机械原理(第七版)孙桓主编第7章

十、机械的稳定运转及其速度波动的调节1. 设 某 机 器 的 等 效 转 动 惯 量 为 常 数 ， 则 该 机 器 作 匀 速 稳 定 运 转 的 条 件是 ， 作 变 速 稳 定 运 转 的 条 件是 。2.机器中安装飞轮的原因，一般是为了 ，同时还可获得 的效果。3.在机器的稳定运转时期，机器主轴的转速可有两种不同情况，即 稳定运转和稳定运转，在前一种情况，机器主轴速度是 ，在后一种情况，机器主轴速度是 。4. 机 器 中 安 装 飞 轮 的 目 的 是和 。5.某机器的主轴平均角速度 m=100rad/s，机器运转的速度不均匀系数 =0.05，则该机器的最大角速度 max 等于 rad/s，最小角速度 min 等于 rad/s。6.某机器主轴的最大角速度 max=200rad/s，最小角速度 min=190rad/s ，则该机器的主轴平均角速度 m 等于 rad/s，机器运转的速度不均匀系数 等于 。7.机器等效动力学模型中的等效质量 (转动惯量 )是根据 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 。8.机器等效动力学模型中的等效力 (矩)是根据 的原则 进 行 转 化 的 ， 等 效 质 量 ( 转 动 惯 量 ) 是 根 据的原则进行转化的。9.机器等效动力模型中的等效力 (矩)是根据 的原则进行转化的，因 而 它 的 数 值 除 了 与 原 作 用 力 ( 矩 ) 的 大 小 有 关 外 ， 还 与有关。10. 若 机 器 处 于 起 动 ( 开 车 ) 阶 段 ， 则 机 器 的 功 能 关 系 应是 ， 机 器 主 轴 转 速 的 变 化 情 况 将是 。11.若机器处于停车阶段，则机器的功能关系应是 ，机器 主 轴 转 速 的 变 化 情 况 将是 。12.用飞轮进行调速时，若其它条件不变，则要求的速度不均匀系数越小，飞轮的转动惯量将越 ，在满足同样的速度不均匀系数条件下，为了减小飞轮的转动惯量，应将飞轮安装在 轴上。13.当机器运转时，由于负荷发生变化使机器原来的能量平衡关系遭到破坏，引起机器运转速度的变化， 称为 ，为了重新达到稳定运转， 需要采用 来调节。14. 在 机器 稳 定 运转 的 一个 运动 循 环中 ， 运 动构 件 的重 力作 功 等于 ， 因为 。15.机器运转时的速度波动有 速度波动和 速度波动两种，前者采用 ，后者采用 进行调节。16. 若 机 器 处 于 变 速 稳 定 运 转 时 期 ， 机 器 的 功 能 特 征 应有， 它 的 运 动 特 征是 。17.当机器中仅包含 机构时，等效动力学模型中的等效质量 (转动惯量 )是常量，若机器中包含 机构时，等效质量 (转动惯量 )是机构位置的函数。18.设作用于机器从动件上的外力 (矩)为常量，且当机器中仅包含 机构时，等效到主动件上的等效动力学模型中的等效力 (矩) 亦是常量，若机器中包含机构时，等效力 (矩)将是机构位置的函数。19.图示为某机器的等效驱动力矩 M d()和等效阻力矩 M r()的线图，其等效转动惯量为常数，该机器在主轴位置角 等于 时，主轴角速度达到 max，在主轴位置角 等于 时，主轴角速度达到 min。题 19 图 题 20 图20.图示为某机器的等效驱动力矩 M d()和等效阻力矩 M r()的线图，其等效转动惯量为常数，该机器在主轴位置角 等于 时，主轴角速度达到 max，在主轴位置角 等于 时，主轴角速度达到 min。21.将作用于机器中所有驱动力、阻力、惯性力、重力都转化到等效构件上求得的等效力矩与机构 动态静力分析 中求得的 作用在 该等效 构件上的 平衡力 矩，两 者在数值上 ，方向 。22.为了使机器稳定运转，机器中必须安装飞轮。（ ）23.机器中安装飞轮后，可使机器运转时的速度波动完全消除。( )24.为了减轻飞轮的重量，最好将飞轮安装在转速较高的轴上。（ ）25.机器稳定运转的含义是指原动件 (机器主轴 ) 作等速转动。（ ）26.机器作稳定运转，必须在每一瞬时驱动功率等于阻抗功率。 （ ）27.机器等效动力学模型中的等效质量 (转动惯量 )是一个假想质量 (转动惯量 )，它的大小等于原机器中各运动构件的质量 (转动惯量 )之和。（ ）28.机器等效动力学模型中的等效质量 (转动惯量 )是一个假想质量 (转动惯量 )，它不是原机器中各运动构件的质量 (转动惯量 )之和，而是根据动能相等的原则转化后计算得出的。（ ）29.机器等效动力学模型中的等效力 (矩)是一个假想力 (矩)，它的大小等于原机器所有作用 外力 的 矢量 和 。 ( )30.机器等效动力学模型中的等效力 (矩)是一个假想力 (矩)，它不是原机器中所有外力 (矩)的合力，而是根据瞬时功率相等的原则转化后算出的。 （ ）31.机器等效动力模型中的等效力 (矩)是根据瞬时功率相等原则转化后计算得到的， 因而在未求得机构的真实运动前是无法计算的。（ ）32.机器等效动力学模型中的等效质量 (转动惯量 )是根据动能相等原则转化后计算得到的，因而在未求得机构的真实运动前是无法计算的。( )33.