西北工业大学机械原理课后答案第7章-1

3第七章机械的运转及其速度波动的调节题7-7如图所示为一机床工作台的传动系统，设已知各齿轮的齿数，齿轮3的分度圆半径r3，各齿轮的转动惯量J1、J2、J2`、J3，因为齿轮1直接装在电动机轴上，故J1中包含了电动机转子的转动惯量，工作台和被加工零件的重量之和为G。当取齿轮1为等效构件时，试求该机械系统的等效转动惯量Je。解：根据等效转动惯量的等效原则，有niiSiSiieJvmJ122212133212221221vgGJJJJJe2322123232213221222121ZZZZrgGZZZZJZZJZZJJJe题7-9已知某机械稳定运转时其主轴的角速度ωs=100rad/s，机械的等效转动惯量Je=0.5Kg·m2，制动器的最大制动力矩Mr=20N·m（该制动器与机械主轴直接相联，并取主轴为等效构件）。设要求制动时间不超过3s，试检验该制动器是否能满足工作要求。解：因此机械系统的等效转动惯量Je及等效力矩Me均为常数，故可利用力矩形式的机械运动方程式dtdJMee其中：25.020mkgmNMMredddMJdtre025.0205.0stSS5.2025.0025.0由于sst35.2所以该制动器满足工作要求。4题7-11在图a所示的刨床机构中，已知空程和工作行程中消耗于克服阻抗力的恒功率分别为P1=367.7W和P2=3677W，曲柄的平均转速n=100r/min，空程中曲柄的转角φ1=120°。当机构的运转不均匀系数δ=0.05时，试确定电动机所需的平均功率，并分别计算在以下两种情况中的飞轮转动惯量JF（略去各构件的重量和转动惯量）：1）飞轮装在曲柄轴上；2）飞轮装在电动机轴上，电动机的额定转速nn=1440r/min。电动机通过减速器驱动曲柄。为简化计算减速器的转动惯量忽略不计。解：（1）根据在一个运动循环内，驱动功与阻抗功应相等。可得2211tPtPPTWppTtPtPP9.2573323677317.3672122112211（2）最大盈亏功为mNnPPtPPW24.441100131607.3679.25732601111max（3）求飞轮转动惯量当飞轮装在曲柄轴上时，飞轮的转动惯量为22222max473.8005.010024.441900900mkgnWJF5当飞轮装在电机轴上时，飞轮的转动惯量为222388.01440100473.80mkgnnJJnFF讨论：由此可见，飞轮安装在高速轴（即电机轴）上的转动惯量要比安装在低速轴（即曲柄轴）上的转动惯量小得多。题7-12某内燃机的曲柄输出力矩Md随曲柄转角的变化曲线如图a所示，其运动周期T，曲柄的平均转速min620rnm，当用该内燃机驱动一阻力为常数的机械时如果要求运转不均匀系数01.0，试求：1)曲轴最大转速maxn和相应的曲柄转角位置max；2)装在曲轴上的飞轮转动惯量FJ（不计其余构件的转动惯量）。解:1)确定阻抗力矩因一个运动循环内驱动功应等于阻抗功，有621200OABCTTAM解得mNMr67.116262002)求maxn和max作其系统的能量指示图（图b），由图b知，在c处机构出现能量最大值，即C时，maxnn故Cmax16.10420067.1162001303020max这时min1.623620201.0121maxrnnm3)求装在曲轴上的飞轮转动惯量FJmNAWaABc08.892120067.116200180130620067.11620018020667.116200max6故22222max113.201.062008.89900900mkgnWJF