机械原理第7、8章习题

1、第7、8章习题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r3，各齿轮的转动惯量J1、J2、J2、J3，齿轮1直接装在电动机轴上，故J1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Je。 232 2123232 213221 2213332 21132112223322 2221121)()()(,2121)(212121zzzzrgGzzzzJzzJJJJrvzzzzzzvgGJJJJJee所以由于解：根据等效前后动能不变的原则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

2、恒功率分别为P1=367.7W和P2=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JF：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nn=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 W3677 WP1P2(+)()Pd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Pd ( t1 + t2) = P1 t1+P2 t2Pd=2573.9 (W)2)求最大盈亏功Wmax t2=

3、2t1 3Pd=P1+2P2WmaxabaabaN.m2 .441512 .2206)(51602180120)7 .3679 .2573()(max00111111maxWsntttPPWd代入得其中(J)焦耳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2mkg5 .8090022max2maxnWWJmF2mkg39. 0)(900222maxnFFnnJnWJn7-12 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nm=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

4、速nmax和相应的曲柄转角位置 ；2）装在曲轴上飞轮的转动惯量JF（不计其余构件的转动惯量）。TmaxabcabacaM r()(+)()解：1）确定阻抗力矩MrmN67.11621)6(200rrTrMMM故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maxmax和nmaxnnc时，000max16.10420067.1162003020min/1 .623620)01. 0211 ()211 (maxrmnn思考：在何处机构出现能量最小值，此时曲柄的转角与转速（思考：在何处机构出现能量最小值，此时曲柄的转角与转速（nmin)为多少？为多少？3

5、）求装在曲柄轴上的飞轮转动惯量JF2mkg11. 290022max2maxnWWJmFWmax=梯形ABcb的面积mN1 .89)20067.116200(180130620067.11620096)(67.116200(2100maxW8-5 试画出图示机构的运动简图，并说明为何种机构。aOBCA1234bOB2A34A142OB44318-6 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

6、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=840c+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。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,d600mma+dc+b240+d600+400 d760a+bc+d840400+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，240d400a+bc+d840 400+d 无解综上，d的取值范围为440mmd760mm8-8 图示铰链四杆机构中，各杆的长度为l1=28mm，l2=52

7、mm，l3=50mm，l4=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？”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00180180Kmin8-9 图示连杆机构中，已知各构件的尺寸为lAB=160mm，lBC=260mm，lCD=200mm，lAD=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。解：1）ABCD为双曲柄机构lBC+lADlAB+lCD，最短杆为机架2）如图，min=13.33) 如图，K=(180+）/（180-)=44.2