为了调节机器运转的速度波动，在一台机器中可能需要既安装飞轮，又安装调速器。（ ）34.在机械稳定运转的一个运动循环中，应有 。(A) 惯性力和重力所作之功均为零；(B)惯性力所作之功为零，重力所作之功不为零；(C)惯性力和重力所作之功均不为零；(D)惯性力所作之功不为零，重力所作之功为零。35.机器运转出现周期性速度波动的原因是 。(A) 机器中存在往复运动构件，惯性力难以平衡；(B)机器中各回转构件的质量分布不均匀；(C)在等效转动惯量为常数时，各瞬时驱动功率和阻抗功率不相等，但其平均值相等，且有公共周期；(D)机器中各运动副的位置布置不合理。36.机器中安装飞轮的一个原因是为了 。(A) 消除速度波动；(B)达到稳定运转；(C)减小速度波动；(D)使惯性力得到平衡，减小机器振动。37.为了减轻飞轮的重量，飞轮最好安装在 。(A) 等效构件上；(B)转速较低的轴上；(C)转速较高的轴上；(D)机器的主轴上。38.设机器的等效转动惯量为常数，其等效驱动力矩和等效阻抗力矩的变化如图示，可判断该机器的运转情况应是 。题 38 图 题 39 图(A) 匀速稳定运转； (B) 变速稳定运转； (C)加速过程； (D)减速过程。39.图示传动系统中，已知 z1=20，z2=60，z3=20，z4=80 如以齿轮 4 为等效构件，则齿轮 1 的等效转动惯量将是它自身转动惯量的 。(A)12 倍； (B)144 倍； (C)1/12 (D)1/144 。40.图示传动系统中，已知 z1=20，z2=60，z3=20，z4=80 如以轮 1 为等效构件，则齿轮 4的等效转动惯量将是它自身转动惯量的 。(A)12 倍； (B)144 倍； (C)1/12; (D)1/144 。题 40 图 题 41 图41.图示传动系统中，已知 z1=20，z2=60，z3=20，z4=80 如以轮 4 为等效构件，则作用于轮 1 上力矩 M 1 的等效力矩等于 M 1。(A)12 ； (B)144 ； (C)1/12； (D)1/144 。42.图示传动系统中，已知 z1=20，z2=60，z3=20，z4=80 如以轮 1 为等效构件，则 作用于轮 4 上力矩 M 4 的等效力矩等于 M 4。(A)12 ； (B)144 ； (C)1/12; (D)1/144 。43.在最大盈亏 Wmax 和机器运转速度不均匀系数 不变前提下，将飞轮安装轴的转速提高一倍，则飞轮的转动惯量 JF 将等于 JF。(A)2 ； (B)4 ； (C)1/2； (D)1/4注：JF 为原飞轮的转动惯量44.如果不改变机器主轴的平均角速度，也不改变等效驱动力矩和等效阻抗力矩的变化规律，拟将机器运转速度不均匀系数从 0.10 降到 0.01，则飞轮的转动惯量 JF 将近似等于JF。(A)10 ； (B)100 ； (C)：1 10? (D) ：1 100 ?注：JF 为原飞轮转动惯量。45.有三个机械系统，它们主轴的 max 和min 分别是：(A)1025rad/s ，975rad/s (B)512.5rad/s ，487.5rad/s (C)525rad/s，475rad/s其中运转最不均匀的是 ，运转最均匀的是 。46.将作用于机器中所有驱动力、阻力、惯性力、重力都转化到等效构件上，求得的等效力矩和机构动态静力分析中求得的在等效构件上的平衡力矩，两者的关系应是 。(A) 数值相同，方向一致； (B)数值相同，方向相反；(C)数值不同，方向一致； (D)数值不同，方向相反。47.试述机器运转过程中产生周期性速度波动及非周期性速度波动的原因，以及它们各自的调节方法。48.通常，机器的运转过程分为几个阶段？各阶段的功能特征是什么？何谓等速稳定运转和周期变速稳定运转？49.分别写出机器在起动阶段、稳定运转阶段和停车阶段的功能关系的表达式，并说明原动件角速度的变化情况。50.何谓机器的周期性速度波动？波动幅度大小应如何调节？能否完全消除周期性速度波动？为什么？51.何谓机器运转的周期性速度波动及非周期性速度波动？两者的性质有何不同？各用什么方法加以调节？52.机器等效动力学模型中，等效质量的等效条件是什么？试写出求等效质量的一般表达式。不知道机构的真实的运动，能否求得其等效质量？为什么？53.机器等效动力学模型中， 等效力的等效条件是什么？试写出求等效力的一般表达式。不知道机器的真实运动，能否求出等效力？为什么？54.在图示曲柄滑块机构中，设已知各构件的尺寸、质量 m、质心位置 S、转动惯量 JS，构件 1 的角速度 1。又设该机构上作用有常量外力 (矩)M 1，R3，F2 试：(1)写出在图示位置时，以构件 1 为等效构件的等效力矩和等效转动惯量的计算式。(2)等效力矩和等效转动惯量是常量还是变量？若是变量则需指出是机构什么参数的函数，为什么？题 54 图 题 55 图55.图示车床主轴箱系统中， 带轮半径 R0=40mm ，R1=120mm，各齿轮齿数为 z1=z2=2，0z2=z3=40，各轮转动惯量为 J1=2J=0.01kgm，2 J2=J3=0.04kgm2 ，J0=0.02kgm2 ，J1=0.08kgm2 ，作用在主轴 上的阻力矩 M 3=60Nm。