第七章机械的运转及其速度波动的调节习题与答案
第七章机械的运转及其速度波动的调节
1一般机械的运转过程分为哪三个阶段?在这三个阶段中,输入功、总耗功、动能及速度之间的关系各有什么特点？
2为什么要建立机器等效动力学模型？建立时应遵循的原则是什么？
3在机械系统的真实运动规律尚属未知的情况下，能否求出其等效力矩和等效转动惯量？为什么？
4飞轮的调速原理是什么？为什么说飞轮在调速的同时还能起到节约能源的作用？
5何谓机械运转的"平均速度"和"不均匀系数"？
6飞轮设计的基本原则是什么？为什么飞轮应尽量装在机械系统的高速轴上？系统上装上飞轮后是否可以得到绝对的匀速运动？
7机械系统在加飞轮前后的运动特性和动力特性有何异同（比较主轴的ωm，ωmax，选用的原动机功率、启动时间、停车时间，系统中主轴的运动循环周期、系统的总动能）？
8何谓最大盈亏功？如何确定其值？
9如何确定机械系统一个运动周期最大角速度Wmax与最小角速度Wmin 所在位置？
10为什么机械会出现非周期性速度波动，如何进行调节？
11机械的自调性及其条件是什么？
12离心调速器的工作原理是什么？
13对于周期性速度波动的机器安装飞轮后，原动机的功率可以比未安装飞轮时。
14 若不考虑其他因素，单从减轻飞轮的重量上看，飞轮应安装在轴上。
15大多数机器的原动件都存在运动速度的波动，其原因是驱动力所作的功与阻力所作的
功保持相等。
16机器等效动力学模型中的等效质量（转动惯量）是根据系统总动能
的原则进行转化的，因而它的数值除了与各构件本身的质量（转动惯量）有关外，还与构件
的有关。
17当机器中仅包含速比为机构时，等效动力学模型中的等效质量（转动惯量）是常数；若机器中包含自由度的机构时，等效质量（转动惯量）是机构位置的函数。
18 图示行星轮系中,各轮质心均在其中心轴线上，已知
J 1
001
=.kg?m2,J
2
004
=.kg?m2，J
2
001
'
.
=kg?m2，系杆对转动轴线的转动惯量
J H =018
.kg?m2，行星轮质量m
2
=2kg，m2'=4kg，0.3
H
l=m，
1
3
H
i=-，
121i =-。在系杆H 上作用有驱动力矩M H
=60N ?m 。作用在轮1上的阻力矩
M 1=10N ?m 。试求：
(1)等效到轮1上的等效转动惯量； (2)等效到轮1上的等效力矩。
H H
19在图示机构中，齿轮2和曲柄O 2A 固连在一起。已知
2300
AO l =mm ，
12300
O O l =mm ，?2＝30o ，齿轮齿数z 140=，z 280=，转动惯量
120.01 kg m O J =?，220.15 kg m O J =?，构件4质量m 4=10kg ，阻力F 4＝200N,试
求：
(1)阻力F 4换算到O 1轴上的等效力矩M r 的大小与方向； (2)m 4、
1
O J 、
2
O J 换算到O 1轴上的等效转动惯量J 。
20图示为齿轮一凸轮机构，已知齿轮1、2的齿数z 1、z 2和它们对其转轴
1O 、2O 的转动惯量分别为J 1、J 2，凸轮为一偏心矩为e 的圆盘，与齿轮2
相连，凸轮对其质心S 3的转动惯量是J 3，其质量为m 3，从动杆4的质量为
m
4，作用在齿轮1上的驱动力矩M1＝M(ω
1),作用在从动杆上的压力为
Q。若以轴O2上的构件(即齿轮2和凸轮)为等效构件,试求在此位置时：
(1)等效转动惯量；
(2)等效力矩。
21 已知机组在稳定运转时期主轴上的等效阻力矩变化曲线M r()?如图所示，等效驱动力矩为常数，主轴的平均角速度ωm=10 rad/s。为减小主轴的速度波动，现加装一个飞轮，其转动惯量J F.
=98 kg?m2，不计主轴及其它构件的质量和转动惯量。试求：
（1）等效驱动力矩M d；
（2）运转速度不均匀系数δ；
（3）主轴的最大角速度ωmax及最小角速度ωmin，它们发生在何处（即相应的?值）。