机械原理（西工大第七版）习题册答案 - 图文

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

化曲线如图a所示，其运动周期?T??，曲柄的平均转速nm?620rmin，当用该内燃机驱动一阻力为常数的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

PT?P1t1?P2t2

P?P1t1?P2t2T??p1?1?p2?2???1??2????12??367.7?3?3677?3??

?2573.9W（2）最大盈亏功为

?WP?P60?1max??1?t1??P?P1?2?n??2573.9?367.7??60?113?100 ?441.24N?m（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

JF?900?Wmax900?441?2n2????.24?2?1002?0.05?80.473kg?m2 当飞轮装在电机轴上时，飞轮的转动惯量为

22J?F?J??n??n?80.473??100F????0.388kg?m2 n????1440??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7-5 某内燃机的曲柄输出力矩Md随曲柄转角?的变

机械时如果要求运转不均匀系数??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: 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

M1???T?T?AOABC?200?2???6????

解得M200??r??6??2??116.67N?m

2)求nmax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，n?nmax故??max???C

??max??20??30??130?200?116.67200?104.16?23

这时

2)求运转不均匀系数

nmax?1????n??1?0.01??620?623.1rmin22mJF?Je?900?Wmax 设JF?0 2?2nm?

3)求装在曲轴上的飞轮转动惯量JF

??90?0Wmax900?2500??0.045 62222?nmJe??1000?53) 求nmax和nmin

200?116.67?200?116.67?1?130??Wmax?AaABc??200?116.67????20??????0.0456??61806180n?1?n?1??1000?1022.8rmin200200max?2m2?2?????89.08N?m故J900?Wmax?2n2????900?89.08?2?6202?0.01?2.113kg?m2F? 题7-6 图a所示为某机械系统的等效驱动力矩Med及等效阻抗力矩Mer对转角?的变化曲线，?T为其变化的周期转角。设己知各下尺面积为A2ab?200mm，A22bc?260mm，Acd?100mm，A2de?190mm，A2ef?320mm，A2fg?220mm，Aga??500mm2，而单位面积所代表的功为?2A?10N?mmm，试求系统的最大盈亏功?Wmax。又如设己知其等效构件的平均转速为nm?1000rmin。等效转动惯量为J2e?5kg?m。试求该系统的最大转速nmax及最小转速nmin，并指出最大转束及最小转速出现的位置。

解：1）求?Wmax

作此系统的能量指示图（图b）， 由图b知：此机械系统的动能 最小及最大值分别出现在b及 e的位置，即系统在?b及?e处，

分别有nmax及nmin。

?Wmax??A?Abc?Acd?Ade??10?260?100?190?

?2500N?m

??ma?x??e

nmin??1??2?nm??1?0.04562??1000?977.2rmin ??mi?n??b

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