当取轴 为等效构件时，试求机构的等效转动惯量 J和阻力矩的等效力矩 M r。56.图示为对心对称曲柄滑块机构，已知曲柄 OA=OA =，r 曲柄对 O轴的转动惯量为 J1，滑块 B 及 B的质量为 m，连杆质量不计，工作阻力 F=F，现以曲柄为等效构件，分别求出当=90 时的等效转动惯量和等效阻力矩。题 56 图 题 57 图 题 58 图57.在图示导杆机构中，已知 lAB =100mm，1=90 ，2=30 ，导杆 3 对轴 C的转动惯量JC=0.016kgm2 ，其它构件质量和转动惯量忽略不计；作用在导杆 3 上的阻力矩 M 3=10Nm ，设取曲柄 1 为等效构件，求等效阻力矩和等效转动惯量。58.如图所示机构中，已知生产阻力 F3，构件 3 的重量为 G3，构件 3 的移动导路至 A 点的距离为 h，其余构件质量不计。试写出机构在图示位置 (构件 1 与水平线夹角为 1)时，转化到构件 1 上的等效阻力矩 M r 和等效转动惯量 J 的解析表达式。59.在图示轮系中，已知各轮的齿数： z1=39，z2=78，z2=3，9 z3=20；各轮质量 mi，各轮的质心位于其几何轴心处，构件 4 的质心在轴 上，以及转动惯量 Jsi(i=2 ，2，3，4)，要求：(1)确定传动比 i；(2)列出以构件 4 为等效构件时，此轮系的等效转动惯量计算式。题 59 图 题 60 图60.一传动系统如图， 1 为电动机， 2 为联轴器， 3 为飞轮， 4、5 为齿轮，已知 z4=20，2 2 2 2，J2=0.003kgm ， J3=0.1kgm ，J4=0.004kgmz5=40 ，各 构件 转 动惯量 为 J1=0.05kgm ，J5=0.01kgm2，电动机转速 n1=1500r/min 。当电动机断电后，要求系统在 10 秒钟内停车，试问：(1)加于轴 上的制动力矩 M r等于多少？ (2)如制动力矩施加在轴 上，其值应多少？61.已知图示轮系各齿轮的齿数为： z1=z2=2，0 z2=z3=40 。各构件的转动惯量为：2，J 2，。鼓轮半径 R=0.1m ，吊起重量 Q=1600N。如电动机的恒驱动力 J1=J2=0.4kgm 3=0.8kgm矩 M 1=500Nm ，试求：(1) 起动时轮 1 的角加速度 1；(2)达到角速度 =8rad/s 所需的时间t。题 61 图 题 62 图 题 63 图62.图示齿轮机构中， z1=20，z2=40，J1=0.01kgm2，J2=0.04kgm 2，作用在齿轮 1 上的驱动力矩 M 1=10Nm ，齿轮 2 上的阻力矩等于零，设齿轮 2 的角加速度 2 为常数。试求齿轮 2从角速度 2=0 上升到 2=100rad/s 时所需的时间 t。63.如图示减速器中，已知 :n1=1000r/min ，各轴转动惯量为 J=0.1kgm2，J =0.2kgm=0.2kgm2，J=0.25kgm2，J=0.22kgm2，停车时作用在 轴上的制动力矩 M r=60Nm，求：几秒钟后机器完全停止？64.如图所示， AB 为一机器的主轴， 在机器稳定运转时， 一个运动循环对应的转角 d=2，等效驱动力矩 M d 以及转化转动惯量 J 均为常数，等效阻力矩 M r 的变化如图 b 所示。试求：(1) M d 的大小。(2)当主轴由 0=0 转至 1=7/8 时，M d 与 M r 所作的盈亏功 (剩余功 )W=?(3)若0=20rad/s，J=0.01kgm2，当主轴由 01 时主轴角速度 1=?(4)在一个运动循环中，主轴最大和最小角速度发生在哪些位置？ (在图 b 中标出。 )1题 64 图 题 65 图65.图示机构中，齿轮 1、2 的齿数 z1=20，z2=40，l AB=0.1m，lBC=0.25m ，=90 ，滑块的质量 m4=50kg ，齿轮 2 绕轴线 A 的转动惯量 JS2=1kgm2，忽略其他构件的质量和转动惯量。又知作用在轮 1 上的驱动力矩 M 1=50Nm，滑块上作用有力 F5=500N。设机构在图示位置起动，求起动时轮 1 的角加速度 1。66.在图示机构中， =45 ，lAB=0.1m，杆 AB 对轴 A 的转动惯量 J1=0.1kgm2，m3=20kg ，忽略其他构件质量和转动惯量 。F5=10N ，M 1=5Nm ，方向如图示。 设此机构在图示位置起动，求构件 1 的角加速度 11题 66 图 题 67 图67.图示机构中， 作用有驱动力 F3=1000N ，工作阻力矩 M 1=90Nm，曲柄 AB 长 lAB =0.1m，它对轴 A 的转动惯量 J1=0.05kgm2，位置角 0=90 ，滑块质量 m3=10kg ，忽略其他构件的质量，试求曲柄开始回转时的角加速度 1。68.已知某机械一个稳定运动循环内的等效阻力矩 M r 如图所示，等效驱动力矩 M d 为常数，等效构件的最大及最小角速度分别为： max=200rad/s，min =180rad/s。试求：(1)等效驱动力矩 M d 的大小；(2)运转的速度不均匀系数 ；(3)当要求 在 0.05 范围内，并不计其余构件的转动惯量时，应装在等效构件上的飞轮的转动惯量 JF。