机械原理课后答案第十一章机械的运转及其速度波动的调节

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机械原理作业参考答案-第11章-孙桓-第8版-Appt课件

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第11章作业：11-11, 11-14, 11-15, 11-17, 11-19,11-20
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机械原理第11章作业答案王德伦版课后习题

12-1如图所示为几何对称钳式握持器，转动副处摩擦圆半径为ρ，夹起重物后两钳夹角为α，重物重力为G 。

试对该夹持器进行受力分析（画出作用力方向，写出力平衡方程，并画出力多边形），根据自锁条件确定钳口处摩擦系数多大才能保证重物安全夹持？FGα图12.31 习题1图夹钳式握持器解：设钳口与重物之间的正压力为N F ，摩擦力为f F ，钳口处的摩擦系数为f 。

要保证重物安全夹持，则根据自锁条件有2f F G ≥ ， f N F fF =设N F ,f F 的合力为R 1，其方向与水平方向成φ 角。

则tan()f φ= 即arctan()f φ= (1)取夹持器的一半进行受力分析如图所示。

转动副处的力R 2与摩擦圆相切，方向根据力矢量三角形确定如图示。

设R 2与水平方向成δ角力的平衡方程21cos(/2)sin()sin()o F R R αδφ+= (2) 12sin(/2)cos()cos()o F R R αφδ+= (3)力矩平衡有21112cos()sin()R R L R L ρφφ+= (4) 对圆环处受力分析见图2中a)。

则2sin(/2)o F F G α==(5)2sin(/2)o GF α=12-2 机床滑板与床身的接触形式如图所示，机床滑板的运动方向垂直于纸面，测定接触面间的滑动摩擦系数为f =0.1。

试求滑板的当量摩擦系数f e 的大小。

图12.32 习题2图机床滑板解：设山形导轨一般的角度为а，如图所示。

受力图如上。

可以知道1212F F Q ==12sin()2N F Q α=4sin()N QF α=122sin()f N fQF fF α==212f F fQ =设当量摩擦系数f e 则12e f f f Q F F =+12sin()211(1)22sin()10.05(1)2sin()e e e fQ f Q fQf f f ααα=+=+=+12-3 图12-28所示鼓式制动器，设计的制动力矩要求为为3500Nm ，制动蹄上有摩擦衬片的当量摩擦系数f =0.25，摩擦面作用的平均半径R =120mm ，制动时轮缸活塞压迫制动鼓的最大径向紧力为20KN 。

(完整版)机械原理课后全部习题答案

机械原理课后全部习题答案目录第1章绪论 (1)第2章平面机构的结构分析 (3)第3章平面连杆机构 (8)第4章凸轮机构及其设计 (15)第5章齿轮机构 (19)第6章轮系及其设计 (26)第8章机械运动力学方程 (32)第9章平面机构的平衡 (39)第一章绪论一、补充题1、复习思考题1)、机器应具有什么特征？机器通常由哪三部分组成？各部分的功能是什么？2）、机器与机构有什么异同点？3）、什么叫构件？什么叫零件？什么叫通用零件和专用零件？试各举二个实例。

4）、设计机器时应满足哪些基本要求？试选取一台机器，分析设计时应满足的基本要求。

2、填空题1)、机器或机构，都是由组合而成的。

2）、机器或机构的之间，具有确定的相对运动。

3）、机器可以用来人的劳动，完成有用的。

4）、组成机构、并且相互间能作的物体，叫做构件。

5）、从运动的角度看，机构的主要功用在于运动或运动的形式。

6）、构件是机器的单元。

零件是机器的单元。

7）、机器的工作部分须完成机器的动作，且处于整个传动的。

8）、机器的传动部分是把原动部分的运动和功率传递给工作部分的。

9）、构件之间具有的相对运动，并能完成的机械功或实现能量转换的的组合，叫机器。

3、判断题1)、构件都是可动的。

（）2）、机器的传动部分都是机构。

（）3）、互相之间能作相对运动的物件是构件。

（）4）、只从运动方面讲，机构是具有确定相对运动构件的组合。

（）5）、机构的作用，只是传递或转换运动的形式。

（）6）、机器是构件之间具有确定的相对运动，并能完成有用的机械功或实现能量转换的构件的组合。

（）7）、机构中的主动件和被动件，都是构件。

（）2 填空题答案1）、构件2）、构件3）、代替机械功4）、相对运动5）、传递转换6）、运动制造7）、预定终端8）、中间环节9）、确定有用构件3判断题答案1）、√2）、√3）、√4）、√5）、×6）、√7）、√第二章机构的结构分析2-7 是试指出图2-26中直接接触的构件所构成的运动副的名称。

