《机械原理》(于靖军版)第6章习题答案.docx

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1、6-1在题图6-1所示的机械系统中,齿轮2和曲柄O2A固连在一起。已知lAO2=300mm,lO1O2=300mm,j2=30°,齿轮1的齿数z1=40,转动惯量J1=0.01kg×m2,齿轮2的齿数z2=80,J2=0.15kg×m2,构件4质量m4=200kg,其余构件的质量和转动惯量忽略不计,阻力F4=200N,试求:(1)阻力F4换算到O1轴上的等效力矩MR的大小与方向;(2)以齿轮1为等效构件,求系统的等效转动惯量JV。题图6-1解:(1)MR=15方向垂直纸面向里(2)JV=1.176-2在题图6-2所示的起重机械中,已知各

2、齿轮的齿数为:z1=z2'=20,z2=z3=40。构件1的转动惯量为J1=1.5kg×m2,构件2(包括齿轮2和齿轮2´)的转动惯量为J2=6kg×m2,构件3(包括齿轮3和鼓轮)的转动惯量为J3=32kg×m2,鼓轮半径为R=0.1m,吊起重量Q=1600N。如电动机的恒驱动力矩M1=45N·m。试求:(1)轮1的角加速度e1;(2)从启动时刻算起,轮1在0~10s时间内的角速度变化规律。题图6-2解:(1)e1=0.98(2)6-3如题图6-3所示,已知等效到主轴上的等效驱动力矩MD为常数,MD=75N·m,等效阻力矩MR按直线递

3、减变化。在主轴上的等效转动惯量JV为常数,JV=2kg·m2。稳定运动循环开始时主轴的转角和角速度分别为j=0°和w0=100rad/s。试求主轴转到j=90°时主轴的角速度w和角加速度e。此时主轴是加速还是减速运动?为什么?题图6-3解:e=-18.75w=99.56rad/s减速运动6-4单缸四冲程发动机的主轴为等效构件,在一个稳定运转周期内其等效输出转矩MD-j如题图6-4所示,平均转速nm=1000r/min,等效阻力矩MR为常数。飞轮安装在主轴上,飞轮以外构件的质量不计。试求:(1)等效阻力矩MR;(2)最大盈亏功ΔWmax;

4、(3)欲使运转速度不均匀系数d=0.05,试求在主轴上安装的飞轮的转动惯量JF。题图6-4解:(1)MR=15N·m(2)ΔWmax=268.8J(3)JF=0.49kg·m26-5在机器稳定运动的周期中,转化到主轴上的等效驱动力矩MD的变化规律如题图6-5所示。设等效阻力矩MR为常数,各构件等效到主轴的等效转动惯量JV=0.05kg·m2。要求机器的运转速度不均匀系数d£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。题图6-5解:(1)M

5、R=1062N·m(2)ΔWmax=5411.88J(3)JF=9.82kg·m26-6在题图6-6a所示的齿轮传动机构中,齿轮1为主动件,其上作用有驱动力矩M1=常数;齿轮2上作用有阻力矩M2,M2-j2的关系见题图6-6b;齿轮1的平均角速度wm=50rad/s,z1=25,z2=50。试求:(1)若齿轮2的稳定运动周期为,齿轮1的稳定运动周期是多少?(2)以齿轮1为等效构件,计算等效驱动力矩MD及等效阻力矩MR,并在一张图上绘制一个稳定运动周期内的MD-j1及ΔW-j1曲线;(3)计算最大盈亏功ΔWmax;(4)为减小齿轮1的速度

6、波动,拟在齿轮1轴上安装飞轮,若要求速度不均匀系数d=0.05,所加飞轮的转动惯量JF至少应为多少(不计齿轮的转动惯量)?(5)如将飞轮装在齿轮2轴上,JF至少应为多少?题图6-6解:(1)(3)ΔWmax=(4)JF=3.35kg·m2(5)JF=13.40kg·m26-7如题图6-7a所示的剪床机构,作用于小齿轮1的驱动力矩M1为常数,作用于大齿轮2上的阻力矩M2的变化规律如题图6-6b所示。齿轮2的转速n2=60r/min,齿轮2的转动惯量J2=29.2kg·m2,小齿轮1及其他构件的质量和转动惯量忽略不计。求:(1)要保证速度波

7、动系数d=0.04,需在齿轮2轴上安装的飞轮转动惯量JF。(2)若z1=22,z2=85,求将飞轮安装于齿轮1轴上时所需的转动惯量J'F。题图6-7解:(1)JF=722.67kg·m2(2)J'F=48.41kg·m2

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