题68 图题69 图69.一机械系统，当取其主轴为等效构件时，在一个稳定运动循环中，其等效阻力矩 M r如图所示。已知等效驱动力矩为常数，机械主轴的平均转速为 1000rad/s。若不计其余构件的转动惯量，试问：(1)当要求运转的速度不均匀系数 0.05 时，应在主轴上安装一个 JF=? 的飞轮；(2)如不计摩擦损失，驱动此机器的原动机需要多大的功率 N(kw)?70.图示为某机械等效到主轴上的等效阻力矩 M r 在一个工作循环中的变化规律， 设等效驱动力矩 M d 为常数，主轴平均转速 n=3000r/min ，等效转动惯量J=25kgm2。试求：(1)等效驱动力矩 M d；(2)max， min 的位置；(3)最大盈亏功Wmax；(4)运转速度不均匀系数 =0.1 时，安装在主轴上的飞轮转动惯量JF。题70 图题71 图71.一机器作稳定运动，其中一个运动循环中的等效阻力矩 M r 与等效驱动力矩 M d 的变化线如图示。机器的等效转动惯量J=1kgm2，在运动循环开始时，等效构件的角速度 0=20rad/s，试求：(1)等效驱动力矩 M d；(2)等效构件的最大、最小角速度 max， min；并指出其出现的位置；确定运转速度不均匀系数；(3)最大盈亏功Wmax;(4)若运转速度不均匀系数=0.1，则应在等效构件上加多大转动惯量的飞轮？72.图示为机器在稳定运动阶段一个循环 (对应于主轴一转 )的等效阻力矩 M r 曲线，等效驱动力矩 M d=常数 ，等效转动惯量J=0.1kgm2 ，主轴 m=40rad/s。试求：(1)未加飞轮时的速度不均匀系数 (2)在主轴上安装转动惯量为 JF=1.57kgm2 的飞轮后的速度不均匀系数 题 72 图 题 73 图73.图示为作用在机器主轴上一个工作循环内驱动力矩 M d 的变化规律。设阻力矩 M r 为常数，平均转速 nm=1000r/min ，试求：(1)阻力矩 M r；(2)最大盈亏功 Wmax；(3)若速度不均匀系数为 0.05，应装在主轴上飞轮的转动惯量 JF。74.在图示机构中，当曲柄推动分度圆半径为 r 的齿轮 3 沿固定齿条 5 滚动时，带动活动齿条 4 平动，设构件长度及质心位置 Si，质量 mi 及绕质心的转动惯量 Jsi(I=1 ，2，3，4)均已知，作用在构件 1 上的力矩 M 1 和作用在齿条 4 上的力 F4 亦已。忽略构件的重力。求：(1)以构件 1 为等效构件时的等效力矩；(2)以构件 4 为等效构件时的等效质量。题 74 图 题 75 图75.图示为齿轮一凸轮机构，已知齿轮 1、2 的齿数 z1，z2 和它们对其转轴 O1，O2 的转动惯量分别为 J1，J2，凸轮为一偏心矩为 e 的圆盘，与齿轮 2 相连，凸轮对其质心 S3的转动惯量是 J3，其质量为 m3，从动杆 4 的质量为 m4，作用在齿轮 1 上的驱动力矩 M1=M( 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。76.已知插床机构的机构简图，生产阻力 Q=1000N，求将它等效到构件 1 上的等效阻力Fr 为多少？其指向如何？ (Fr 作用在垂直于 AB 的 nn 线上)题 76 图 题 77 图77.在图示机构中，齿轮 2 和曲柄 O2A 固连在一起。已知 lAO2 =lO1O2=300mm，2=30 ，z1=40，z2=80，JO1=0.01kgm2， JO2=0.15kgm2，m4=10kg ，阻力 F4=200N， 试求：(1)阻力 F4 换算到 O1 轴上的等效力矩 M r 的大小与方向；(2)m4，JO1，JO2 换算到 O1 轴上的等效转动惯量 J。78.在图 a 所示机构中，已知 lAB =lBC，lCD=2lBC；各杆的质量分别为 m1，m2，m3，质心分别在 S1，S2，S3，lBS2=lBC/2，lCS3=lCD/2，各杆绕质心的转动惯量分别为 J1，J2，J3，构件 1为主动件， 1=常数。在构件 3 上作用有阻力矩 M 3。机构的速度多边形如图 b 所示。若以构件 1 为等效构件，试求：(1)等效转动惯量 J；(2)等效阻力矩 M r(不考虑重力 )。题 78 图 题 79 图79.如图示提升机中，已知各轮的传动比 i1H=1.2，i12=0.75，lH =0.04m，i45=2，绳轮 5的半径 R=200mm，重物 A 的重量 G=50N ，齿轮 1、2 和 2，4，5，5对轮心的转动惯量分别为 J1=0.2kgm2，J2=0.1kgm2，J4=0.1kgm2，J5=0.3kgm2，行星轮 2 和 2的质量 m2=2kg，其余各构件的转动惯量和质量不计。试确定以构件 1 为等效构件时，(1)等效阻力矩 M r；(2)等效转动惯量 J。80.图示行星轮系中，各轮质心均在其中心轴线上，已知 J1=0.01kgm2，J2=0.04kgm 2， 2，系杆对转动轴线的转动惯量 JH=0.18kgm 2，行星轮质量 m2=2kg，m2=4k，gJ2=0.01kgmlH=0.3m，i1H=3，i12=1。在系杆 H 上作用有驱动力矩 M H=60Nm。作用在轮 1 上的阻力矩 M 1=10Nm 。