机械原理第14章作业.ppt

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1、第14章机器的运转及速度波动的原因14-1在电动机驱动剪床的机组中，已知电动机的转速为1500r/min，作用在剪床主轴上的阻力矩Mr=Mr(φ)(如图所示为一个周期)。设驱动力矩为常数，机组各构件的等效转动惯量可以忽略不计。求保证运转不均匀系数δ不超过0.05时安装在电动机轴上的飞轮转动惯量JF。在一个周期内，等效驱动力矩Md所做的功等于等效阻力矩Mr所做的功。即：Md=462.5N.m求出最大盈亏功△Wmax(即△Amax)根据Md和Mr画出面积图和能量指示图，找出最大盈亏功。设阴影梯形的下底边长为L，根据图示三角形可知：L=1.4228最大盈亏功为：飞轮的转动惯量：14-

2、2在图示多汽缸原动机曲柄销上等效驱动力和等效阻力的线图中，代表不变的等效阻力Fr的直线ai以上和以下的面积顺序为+580、-320、+390、-520、+190、-390、+260、-190（单位均为mm2）。该线图的比例尺μf=100N/mm，μs=0.01m/mm。曲柄轴的平均转速为120r/min，且原动机的转速不得超过其平均转速的±3％。求装在该曲柄轴上轮形飞轮的飞轮矩（不计其他构件的质量和转动惯量）。解：画出能量指示图。根据图形，最大盈亏功△Wmax=△Amax=650+70=720比例换算：△Wmax=100×0.01×720=720N.m轮形飞轮的飞轮矩为：mD2

3、=4JF=4×76.068=304.3kg.m214-3已知某轧钢机的原动机功率等于常数，N=2000W，钢材通过轧辊时消耗的功率为常数，N1=3000W，钢材通过轧辊的时间t1=5s，主轴平均转速n=80r/min，机械运转不均匀系数δ=0.1。求:(1)安装在主轴上的飞轮的转动惯量；(2)飞轮的最大转速和最小转速；(3)此轧钢机的运转周期。解：根据题意，先画出面积图。(1)△Wmax=△Amax=(3000-2000)×5=5×103N.m2000N3000N(2)nmax=n(1+δ/2)=84r/min；nmin=n(1-δ/2)=76r/min；(3)一个循环：14-

4、4如图（a），将机组的力和质量都换算到曲柄AB上的点B。在机组稳定运动时，它的一个运动循环对应的转角φT=2π。等效驱动力矩Md为常数，等效阻力矩Mr的变化如图（b）所示。机组各构件的等效转动惯量Je=0.14kg.m2。为常数,ωm=25rad/s。如给定δ=0.04,装在轴A上的轮形飞轮平均直径d=0.5m。试确定飞轮的转动惯量和质量。解：在一个周期内，等效驱动力矩Md所做的功等于等效阻力矩Mr所做的功。即：Md=200N.m根据Md和Mr画出面积图和能量指示图，找出最大盈亏功。最大盈亏功为：不考虑其他构件时（即粗略计算），飞轮的转动惯量为：考虑其他构件时（即精确计算），飞

5、轮的转动惯量为：轮形飞轮质量为：