第七章机械的运转及速度波动的调节

第七章机械的运转及速度波动的调节1．简答题:（1）是否一定要选择原动件作为等效构件？（2）机构中各外力的合力是否等于其等效力？机构中各活动构件的质量之和是否等于其等效质量？（3）一个力系的等效力与平衡力有什么关系？（4）在一个工作循环中，作用在主轴上的驱动力矩和输出摇杆上产生的生产阻力矩都是常数，这时理论上是否要安飞轮？试说明理由。（5）在飞轮设计中，当求等效力或等效力矩时，是否选得越小越好？是否需要对整个运动周期里的各个瞬间求解机器的等效运动方程式？（6）如何确定机构系统的一个周期最大角速度与最小角速度所在位置？（7）何谓等效力、等效力矩、等效质量、等效转动惯量？转化时各应满足什么条件？（8）在什么情况下等效质量或等效转动惯量为常数？在什么情况下为变数？（9）何谓周期性速度波动和非周期性速度波动？其产生的原因是什么？分别可用什么方法加以调节？（10）能否完全消除周期性速度波动？为什么？2．在图9.4所示车床主轴箱系统中，带轮半径R0=40mm，R1＝120mm，各齿轮齿数为Z1`=Z2=20,Z2`=Z3=40,各轮转动惯量为J1`=J2=0.01kg.m2,J2`=J3=0.04,J0=0.02,J1=0.08.作用在主轴Ⅲ上的阻力矩M3=60Nm。当取轴Ⅰ为等效构件时，试求机构当等效转动惯量J和阻力矩的等效力矩Mr。3．在图9.5所示机构中，当曲柄推动分度圆半径为r的齿轮3沿固定齿条5滚动时，带动活动齿条4平动，设机构长度及质心位置Si，质量mi及绕质心的转动惯量Jsi（i=1，2，3，4）均已知，作用在构件1上的力矩M1和作用在齿条4上的力F4亦已知，忽略构件的重力。试求：（1）以构件1为等效构件时的等效力矩；（2）以构件4为等效构件时的等效质量。4．图9.6所示为某机械等效到主轴上到等效力矩Mr在一个工作循环中到变化规律，设等效驱动力矩Md为常数，主轴平均转速n＝300r/min,等效转动惯量J＝25kgm2。试求：（1）等效驱动力矩Md；（2）ωmax与ωmin的位置；（3）最大盈亏功ΔWmax；（4）运转速度不均匀系数【δ】＝0.1时，安装在主轴上的飞轮转动惯量JF。5．在机械稳定运动的周期中，转化到主轴上的等效驱动力矩Md（φ）的变化规律如图9.7所示。设等效阻力矩为常数，各构件等效到主轴的等效转动惯量J=0.5kgm2。要求机器的运转速度不均匀系数δ≤0.05，主轴的平均转速nm=1000r/min,试求：（1）等效阻力矩Mr；（2）最大盈亏功ΔWmax；（3）安装在主轴上的飞轮转动惯量JF。6．在图9.8(a)所示的传动机构中轮1为主动件，其上作用有驱动力矩M1＝常数，轮2上作用有阻力矩M2，它随轮2转角φ2的变化关系示于图9.8(b)中，轮1的平均角速度ωm＝50rad/s，两轮的齿数为Z1=20,Z2=40.试求：（1）以轮1为等效构件时，等效阻力矩Mr；（2）在稳定运转阶段（运动周期为轮2转360°），驱动力矩M1的大小；（3）最大盈亏功ΔWmax；（4）为减小轮1的速度波动，在轮1轴上安装飞轮，若要求速度不均匀系数δ＝0.05，而不计轮1，2的转动惯量时，所加飞轮的转动惯量JF至少应为多少？（5）如将飞轮装在轮2轴上，所需飞轮转动惯量是多少？是增加还是减少？为什么？7．一传动系统如图9.9所示，1为电动机，2为联轴器，3为飞轮，4，5为齿轮，已知Z4=20,Z5=40,各构件转动惯量为J1=0.05kgm2,J2=0.003kgm2,J3=0.1kgm2,J4=0.004kgm2,J5=0.01kgm2,电动机转速n1＝1500r/min。当电动机断电后，要求系统在10s内停车。试问：（1）加于轴Ⅱ上的制动力矩Mr等于多少？（2）如制动力矩施加在轴Ⅰ上，其值应为多少？