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。HH题 80 图 题 81 图81.图示一行星轮系起吊装置。给定各轮的传动比为 i14=4，i12=2，i 15=80，lH=0.04m ，各轮质心均在相对转动轴线上， J1=J2=0.001kgm2， J4=0.016kgm2，J5=1.6kgm2， m3=3kg ，W=100N ，R=0.1m 试求：(1)以轮 1 为等效构件时的等效转动惯量；(2)使重物等速上升，在轮 1 上应施加多大的力矩 M d?(计算中不计摩擦 )(3)所加力矩的方向如何？82.在图示机构位置时，已知各构件长度，及机构的速度多边形如图 b。m1=4kg，质心在 A 点，JS1=0.02kgm2，m2=5kg ，质心 S2在构件 2 上的 C2点，转动惯量 JS2=0.05kgm2，m3=1kg ，质心 S3 点在 C 点，JS3=0.01kgm2，m5=1.4kg ，质心 S5 在 E 点， JS5=0.21kgm2。忽略滑块 4的质量。试求转化到构件 1 上 B 点的等效质量。题 82 图 题 83 图83.在图示机构中，构件 3 的质量为 m3，曲柄 AB 长为 r，滑块 3 的速度 v3=1rsin，1 为曲柄的角速度。当 =0 180 时，阻力 F=常数；当 =180 360 时，阻力 F=0。驱动力矩 M 为常数。 曲柄 AB 绕 A 轴的转动惯量 JA1 ，不计构件 2 的质量及各运动副中的摩擦。设在 =0 时，曲柄的角速度为 0。求：（1）取曲柄为等效构件时的等效驱动力矩 M d 和等效阻力矩 M r;（2）等效转动惯量 J；（3）在稳定运转阶段，作用在曲柄上的驱动力矩 M d（4）写出机构的运动方程式。84.图示为一工作台的传动系统，已知 z1=20，z2=60，z2=2，0 z3=80，m=3mm，=20 。各轮均为标准齿轮， 各轮对转动轴的转动惯量分别为 J1=0.1kgm2，J2=0.04kgm2，J 2，2=0.02kgmJ3=0.05kgm2。工作台 4（包括工件）的重量 W4=500N。设加于轮 1 上的驱动力矩为常数，工作台 4 与导轨的摩擦系数 f=0.1 ，其它运动副中的摩擦不考虑，要求系统在启动后的 5 秒末，工作台的速度由零达到 v4=1m/s，求加于轮 1 的驱动力矩 M d1。题 84 图 题 85 图85.在图示曲柄滑块机构中，已知构件 2 和 3 的质量分别为 m2=10kg，m3=30kg ；曲柄 1和构件 2 的转动惯量分别为 JA1 =0.5kgm2，JS2=1kgm2；机构的有关尺寸为： lAB =0.2m，lBC=0.6m，lBS2=0.2m。 当=0 时，曲柄角速度 0=10rad/s。转化到曲柄上的等效驱动力矩 M d=50Nm为常数，等效阻力矩 M r=20Nm 亦为常数。试求 =90 时曲柄的角速度。86.在图示轮系中，各传动比为 i1H=5，i12=85/63，l H=0.31m 。行星轮 2 的数目 k=2，对称安放。每个行星轮的质量为 10kg，轮 1、2、2 及系杆 H 对各自的轴线的转动惯量分别为：J1=0.005kgm2 2，J2=J2=0.01kgm，JH =0.02kgm2。当系杆在 H0=100rad/s 时停止驱动，用制动器 T 制动。要求系杆在转一周内停下来，问应加的制动力矩 MT 至少为多大？题 86 图 题 87 图87.图示行星轮系中，给定各对齿轮的传动比为： i1H=3，i2H=3，lH=0.3m，各构件的质心均在其各 自回转 轴线上 ，且 J1=0.01kgm2 ，两行星轮绕 其回转轴 线的总 转动惯 量J2=0.05kgm2，JH=0.28kgm2，两行星轮的总重量为 G2=20N ，重力加速度 g 取为 10m/s2。作用在系杆 H 上的驱动力矩 M d=60Nm，作用在轮 1 上的阻力矩 M 1=10Nm 。试求起动 0.5 秒后系杆的角速度 。88.图示行星轮系中，三个双联行星轮均匀分布。各对齿轮的传动比为： i1H=9，i12=3，lH=0.3m，J1=0.196kgm2，每个双联行星轮对其轴线的转动惯量 J2=0.588kgm2，JH=0.785kgm 2，每个双联齿轮的重量 G2=196N， 0=78rad.s。在轮 1 上作用有不变的驱动力矩 M 1=98.1Nm ，在系杆上作用有不变的阻力矩 M H=941Nm ，当取齿轮 1 为等效构件时，求：（1）等效转动惯量 J（2）等效力矩 M（3）齿轮 1 的角加速度 1（4）要经过多少时间，齿轮 1 才从0 变为静止不动。题 88 图 题 89 图89.图示机构中，已知 z1=20，z2=30，lBC=100mm，齿轮 1、2 对各自中心的转动惯量分别为 JS1=0.01kgm2，J 2，mS2=0.02kgm 4=2kg，忽略滑块 3 的质量。齿轮 1、2 的角速度为 1，2。杆 4 的速度为 v4=2lBCsin2。在杆 4 上作用有阻力 F4=100N，轮 1 上作用有驱动力矩M 1=10Nm，F4 均为常数。