá)到max °min°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。（X）2?機(jī)器中安裝飛輪后，可使機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的速度波動完全消除。（X）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。（丿）機(jī)器穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的含義是指原動件（機(jī)器主軸）作等速轉(zhuǎn)動。（X）機(jī)器作穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，必須在每一瞬時(shí)驅(qū)動功率等于阻抗功率。（X）機(jī)器等效動力學(xué)模型中的等效質(zhì)量（轉(zhuǎn)動慣量）是一個(gè)假想質(zhì)量（轉(zhuǎn)動慣量），它的大小等于原機(jī)器中各運(yùn)動構(gòu)件的質(zhì)量（轉(zhuǎn)動慣量）之和。（X）機(jī)器等效動力學(xué)模型中的等效質(zhì)量（轉(zhuǎn)動慣量）是一個(gè)假想質(zhì)量（轉(zhuǎn)動慣量），它不是原機(jī)器中各運(yùn)動構(gòu)件的質(zhì)量（轉(zhuǎn)動慣量）之和，而是根據(jù)動能相等的原則轉(zhuǎn)化后計(jì)算得出的。（丿）機(jī)器等效動力學(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。（X）9?機(jī)器等效動力學(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。（丿）10.機(jī)器等效動力模型中的等效力（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)動前是無法計(jì)算的。（X）三、選擇題1.在機(jī)械穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的一個(gè)運(yùn)動循環(huán)中，應(yīng)有一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)周期性速度波動的原因是—L。機(jī)器中存在往復(fù)運(yùn)動構(gòu)件，慣性力難以平衡；機(jī)器中各回轉(zhuǎn)構(gòu)件的質(zhì)量分布不均勻；在等效轉(zhuǎn)動慣量為常數(shù)時(shí)，各瞬時(shí)驅(qū)動功率和阻抗功率不相等，但其平均值相等，且有公共周期;機(jī)器中各運(yùn)動副的位置布置不合理。3?機(jī)器中安裝飛輪的一個(gè)原因是為了一L消除速度波動；達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)；減小速度波動；使慣性力得到平衡，減小機(jī)器振動。4.設(shè)機(jī)器的等效轉(zhuǎn)動慣量為常數(shù)，其等效驅(qū)動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。勻速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)；變速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)；加速過程；減速過程。[^7-3-55.在圖7-3-5傳動系統(tǒng)中，已知Z1二20,Z2二60,Z3二20,Z4二80。如以齒輪4為等效構(gòu)件，則齒輪1的等效轉(zhuǎn)動慣量將是它自身轉(zhuǎn)動慣量的亠。[^7-3-5⑷12倍；144倍；(01/12;(D)1/144。在圖7-3-5傳動系統(tǒng)中，已知Z］二20,Z2二60,Z3二20,Z4二80。如以齒輪1為等效構(gòu)件，則作用于齒輪4的力矩M4的等效力矩等于M°。⑷12倍；144倍；TOC\o"1-5"\h\z1/12;1/144o如果不改變機(jī)器主軸的平均角速度，也不改變等效驅(qū)動力矩和等效阻抗力矩的變化規(guī)律，擬將機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)速度不均勻系數(shù)從o.io降到0.01，貝V飛輪的轉(zhuǎn)動慣量1'將近似等于丄1o(1為原飛輪轉(zhuǎn)動慣量為原F F F飛輪轉(zhuǎn)動慣量)⑷10；100；1/10

1/100將作用于機(jī)器中所有驅(qū)動力、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)是衛(wèi)。數(shù)值相同，方向一致；數(shù)值相同，方向相反；數(shù)值不同，方向一致；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m、質(zhì)心位置S、轉(zhuǎn)動慣量J，構(gòu)件1的角S速度①］。又設(shè)該機(jī)構(gòu)上作用有常量外力(矩)M］、R、F。試：554寫出在圖示位置時(shí)，以構(gòu)件1為等效構(gòu)件的等效力矩和等效轉(zhuǎn)動慣量的計(jì)算式。等效力矩和等效轉(zhuǎn)動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？M-￡vcosaRvM-￡vcosaRvcosl80o”+ +M1(1).S211Fvcosa Rv”2s2 2— 3s3+M3 11——2—S2 1rrv)―s23丿rv)―s33丿⑵?因M、J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)動慣量變變量，它們是曲柄位置申的函數(shù)。

2?—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)動循環(huán)中，其等效阻力矩M/如圖所示。已知等效驅(qū)動力矩為常數(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)動慣量，試問：⑴當(dāng)要求運(yùn)轉(zhuǎn)的速度不均勻系數(shù)5<°-05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)動此機(jī)器的原動機(jī)需要多大的功率N(kW)?卜記/侶1TOC\o"1-5"\h\zI ◎閃I-輿-:: tT 甌加 護(hù)創(chuàng)了-42 '⑴在一個(gè)穩(wěn)定運(yùn)動周期中驅(qū)動功和阻力功相等，所以有5一兀x10+2兀一一兀x60二Mx2兀3x(18.3-10)=43.4JM=55x(18.3-10)=43.4JAW=面積①=面積②=專兀TOC\o"1-5"\h\zmax 3兀n兀x1000 _.- …①= = =104.7rad/sm30 30AW 434J>mx= =0.0792kg-m2F①2L5j104.72x0.05m⑵N=M?w=18.3x104.7=1916w=1.916Kwdm3?已知機(jī)器在一個(gè)運(yùn)動循環(huán)中主軸上等效阻力矩Mr的變化規(guī)律如圖示。設(shè)等效驅(qū)動力矩Md為常數(shù)，主軸平均角速度?二25rad/s，許用運(yùn)轉(zhuǎn)速度不均勻系數(shù)8=°.02。除飛輪外其它構(gòu)件的質(zhì)量m不計(jì)。試求：驅(qū)動力矩主軸角速度的最大值①和最小值①及其出現(xiàn)的位置(以9角表示〕；max min最大盈虧功AW；max應(yīng)裝在主軸上的飛輪轉(zhuǎn)動慣量J。596F圖應(yīng)裝在主軸上的飛輪轉(zhuǎn)動慣量J。596F圖—340x兀/2+40x（5/4-1）兀maxmaxmax■min（2+8）maxmaxmax■min（2+8）w（2+0.02）x25=25.25rad/s（2-8）w （2-0.02）x25=24.75rad/smax⑶在【0,兀/2〕區(qū)間,AW=——x（40—15）=-39.25J在［兀/2,兀］區(qū)間，AW=