机械原理第7、8章习题

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,7,、,8,章习题,机械原理,Theory of Machines and Mechanisms,7-7,图示为一机床工作台的传动系统。设已知各齿轮的齿数，齿轮,3,的分度圆半径,r,3,，各齿轮的转动惯量,J,1,、,J,2,、,J,2,、,J,3,，齿轮,1,直接装在电动机轴上，故,J,1,中包含了电动机转子的转动惯量；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,e,。,解：,根据等效前后动能不变的原则,机械原理,Theory of Machines and Mechanisms,7-11,在图示刨床机构中，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,P,1,=367.7W,和,P,2,=3677W,，,曲柄的平均转速,n=100r/min,，,空程曲柄的转角为,=120,。,当机构的运转不均匀系数,=0.05,时，试确定电动机,所需的平均功率，并分别,计算以下两种情况中的飞,轮转动惯量,J,F,：,1,）飞轮安装在曲柄轴上；,2,）飞轮安装在电动机轴上，,电动机的额定转速,n,n,=1440r/min,。电动机通过减速器驱动曲柄，,为简化计算，减速器的转动惯量忽略不计,。,367.7 W,3677 W,P,1,P,2,(+),(,),P,d,解：,1,）确定电动机的平均功率,根据一个运动循环内,驱动功,=,阻抗功,P,d,( t,1,+ t,2,) = P,1,t,1,+P,2,t,2,P,d,=2573.9 (W),2),求最大盈亏功,Wmax, t,2,=2t,1 ,3P,d,=P,1,+2P,2,Wmax,a,b,a,a,b,a,(J),焦耳,机械原理,Theory of Machines and Mechanisms,3,）求飞轮转动惯量,当飞轮装在曲柄轴上时,当飞轮装在电动机轴上时,机械原理,Theory of Machines and Mechanisms,7-12,某内燃机的曲柄输出力矩,M,随曲柄转角 的变化曲线如图所示，其运动周期,=,，曲柄平均转速,n,m,=620r/min.,当用该内燃机驱动一阻抗力为常数的机械时，如果要求其运转不均匀系数,=0.01,。试求：,1,）曲轴最大转速,n,max,和相应的曲柄转角位置 ；,2,）装在曲轴上飞轮的转动惯量,J,F,（不计其余构件的转动惯量）。,机械原理,Theory of Machines and Mechanisms,a,b,c,a,b,a,c,a,M,r,(,),(+),(,),解：,1,）确定阻抗力矩,Mr,根据一个运动循环内,驱动功,=,阻抗功,作能量指示图,由图可知，在,c,处机构出现,能量最大值，即,2,）求,思考：在何处机构出现能量最小值，此时曲柄的转角与转速（,n,min,),为多少？,3,）求,装在曲柄轴上的,飞轮转动惯量,J,F,W,max,=,梯形,ABcb,的面积,机械原理,Theory of Machines and Mechanisms,8-5,试画出图示机构的运动简图，并说明为何种机构。,机械原理,Theory of Machines and Mechanisms,a,O,B,C,A,1,2,3,4,机械原理,Theory of Machines and Mechanisms,b,O,B,2,A,3,4,A,1,4,2,O,B,4,4,3,1,8-6,如图所示，设已知四杆机构各构件长度为,a=240mm,，,b=600mm,，,c=400mm,，,d=500mm,。试问：,1,）当取杆,4,为机架时，是否有曲柄存在？,2,）若各杆长度不变，能否采用选不同杆为机架的办法获得双曲柄机构和双摇杆机构？如何获得？,3,）若,a,、,b,、,c,三杆长度不变，取杆,4,为机架，要获得曲柄摇杆机构，,d,的取值范围为何值？,解：,1,）当取杆,4,为机架时，满足杆长条件,a+b,=840,c+d,=900,故有曲柄存在。,2,）取杆,1,为机架是双曲柄机构，取杆,3,为机架是双摇杆机构。,机械原理,Theory of Machines and Mechanisms,3,）当取杆,4,为机架时，要得到曲柄摇杆机构，,d,的取值范围,若杆,4,为最长杆,d600mm,a+d,c+b,240+d600+400,d760,a+b,c+d,840400+d,d440,若杆,4,的长度介于,b,、,c,之间，,400d600,若杆,4,的长度介于,a,、,c,之间，,240d400,a+b,c+d,840 400+d,无解,综上，,d,的取值范围为,440mmd760mm,机械原理,Theory of Machines and Mechanisms,8-8,图示铰链四杆机构中，各杆的长度为,l,1,=28mm,，,l,2,=52mm,，,l,3,=50mm,，,l,4,=72mm.,试求：,1,）当取杆,4,为机架时，该机构的极位夹角,、杆,3,的最大摆角,、最小传动角,min,和行程速度变化系数,K,；,2,）当取杆,1,为机架时，将演化为何种机构？为什么？并说明这时,C,、,D,两个转动副是周转副还是摆转副；,3,）当取杆,3,为机架时，又将演化为何种机构？这时,A,、,B,两个转动副是否仍为周转副？,机械原理,Theory of Machines and Mechanisms,”,解：,1,）如图,2,）当取杆,1,为机架时，将演化为双曲柄机构，,C,、,D,为摆转副。,3,）当取杆,3,为机架时，将演化为双摇杆机构，,A,、,B,为周转副,机械原理,Theory of Machines and Mechanisms,8-9,图示连杆机构中，已知各构件的尺寸为,l,AB,=160mm,，,l,BC,=260mm,，,l,CD,=200mm,，,l,AD,=80mm,，构件,AB,为原动件，沿顺时针方向匀速回转，试确定：,1,）四杆机构,ABCD,的类型；,2,）该四杆机构的最小传动角；,3,）滑块,F,的行程速度变化系数,K,。,机械原理,Theory of Machines and Mechanisms,机械原理,Theory of Machines and Mechanisms,解：,1,）,ABCD,为双曲柄机构,l,BC,+l,AD,l,AB,+l,CD,，,最短杆为机架,2,）如图，,min,=13.3,3) ,如图，,K=(180+,）,/,（,180-),=44.2,K=1.65,8-16,图示为一已知的曲柄摇杆机构，现要求用一连杆将摇杆,CD,和滑块,F,连接起来。使摇杆的三个已知位置,C,1,D,、,C,2,D,、,C,3,D,好滑块的三个位置,F,1,、,F,2,、,F,3,相对应。试确定此连杆的长度及其与摇杆,CD,铰接点的位置。,机械原理,Theory of Machines and Mechanisms,F,1,F,3,E,2,