在 2=30 时，且以齿轮 1 为等效构件，求：(1)等效转动惯量 J 和等效阻力矩 Mr;(2)齿轮 1 的角加速度 1(3)根据 M 1，F4 为常量，是否能判断齿轮 1 的运动为等加速或等减速运动规律？为什么？90.在图示机构中， 已知齿轮 1、2 的齿数 z1=20，z2=40，其转动惯量分别为 J1=0.001kgm2，J2=0.002kgm2，导杆 4 对轴 C 的转动惯量 J4=0.004kgm2。其余构件质量不计。在轮 1 上作用有驱动力矩 M 1=5Nm ，在杆 4 上作用有阻力矩 M d=25Nm ，lAB =0.1m，其余尺寸见图。试求在图示位置起动时，与轮 2 固联的杆 AB 的角加速度 2。题 90 图 题 91 图91.如图所示，已知等效到主轴上的等效驱动力矩 M d=75Nm 为常数，等效阻力矩 M r按直线递减变化；在主轴上的等效转动惯量 J=2kgm2 为常数，。稳定运动循环开始时主轴的转角和角速度分别为 0=0 ，0=100rad/s。试求主轴转到 =90 时主轴的角速度 和角加速度 。此时主轴是加速还是减速运动？为什么？92.一重量 G1=450N 的飞轮支承在轴径直径 d=80mm 的轴承上， 在轴承中摩擦阻力矩作用下，飞轮转速在 14 秒内从 200r/min 均匀地下降到 150r/min 。若在飞轮轴上再装上重量2，此时在轴承摩阻力矩作用下， 飞轮 G2=350N 的鼓轮， 其对转动轴线的转动惯量 J2=2.6kgm连同鼓轮的转速在 20 秒内从 200r/min 均匀下降到 150r/min ，设轴承摩擦系数为常数， 试求：(1)飞轮的转动惯量；(2)轴承的摩擦系数。93.在图示的剪床机构中，作用在主轴 O2 上的等效阻力矩 Mr 的变化规律如图所示，其大小为 M r=20Nm，M r”=1600Nm，轴 O1 上施加的驱动力矩 M 1为常量。 主轴 O2 的平均转速为 n2=60r/min ；要求的速度不均匀系数 =0.04，大齿轮与曲柄固联，对 O2 的转动惯量J2=29.2kgm2，大齿轮齿数 z2=88，小齿轮齿数 z1=22。忽略小齿轮及连杆、滑块的质量和转动惯量。试求：（1）在稳定运动时驱动力矩 M1 的大小；（2）在轴 O1 上应加的飞轮转动惯量 JF1；（3）如将飞轮装在 O2 轴上，所需的飞轮转动惯量是增加还是减少？为什么？题 93 图 题 94 图94.一机组作稳定运动， 原动件的运动周期为 2 。若取原动件为等效构件， 则等效阻力矩 M r 如图所示，等效驱动力矩 M d 为常数。等效构件的平均转速为 1000r/min ，若忽略各构件的等效转动惯量，只计装在原动件上的飞轮转动惯量，求：（1）等效驱动力矩 M d 的大小；（2）若速度不均匀系数 =0.05，则等效构件的最大角速度 max 和最小角速度 min 为多少？它们相应的位置 各为何值？（3）最大盈亏功 Wmax；（4）飞轮转动惯量 JF。95.单缸四冲程发动机近似的等效输出转矩 M d 如图示。主轴为等效构件，其平均转速nm=1000r/min ，等效阻力矩 M r 为常数。飞轮安装在主轴上，除飞轮以外构件的质量不计。试求：（1）等效阻力矩 M r 的大小和发动机的平均功率；（2）稳定运转时 max，min 的位置；（3）最大盈亏功 Wmax；（4）欲使运转速度不均匀系数 =0.05，在主轴上安装的飞轮的转动惯量 JF；（5）欲使飞轮的转动惯量减小 1/2，仍保持原有的 值，应采取什么措施？题 95 图 题 96 图96.已知机器在一个运动循环中主轴上等效阻力矩 M r 的变化规律如图示。 设等效驱动力矩 M d 为常数， 主轴平均角速度 m=25rad/s，许用运转速度不均匀系数 =0.02。除飞轮外其它构件的质量不计。试求：（1）驱动力矩 M d；（2）主轴角速度的 max，min 及其出现的位置（以 角表示）；（3）最大盈亏功 Wmax；（4）应装在主轴上的飞轮转动惯量 JF。97.某机械系统以其主轴为等效构件。已知主轴稳定运转一个周期的等效阻力矩变化规律如图所示。等效转动惯量 J=0.5kgm2，平均角速度 m=40rad/s，等效驱动力矩为常数。试求：（1）等效驱动力矩 M d；（2）最大盈亏功 Wmax；（3）max，min 的位置和大小；（4）运转速度不均匀系数 。题97 图题98 图98.一机械系统在稳定运转的一个周期内， 等效阻力矩 M r 的变化规律如图示， 等效驱动力矩 M d 为常数，等效转动惯量 J=0.1kgm （1）等效构件上的驱动力矩 M d；2，等效构件的平均转速 nm=900 r/min ，试求：（2） max，min 的位置；（3）最大盈亏功Wmax；（4）运转速度不均匀系数 ；（5）若要求 =0.01，在等效构件上安装飞轮的转动惯量 JF 应为多少？99.某机械在稳定运转的一个运动循环中，等效构件上等效阻力矩 M r()线图如图示。等效驱动力矩 M d 为常数，等效转动惯量 J=1.5kgm度不均匀系数 0.05。试求：2，平均角速度 m=25rad/s，要求运转速（1）等效驱动力矩 Md；（2） max，min 的位置；（3）最大盈亏功Wmax；（4）应安装飞轮的转动惯量 JF。