吉林大学机械原理课后题答案xiti9

1习题9.1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分别为Z1、Z2、Z2＇、Z3，齿轮3的分度圆半径为r3，各齿轮的转动惯量分别为J1、J2、J2＇、J3，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J。解：2231'2233221'2212231'2232231'23221'221212133212'2212211eZZZZgGrJZZJJJZZZZgGrZZZZJZZJJJvgGJJJJJ9.2在图示六杆机构中，设已知滑块5的质量m=20kg，lAB=lED=lEF=200mm，90,作用在滑块5上的力P=500N。当取曲柄1为等效构件时，求机构图示位置的等效转动惯量J和力P的等效力矩。解：2151vmJ由题意知：ABBCElvvvv212121522211AB1kgm2.02200202l1mJ题9.2图CBA123E4D5FP工作台工件齿条Z1Z2Z2′Z3题9.1图2m.N5022.05002lPvPM11AB159.3在图示轮系中，设已知各轮的齿数Z1=Z2’=20，Z2=Z3=40，各轮的转动惯量J1=J2’=0.01kgm2，J2=J3=0.04kgm2。作用在轴O3上的阻力矩M3=40Nm。当取齿轮1为等效构件时，试求机构的等效转动惯量和阻抗力矩M3的等效力矩。解：2133212'2212211eJJJJJ2231'23221'221ZZZZJZZJJJ221e4040202004.0402001.004.001.0J16104.04105.001.02mkg025.0mN104040202040ZZZZMMM231'231331e9.4如图示导杆机构，已知机构位置、尺寸，1、2、3构件的质量分别为m1、m2、m3，质心分别在A、B和CD的中点S3，各构件相对质心的转动惯量为J1、J2、J3，M1为驱动力矩。求在图示位置取构件3为等效构件时，等效转动惯量、等效驱动力矩和等效到D点的等效质量的表达式。解：23C323B223A13232223113evmvmvmJJJJ设1已知3232BBBBvvv方向：⊥AB⊥BC∥BC大小：lAB？？取v=lAB1/pb2，任找一p点，画速度图。C34AS3B2D1M1题9.4图O1122′3O3题9.3图pb2db3s333BC21AB3l33Blpblpbpbv0vpblpblA323AB2BC313b2bBC3B1AB21AB22BBPPlv,lpblpbvv3b3sBC33s2b1AB3s3sPPlv,PlPv2CD3e3D3bAB2bBC13113e23b3sBC323b2bBC23223bAB2bBC13el/Jm)PlPl(M)(MM)PPl(m)PPl(mJJ)PlPl(JJ9.5如图(a)所示的传动系统中，1轮为主动件，其上作用的主动力矩Md1为常数，2轮上作用有阻力矩Mr2，其变化规律如图(b)所示。1轮的平均角速度m=50rad/s，两轮齿数为z1=20，z2=40。求：1）以1轮为等效构件时的等效阻力矩Mr1；2）在稳定运转阶段1轮上的等效驱动力矩Md1；3）若=0.05，求安装在1轮上的飞轮的转动惯量JF1。解：（1）由于以1构件为等效构件，所以首先将力矩曲线换算到1轴2112211212212r122r1r2ZZimN15021300)ZZ(M)(MM（2）在一个周期内△Wd=△WrmN50M31M34M4M1r1d1r1d1Md1Mr22M2(Nm)O300120°360°Mr2(a)(b)题9.5图M（m）240o050Md1r1（＋）（－）4（3）根据力矩曲线图可得3/40034)50150(Wmax222mmax1Fmkg35.35005.03/400WJ9.6已知某机械稳定运转时主轴的角速度=100rad/s，机械的等效转动惯量J=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联，并取主轴为等效构件)。设要求制动时间不超过3秒，试检验该制动器是否能满足工作要求。解：根据公式tJJM0s5.22010005.0MJt0∴制动时间为2.5s3s，因此，该制动器能满足工作要求。9.7在图示的刨床机构中，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N1=367.7W，N2=3677W，曲柄的平均转速nm=100r/min，空程曲柄的转角为1=120。当运转不均匀系数=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n电=1440r/min。解：nttn3030画出功率曲线图如下电机所需的平均功率Nd为：根据一个周期内△Wd=△Wr,将驱动功率求得如下:W9.257360/)403677207.367(Nn/40Nn/20Nn/60Nd21d2222m2max1Fmmaxmkg5.8010014.305.024.441900nW900J24.441100202.2206n20)7.3679.2573(W)1AE1D1B1D2B2C题9.7图122573.93677367.7n60n20N(W)t0NrNd5222m1FFmkg388.0)1440100(5.80)nn(JJ)2电电9.8某内燃机的曲柄输出力矩Md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nm=620r/min。当用该内燃机驱动一阻抗力为常数的机械时，若要求的0.01，试求：1）曲轴最大转速nmax和相应的曲柄转角位置max；2）装在曲轴上的飞轮转动惯量JF（不计其余构件的转动惯量）。解：在一个周期内rdWWNm67.116MM200)6(21rr1）根据能量指示图，b点具有nmax165.1041645.5450x501645.54200)67.116200(130xx:130)67.116200(:200min/r1.623)201.01(620)21(nnbmaxbbbmmax222Fmaxaa2m2maxFmkg114.262014.301.003.89900J03.896180165.54180667.1150)67.116200(21667.1120067.11620xx:2067.116:200n900J)2200M(Nm)O20°30°MrMrMr130°ABMdC题MrMr9.8图Mr116.67b(－)a(＋)(－)00’ab