第七章機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動的調(diào)節(jié)答案

1、第七章 機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動的調(diào)節(jié)答案浙工大機(jī)械原理習(xí)題卡一、填空題1. 設(shè)某機(jī)器的等效轉(zhuǎn)動慣量為常數(shù)，則該機(jī)器作勻速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的條件 在每一瞬時(shí),驅(qū)動功率等于阻抗功率 ， 作變速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的條件是 在一個(gè)運(yùn)動周期中，驅(qū)動功等于阻抗功 。2. 機(jī)器中安裝飛輪的原因，一般是為了 調(diào)節(jié)周期性速度波動 ，同時(shí)還可獲 降低原動機(jī)功率 的效果。3. 在機(jī)器的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)期，機(jī)器主軸的轉(zhuǎn)速可有兩種不同情況， 即 等速 穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)和 變速 穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，在前一種情況，機(jī)器主軸速度是 常數(shù) ，在后一種情況，機(jī)器主軸速度是 作周期性波動 。4機(jī)器中安裝飛輪的目的是 降低速度波動，降低電動機(jī)功率 。5某機(jī)器的主軸平均角速度

2、， 機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的速度不均勻系數(shù)，則該機(jī)器的最大角速度= 102.5 rad/s，最小角速度= 97.5 rad/s。6機(jī)器等效動力學(xué)模型中的等效質(zhì)量(轉(zhuǎn)動慣量)是根據(jù) 動能相等(等效質(zhì)量的動能等于機(jī)器所有運(yùn)動構(gòu)件的動能之和) 原則進(jìn)行轉(zhuǎn)化的，因而它的數(shù)值除了與各構(gòu)件本身的質(zhì)量（轉(zhuǎn)動慣量)有關(guān)外，還與 各構(gòu)件質(zhì)心處速度、構(gòu)件角速度與等效點(diǎn)的速度之比的平方 有關(guān)。7機(jī)器等效動力模型中的等效力(矩)是根據(jù) 瞬時(shí)功率相等 原則進(jìn)行轉(zhuǎn)化的， 因而它的數(shù)值除了與原作用力(矩)的大小有關(guān)外，還與 外力作用點(diǎn)與等效點(diǎn)的速度之比 有關(guān)。8若機(jī)器處于起動(開車)階段，則機(jī)器的功能關(guān)系應(yīng)是 輸入功大于輸出功和損失功之

3、和，系統(tǒng)動能增加 ，機(jī)器主軸轉(zhuǎn)速的變化情況將是 機(jī)器主軸的轉(zhuǎn)速大于它的初速，由零點(diǎn)逐步增加到正常值 。9若機(jī)器處于停車階段， 則機(jī)器的功能關(guān)系應(yīng)是 輸入功小于輸出功和損失功之和，系統(tǒng)動能減少 ，機(jī)器主軸轉(zhuǎn)速的變化情況將是 機(jī)器主軸的轉(zhuǎn)速，由正常速度逐步減小到零 。10用飛輪進(jìn)行調(diào)速時(shí)，若其它條件不變，則要求的速度不均勻系數(shù)越小， 飛輪的轉(zhuǎn)動慣量將越 大 ， 在 滿足同樣的速度不均勻系數(shù)條件下，為了減小飛輪的轉(zhuǎn)動慣量，應(yīng)將飛輪安裝在 高速 軸上。11當(dāng)機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于負(fù)荷發(fā)生變化使機(jī)器原來的能量平衡關(guān)系遭到破壞，引起機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)速度的變化，稱為 非周期性速度波動 。為了重新達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，需要采用 調(diào)