题99 图题100 图100.在机器稳定运动的周期中，转化到主轴上的等效驱动力矩 M d()的变化规律如图示。设等效阻力矩为常数，各构件等效到主轴的等效转动惯量 J=0.5kgm2。要求机器的运转速度不均匀系数 0.05，主轴的平均转速 nm=1000r/min ，试求：（1）等效阻力矩 M r ；（2）最大盈亏功Wmax；（3）安装在主轴上的飞轮转动惯量 JF。101.某机械在稳定运转的一个运动周期中，等效构件上的等效阻力矩 M r()线图如图示。等效驱动力矩 M d 为常数，等效转动惯量 J=0.014kgm运转速度不均匀系数 =0.04。试求：2，等效构件平均角速度 m=25rad/s，（1）等效驱动力矩 M d；（2）max，min 位置；（3）最大盈亏功 Wmax；（4）安装在主轴（等效构件）上的飞轮转动惯量 JF。题 101 图 题 102 图102.一稳定运转的机械系统，以主轴为等效构件时，其等效阻力矩 M r 的变化规律如图示。设等效驱动力矩为常数，运动周期 D =2。系统的等效转动惯量，不包括飞轮的为常2数，J=1kgm 。主轴平均转速 nm=1500r/min ，运转速度不均匀系数 =0.01。试求：（1）等效驱动力矩 M d；（2）主轴最大和最小角速度的位置；（3）最大盈亏功 Wmax；（4）安装在主轴上的飞轮转动惯量 JF。103.已知一机组的主轴平均转速 nm=1500r/min ，作用在其上的等效阻力矩如图所示。设等效驱动力矩 M d 为常数，主轴为等效构件。除装在主轴上的飞轮转动惯量 JF 外，忽略其余构件的等效转动惯量。机组的运转速度不均匀系数 =0.05。试求：（1）等效驱动力矩 M d；（2）最大盈亏功 Wmax；（3）主轴的最大角速度 max 和最小角速度 min 等于多少？发生在何处 （即相应的主轴转角为何值）？（4）安装在主轴上的飞轮转动惯量 JF。题 103 图 题 104 图104.已知某机器主轴转动一周为一个稳定运动循环。取主轴为等效构件，其等效阻力矩M r 如图所示，等效驱动力矩为常数，机器的等效转动惯量 J 为常数。试求：（1）等效驱动力矩 M d；（2）主轴最大角速度 max 和最小角速度 min 对应的主轴转角位置 ；（3）最大盈亏功 Wmax；（4）为减小速度波动，可采取什么措施？105.某机器一个运动循环对应于等效构件转一周。已知等效阻力矩 M r 的变化曲线如图示，等效驱动力矩 M d为常数，等效构件的平均转速为 100r/min ，其运转速度不均匀系数不超过 0.02。忽略除飞轮以外的构件质量和转动惯量。试求：（1）等效驱动力矩 Md；（2）等效构件最大角速度 max 和最小角速度 min 的位置；（3）最大盈亏功 Wmax；（4）装在等效构件上的飞轮转动惯量 JF。题 105 图 题 106 图 题 107 图106.已知某机器的运动周期为 4，等效阻力矩的变化规律如图所示。若等效驱动力矩M d 为常数，平均角速度 m=30rad/s，等效转动惯量 J=3kgm2。试求：（1）等效驱动力矩 M d；（2）最大盈亏功 Wmax；（3）最大和最小角速度 max，min 的位置；（4）运转速度不均匀系数 。107.已知机器一个运动循环内的等效阻力矩 Mr 的变化曲线如图示，其等效驱动力矩为恒定值，平均角速度 m=20rad/s，要求运转速度不均匀系数 =0.05。若忽略除飞轮以外的等效转动惯量，试问：（1）等效驱动力矩 M d=?（2）等效构件的 max，min 发生在什么位置？（3）最大盈亏功 Wmax=?（4）安装在等效构件上的飞轮转动惯量 JF 的大小。108.已知主轴的平均角速度 m=20rad/s，以主轴为等效构件的等效驱动力矩 M d 和等效阻力矩 M r 的变化曲线如图。等效转动惯量 J=0.3kgm2。求在稳定运转时，主轴的 max，min 等于多少？其相应的主轴位置 为何值？题 108 图 题 109 图109.某机械在稳定运转时的一个运动循环中，等效阻力矩 M r 的变化规律如图所示，设等效驱动力矩 M d 为常数，等效转动惯量 J=3kgm 2，主轴平均角速度 2，主轴平均角速度 （1）等效驱动力矩 M d；m=30rad/s。试求：（2）最大盈亏功 Wmax；（3）要求运转速度不均匀系数 =0.05，则安装在等效构件上的飞轮转动惯量 JF 应为多少？（4）max，min 的位置。110.图示为等效力矩在稳定运动的一个周期中的变化规律，运动周期为 2 。设等效驱动力矩 Md 为常数， 等效构件 (主轴 )的平均转速 nm=300r/min ，许用速度不均匀系数 =0.05。若机器中除飞轮以外的构件的等效转动惯量均略去不计，试求：（1）等效驱动力矩 M d；（2）nmax，nmin 出现的位置；（3）安装在主轴上的飞轮转动惯量 JF。题 110 图 题 111 图111.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 m=10rad/s。