机械原理题库机械的运转及其速度波动的调节

机械的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ωm rad/s =100，机器运转的速度不均匀系数δ=005.，则该机器的最大角速度ωmax 等于 rad /s ，最小角速度 ωm in 等于 rad /s 。

6.某机器主轴的最大角速度ωmax rad/s =200，最小角速度ωmin rad/s =190，则该机器的主轴平均角速度ωm 等于 rad/s ，机器运转的速度不均匀系数δ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。

第十一章课后题及答案(邱俊)

十一章习题及答案11-1. 举出日常生活中和机械工程中应用飞轮调速的例子，并说明其原理。

飞轮调速原理：是利用飞轮具有的储存与释放动能的功能。

飞轮具有较大的转动惯量，在机械系统获得盈功时，吸收储存多余的能量，而在出现亏功时释放其能量，以弥补能量的不足，从而使机械系统的角速度变化幅度得以缓减，即达到调节作用。

11-2. 设起重机的电动机特性曲线可近似用抛物线代替，若其等效驱动力矩为21450.34040.01ed M ωω=--，等效阻力矩和等效转动惯量为常数，分别为223er M N m =， 2e kgm1J = ，若电动机在t 0=10sec 的角速度为0100/rad s ω=。

试分析电机主轴从t 0开始的角速度ω与角加速度ε随时间t 的变化关系。

解：由于()()ed er ed M M J dtωωω-=，将式中变量分离后，得/[()()]e ed er dt J d M M ωωω=-积分得 0()()e e d e rd t t J M Mωωωωω=+-⎰2100101450.34040.01223d t ωωωω=+---⎰()10010 1.154arctan 0.0120.196t ωω=-+162.390.9t a n (/t ω=-21450.34040.01223780.3404(162.390.9tan(/1.154))0.01(162.390.9tan(/1.154))d dtt t ωεωω==---=----31.85tan(0.867)21.1t ε=+11-3. 牛头刨床主运动机构中含一导杆机构，如图11.18所示。

已知2100l m m =，当AB AC⊥时，430ϕ=︒，导杆4对轴C 的转动惯量20.08C J kg m =⋅，其他构件的质量和转动惯量忽略不计；作用在导杆4的阻力矩为410M N m =⋅。

若取曲柄2为等效构件，求该机构的等效阻力矩er M 和等效转动惯量e J 。

机械原理第七版西北工业大学课后习题答案(7-11章)(DOC)

第7章课后习题参考答案7—1等效转动惯量和等效力矩各自的等效条件是什么?7—2在什么情况下机械才会作周期性速度波动?速度波动有何危害?如何调节?答: 当作用在机械上的驱动力（力矩)周期性变化时，机械的速度会周期性波动。

机械的速度波动不仅影响机械的工作质量，而且会影响机械的效率和寿命。

调节周期性速度波动的方法是在机械中安装一个具有很大转动惯量的飞轮。

7—3飞轮为什么可以调速?能否利用飞轮来调节非周期性速度波动，为什么?答：飞轮可以凋速的原因是飞轮具有很大的转动惯量，因而要使其转速发生变化．就需要较大的能量，当机械出现盈功时，飞轮轴的角速度只作微小上升，即可将多余的能量吸收储存起来；而当机械出现亏功时，机械运转速度减慢．飞轮又可将其储存的能量释放，以弥补能最的不足，而其角速度只作小幅度的下降。

非周期性速度波动的原因是作用在机械上的驱动力(力矩)和阻力(力矩)的变化是非周期性的。

当长时问内驱动力(力矩)和阻力(力矩)做功不相等，机械就会越转越快或越转越慢．而安装飞轮并不能改变驱动力(力矩)或阻力(力矩)的大小也就不能改变驱动功与阻力功不相等的状况，起不到调速的作用，所以不能利用飞轮来调节非周期陛速度波动。

7—4为什么说在锻压设备等中安装飞轮可以起到节能的作用?解：因为安装飞轮后，飞轮起到一个能量储存器的作用，它可以用动能的形式把能量储存或释放出来。

对于锻压机械来说，在一个工作周期中，工作时间很短．而峰值载荷很大。

安装飞轮后．可以利用飞轮在机械非工作时间所储存能量来帮助克服其尖峰载荷，从而可以选用较小功率的原动机来拖动，达到节能的目的，因此可以说安装飞轮能起到节能的作用。

7—5由式J F =△W max ／(ωm 2 [δ])，你能总结出哪些重要结论(希望能作较全面的分析)?答：①当△W max 与ωm 一定时，若[δ]下降，则J F 增加。

