机械设计课后习题第7章参考答案

第7章习题解答参考7—5由式JF=△Wmax／(ωm2[δ])，你能总结出哪些重要结论(希望能作较全面的分析)?答：①当△Wmax与ωm一定时，若[δ]下降，则飞轮的转动惯量JF增加。所以，过分追求机械运转速度的均匀性，将会使飞轮过于笨重。②由于JF不可能为无穷大，若△Wmax≠0，则[δ]不可能为零，即安装飞轮后机械的速度仍有波动，只是波动幅度有所减小而已。③当△Wmax与[δ]一定时，JF与ωm的平方值成反比，故为减小JF，在刚性和结构允许的情况下，最好将飞轮安装在机械的高速轴上。7-8图示为DC伺服电机驱动的立铣数控工作台，已知工作台及工件的质量为m4=355kg，滚珠丝杠的导程l=6mm，转动惯量J3=1.2×10-3kg.m。，齿轮1、2的转动惯量分别为J1=732×10-6kg.m2，J2=768×10-6kg.m2。在选择伺服电机时，伺服电机允许的负载转动惯量必须大于折算到电动机轴上的负载等效转动惯量，试求图示系统折算到电动机轴上的等效转动惯量。解：根据等效转动惯量的等效原则．有2222111232441111()2222eJJJJmv（注意到）则：（）2144212321)())((vmJJJJe322124221321)())((lmzzJJJllv234232366)4510625(355)4525)(102.110768(10732222366)310(355)95)(102.110768(10732).(10284.523mkg7-9已知某机械稳定运转时主轴的角速度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(制动器与机械主轴直接相连，并取主轴为等效构件)。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：根据动能定理，机械系统在某一瞬时其动能的变化量应等于在该瞬间作用与该系统的个外力所作的元功之和。即：sMJtsre5.2100205.0由于t=2.5s3s，所以该制动器满足工作要求。dtMJdre221dtMdJredJMdter00sdMJdtret7-12某内燃机的曲柄输出力矩dM随曲柄转角的变化曲线如图所示，其运动周期,T曲柄的平均转速mn620/minr。当用该内燃机驱动一阻抗力为常数的机械时，如果要求其运转不均匀系数=0.01。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）求在周期π内，等效驱动力矩Md所作的功Wd).(33502118132006200219200mNWd2)求等效阻抗力矩Mr).67.1163350mNWMdr（3)求曲轴最大转速nmax和相应的曲柄转角位置φmax：作系统的能量指示图，由图可知在E处机构出现能量最大值．即φ=φE时，n=nmax。故BFE∽BGC20067.1162001813FE3009.0181320067.116200FE即5787.03009.069maxE因为当5787.0max时，min)/(1.623620)201.01()21(maxrnnmGDEFmNMr.67.116GDEFmNMr.67.116ODECODEC2)(minmaxmmminmax4)求装在曲轴上的飞轮转动惯量JFADH∽AOM20067.1162009DH46294.020067.1162009H=0.046294π或者：064817.0046294.099HD故GDEFmNMr.67.116MHGDEFmNMr.67.116GDEFmNMr.67.116MH).(08.893551.28)21855787.062046294.0()67.116200(maxmNW).(1132.201.06203551.28900][90022222maxmkgnWJF).(08.89233.83)6064817.05787.0(2/)67.116200)(6(maxmNWDE).(08.893551.28233.83)6064817.05787.0(2/)67.116200)(6(maxmNWDE