为减小主轴的速度波动，现加装一个飞轮， 其转动惯量 JF=9.8kgm2，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 ；（3）主轴的 max，min，它们发生在何处（即相应的 值）。112.某机械在稳定运转阶段内的一个运动循环中， 其主轴上的等效阻力矩 M r()如图所示，等效驱动力矩 M d为常值，等效转动惯量 J=1.5kgm m=30rad/s，试求：2，平均角速度 （1）等效驱动力矩 M d；（2）max，min 的位置；（3）最大盈亏功 Wmax；（4）运转速度不均匀系数 。题 112 图 题 113 图113.某机械在稳定运动的一个周期中，作用在等效构件上的等效阻力矩 M r 的变化规律如图示，等效驱动力矩 M d 为常数，平均角速度 m=20rad/s，要求运转速度不均匀系数 =0.05，忽略除飞轮以外构件的等效转动惯量。试求：（1）等效驱动力矩 M d； （2）最大盈亏功 Wmax；（3）应在等效构件上安装的飞轮转动惯量 JF。114.一多缸发动机驱动某工作机时， 其等效驱动力矩 M d 和等效阻力矩 Mr 与等效构件的转角 的关系如图示。 图中画出稳定运转时期一个运动周期的变化。 两曲线之间的各块面积标注在图中，单位为 mm2。图的横坐标比例尺 =rad/30/mm ，纵坐标比例尺为 M =2Nm/mm 。等效转动惯量为常数。试求：（1）等效构件的最大、最小角速度 max，min 所对应的转角，说明并标注在图上。（2）最大盈亏功 Wmax。题 114 图 题 115 图115.图示为一机器的等效驱动力矩 M d 和等效阻力矩 M r 的线图， 图中阴影面积表示盈亏功，其大小用所标明的数字表示，单位为 J，设等效转动惯量为常数，试确定：（1）max，min 的位置； （2）最大盈亏功 Wmax；116.某机器在稳定运转的一个周期中的等效驱动力矩 M d 和等效阻力矩 M r 如图所示。 由M d 和 M r 所围成的各块面积所代表的功分别为 F1=1500J，F2=1000J，F3=400J，F4=1000J，F5=100J，设等效转动惯量为常数，试确定：（1）最大及最小角速度 max，min 对应的等效构件的转角 在什么位置？（2）机器的最大盈亏功是多少？题 116 图 题 117 图117.某机器在稳定运动阶段的一个运动周期中，等效驱动力矩 M d()（实线）和等效阻力矩 M r()（虚线） 曲线如图示。 两曲线所围成的各块面积上标出的数字表示相应的盈亏功的绝对值，设等效转动惯量 J 为常数，试求：（1）等效构件的最大、最小角速度 max，min 分别位于何处（相应的转角位置）？（2）最大盈亏功 Wmax。118.一机组在稳定运转的一个周期中， 等效驱动力矩 M d和等效阻力矩 M r 的变化曲线如图示，等效阻力矩为常数。 两曲线间围成的各块面积如下： F1=340，F2=810，F3=600，F4=910，2，图中横坐标比例尺 =1rad/s/mm ，纵坐标比 F5=555，F6=470，F7=695，面积单位为 mm例尺 M=1Nm/mm ，等效转动惯量为常量。试求：（1）等效构件最大、最小角速度 max，min 的位置； （2）最大盈亏功 Wmax。题 118 图 题 119 图119.已知机器在稳定运转一周期内等效驱动力矩 M d()和等效阻力矩 M r（为常值）如图示。两曲线间所包容的面积表示盈亏功的大小， 自左至右分别为 2000，3000，2000，3000，2000，单位为 J，等效转动惯量为常量。试求：（1）等效构件最大、最小角速度 max，min 的位置； （3）最大盈亏功 Wmax。120.在图示的传动机构中，轮 1 为主动件，其上作用有驱动力矩 M 1=常数，轮 2 上作用有阻力矩 M 2，它随轮 2 转角2的变化关系示于图 b 中。轮 1 的平均角速度 m=50rad/s，两轮的齿数为 z1=20，z2=40。试求：（1）以轮 1 为等效构件时，等效阻力矩 M r；（2）在稳定运转阶段（运动周期为轮 2 转 360 ），驱动力矩 M 1 的大小；（3）最大盈亏功 Wmax；（4）为减小轮 1 的速度波动，在轮 1 轴上安装飞轮，若要求速度不均匀系数 =0.05，而不计轮 1、2 的转动惯量时，所加飞轮的转动惯量 JF 至少应为多少？（5）如将飞轮装在轮 2 轴上，所需飞轮转动惯量是多少？是增加还是减少？为什么？题 120 图 题 121 图121.已知一齿轮传动机构，其中 z2=2z1，z4=2z3，在齿轮 4 上有一工作阻力矩 M 4，在其一个工作循环（ 4=1）中，M4 的变化如图示。轮 1 为主动轮。如加在轮 1 上的驱动力矩M d 为常数，试求：（1）在机器稳定运转时， M d 的大小应是多少？并画出以轮 1 为等效构件时的等效力矩M r()，M d()曲线；（2）最大盈亏功 Wmax；（3）设各轮对其转动中心的转动惯量分别为 J1=J3=0.1kgm2，J2=J4=0.2kgm2，如轮 1 的平均角速度 m=10rad/s，其速度不均匀系数 =0.1，则安装在轮 1 上的飞轮转动惯量 JF=?（4）如将飞轮装在轮 4 轴上，则所需飞轮转动惯量是增加还是减少？为什么？