4、速器 來調(diào)節(jié)。51312在機(jī)器穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的一個(gè)運(yùn)動循環(huán)中，運(yùn)動構(gòu)件的重力作功等于 零 ，因?yàn)?運(yùn)動構(gòu)件重心的位置沒有改變 。13機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的速度波動有 周期性 速度波動和 非周期性 速度波動兩種，前者采用 安裝飛輪 調(diào)節(jié),后者采用 安裝調(diào)速器 進(jìn)行調(diào)節(jié)。14若機(jī)器處于變速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)期，機(jī)器的功能特征應(yīng)有 一個(gè)運(yùn)動循環(huán)內(nèi)輸入功于等于輸出功與損失功之和 ， 它的運(yùn)動特征是 每一個(gè)運(yùn)動循環(huán)的初速度和末速度相等 。15當(dāng)機(jī)器中僅包含 定傳動比 機(jī)構(gòu)時(shí)，等效動力學(xué)模型中的等效質(zhì)量(轉(zhuǎn)動慣量)是常量， 若機(jī)器中包含 變傳動比 機(jī)構(gòu)時(shí)，等 效質(zhì)量(轉(zhuǎn)動慣量)是機(jī)構(gòu)位置的函數(shù)。16圖示為某機(jī)器的等效驅(qū)動力矩和等

5、效阻力矩的線圖，其等效轉(zhuǎn)動慣量為常數(shù)，該機(jī)器在主軸位置角等于時(shí)，主軸角速度達(dá)到,在主軸位置角等于時(shí)，主軸角速度達(dá)到。二、判斷題1為了使機(jī)器穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，機(jī)器中必須安裝飛輪。(×)2.機(jī)器中安裝飛輪后，可使機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的速度波動完全消除。(×)3.為了減輕飛輪的重量，最好將飛輪安裝在轉(zhuǎn)速較高的軸上。()4.機(jī)器穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的含義是指原動件(機(jī)器主軸)作等速轉(zhuǎn)動。(×)5. 機(jī)器作穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，必須在每一瞬時(shí)驅(qū)動功率等于阻抗功率。(×)6. 機(jī)器等效動力學(xué)模型中的等效質(zhì)量(轉(zhuǎn)動慣量)是一個(gè)假想質(zhì)量(轉(zhuǎn)動慣量)，它的大小等于原機(jī)器中各運(yùn)動構(gòu)件的質(zhì)量(轉(zhuǎn)動慣量)之和。(

6、15;)7. 機(jī)器等效動力學(xué)模型中的等效質(zhì)量(轉(zhuǎn)動慣量)是一個(gè)假想質(zhì)量(轉(zhuǎn)動慣量)，它不是原機(jī)器中各運(yùn)動構(gòu)件的質(zhì)量(轉(zhuǎn)動慣量)之和，而是根據(jù)動能相等的原則轉(zhuǎn)化后計(jì)算得出的。()8. 機(jī)器等效動力學(xué)模型中的等效力(矩)是一個(gè)假想力(矩)，它的大小等于原機(jī)器所有作用外力的矢量和。(×)9.機(jī)器等效動力學(xué)模型中的等效力(矩)是一個(gè)假想力(矩)，它不是原機(jī)器中所有外力(矩)的合力，而是根據(jù)瞬時(shí)功率相等的原則轉(zhuǎn)化后算出的。()10.機(jī)器等效動力模型中的等效力(矩)是根據(jù)瞬時(shí)功率相等原則轉(zhuǎn)化后計(jì)算得到的，因而在未求得機(jī)構(gòu)的真實(shí)運(yùn)動前是無法計(jì)算的。(×)三、選擇題1在機(jī)械穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的一個(gè)運(yùn)

7、動循環(huán)中，應(yīng)有 A (A)慣性力和重力所作之功均為零；(B)慣性力所作之功為零，重力所作之功不為零；(C)慣性力和重力所作之功均不為零；(D)慣性力所作之功不為零，重力所作之功為零。2機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)出現(xiàn)周期性速度波動的原因是 C 。(A)機(jī)器中存在往復(fù)運(yùn)動構(gòu)件，慣性力難以平衡；(B)機(jī)器中各回轉(zhuǎn)構(gòu)件的質(zhì)量分布不均勻；(C)在等效轉(zhuǎn)動慣量為常數(shù)時(shí)，各瞬時(shí)驅(qū)動功率和阻抗功率不相等，但其平均值相等，且有公共周期；(D)機(jī)器中各運(yùn)動副的位置布置不合理。3機(jī)器中安裝飛輪的一個(gè)原因是為了 C 。(A)消除速度波動；(B)達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)；(C)減小速度波動；(D)使慣性力得到平衡，減小機(jī)器振動。4. 設(shè)機(jī)器的等效轉(zhuǎn)

8、動慣量為常數(shù)，其等效驅(qū)動力矩和等效阻抗力矩的變化如圖示，可判斷該機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)情況應(yīng)是 B 。(A)勻速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)；(B)變速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)；(C)加速過程；(D)減速過程。5. 在圖7-3-5傳動系統(tǒng)中，已知, 。如以齒輪4為等效構(gòu)件，則齒輪1的等效轉(zhuǎn)動慣量將是它自身轉(zhuǎn)動慣量的 B 。(A)12倍；(B)144倍；(C)1/12;(D)1/144。5. 在圖7-3-5傳動系統(tǒng)中，已知, 。如以齒輪1為等效構(gòu)件，則作用于齒輪4的力矩的等效力矩等于 C 。(A)12倍；(B)144倍；(C)1/12;(D)1/144。6如果不改變機(jī)器主軸的平均角速度，也不改變等效驅(qū)動力矩和等效阻抗力矩的變化規(guī)律，擬將機(jī)器運(yùn)

9、轉(zhuǎn)速度不均勻系數(shù)從0.10降到0.01，則飛輪的轉(zhuǎn)動慣量將近似等于 A 。(為原飛輪轉(zhuǎn)動慣量為原飛輪轉(zhuǎn)動慣量)(A) 10；(B) 100；(C) 1/10(D) 1/1007. 將作用于機(jī)器中所有驅(qū)動力、阻力、慣性力、重力都轉(zhuǎn)化到等效構(gòu)件上，求得的等效力矩和機(jī)構(gòu)動態(tài)靜力分析中求得的在等效構(gòu)件上的平衡力矩，兩者的關(guān)系應(yīng)是 B 。(A)數(shù)值相同，方向一致；(B)數(shù)值相同，方向相反；(C)數(shù)值不同，方向一致；(D)數(shù)值不同，方向相反。四、計(jì)算題1在圖示曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，設(shè)已知各構(gòu)件的尺寸、質(zhì)量、質(zhì)心位置、轉(zhuǎn)動慣量，構(gòu)件1的角速度。又設(shè)該機(jī)構(gòu)上作用有常量外力(矩)、。試：554(1)寫出在圖示位置時(shí)，

10、以構(gòu)件1為等效構(gòu)件的等效力矩和等效轉(zhuǎn)動慣量的計(jì)算式。(2)等效力矩和等效轉(zhuǎn)動慣量是常量還是變量？若是變量則需指出是機(jī)構(gòu)什么參數(shù)的函數(shù)，為什么？因、分別和速度比、速度平方有關(guān)，而連桿機(jī)構(gòu)中速度比與機(jī)構(gòu)位置有關(guān)，速度比是變量，故等效力矩和等效轉(zhuǎn)動慣量變變量，它們是曲柄位置的函數(shù)。2一機(jī)械系統(tǒng)，當(dāng)取其主軸為等效構(gòu)件時(shí)，在一個(gè)穩(wěn)定運(yùn)動循環(huán)中，其等效阻力矩M r如圖所示。已知等效驅(qū)動力矩為常數(shù)，機(jī)械主軸的平均轉(zhuǎn)速為1000r/min。若不計(jì)其余構(gòu)件的轉(zhuǎn)動慣量，試問：(1)當(dāng)要求運(yùn)轉(zhuǎn)的速度不均勻系數(shù)時(shí)，應(yīng)在主軸上安裝一個(gè)JF =? 的飛輪；(2)如不計(jì)摩擦損失，驅(qū)動此機(jī)器的原動機(jī)需要多大的功率N (kW ) ?在一個(gè)穩(wěn)定運(yùn)動周期中驅(qū)動功和阻力功相等，所以有=面積=面積= 3已知機(jī)器在一個(gè)運(yùn)動循環(huán)中主軸上等效阻力矩Mr的變化規(guī)律如圖示。