所以，过分追求机械运转速度的均匀性，将会使飞轮过于笨重。

②由于J F 不可能为无穷大，若△W max ≠0，则[δ]不可能为零，即安装飞轮后机械的速度仍有波动，只是幅度有所减小而已。

机械原理-习题PRN

绪论1、试述构件和零件的区别与了解？2、何谓机架、原动件和从动件？第一章机械的结构分析1、两构件构成运动副的特征是什么？2、如何区别平面及空间运动副？3、何谓自由度和约束？4、转动副与移动副的运动特点有何区别与了解？5、何谓复合铰链？计算机构自由度时应如何处理？6、机构具有确定运动的条件是什么？7、什么是虚约束？1、画出图示平面机构的运动简图，并计算其自由度。

（a） (b) (c)2、一简易冲床的初拟设计方案如图。

设计者的思路是：动力由齿轮1输入，使轴A连续回转；而固装在轴A上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构将使冲头4上下运动以达到冲压的目的。

试绘出其机构运动简图，分析其运动是否确定，并提出修改措施。

3、计算图示平面机构的自由度，高副低代，判断杆组、机构级别；机构中的原动件用圆弧箭头表示。

(a) (b) (c)(d) (e) (f)第二章平面机构的运动分析1、已知作平面相对运动两构件上两个重合点的相对速度12A AV 及12B BV 的方向，它们的相对瞬心P 12在何处？2、当两构件组成滑动兼滚动的高副时，其速度瞬心在何处？3、如何考虑机构中不组成运动副的两构件的速度瞬心？4、利用速度瞬心，在机构运动分析中可以求哪些运动参数？5、在平面机构运动分析中，哥氏加速度大小及方向如何确定？ 1、试求出下列机构中的所有速度瞬心。

(a) (b)(c) (d)2、图示的凸轮机构中，凸轮的角速度ω1=10s -1，R =50mm ，l A0=20mm ，试求当φ=0°、45°及90°时，构件2的速度v 。

题2图凸轮机构题3图组合机构3、图示机构，由曲柄1、连杆2、摇杆3及机架6组成铰链四杆机构，轮1′与曲柄1固接，其轴心为B ，轮4分别与轮1′和轮5相切，轮5活套于轴D 上。

各相切轮之间作纯滚动。

试用速度瞬心法确定曲柄1与轮5的角速比ω1/ω5。

第三章平面连杆机构1、如何依照各杆长度判别铰链四杆机构的型式？2、平面四连杆机构最基本形态是什么？由它演化为其它平面四杆机构，有哪些具体途径？3、图示摆动导杆机构中，AB 杆匀角速转动。

机械原理课后习题答案

《机械原理》课后习题答案第2章（P27）2-2 计算下列机构的自由度，如遇有复合铰链、局部自由度、虚约束等加以说明。

（a）n=3，p l=3 F=3*3-2*3=3（b）n=3，p l=3，p h=2 F=3*3-2*3-2=1 （B处有局部自由度）（c）n=7，p l=10 F=3*7-2*10=1（d）n=4，p l=4，p h=2 F=3*4-2*4-2=2 （A处有复合铰链）（e）n=3，p l=4 F=3*3-2*4=1 （A或D处有虚约束）（f）n=3，p l=4 F=3*3-2*4=1 （构件4和转动副E、F引入虚约束）（g）n=3，p l=5 F=(3-1)*3-(2-1)*5=1 （有公共约束）（h）n=9，p l=12，p h=2 F=3*9-2*12-2=1 （M处有复合铰链，C处有局部自由度）2-3 计算下列机构的自由度，拆杆组并确定机构的级别。

（a）n=5，p l=7 F=3*5-2*7=1由于组成该机构的基本杆组的最高级别为Ⅱ级杆组，故此机构为Ⅱ级机构。

（b）n=5，p l=7 F=3*5-2*7=1此机构为Ⅱ级机构。

（c）n=5，p l=7 F=3*5-2*7=1拆分时只须将主动件拆下，其它构件组成一个Ⅲ级杆组，故此机构为Ⅲ级机构。

2-4 验算下列运动链的运动是否确定，并提出具有确定运动的修改方案。

（a）n=3，p l=4，p h=1 F=3*3-2*4-1=0 该运动链不能运动。

修改方案如下图所示：（b）n=4，p l=6 F=3*4-2*6=0 该运动链不能运动。

修改方案如下图所示：或第3章（P42）3-2 下列机构中，已知机构尺寸，求在图示位置时的所有瞬心。

（a）（b）（c）(a) v3=v P13=ω1P14P13μl3-6 在图示齿轮连杆机构中，三个圆互作纯滚，试利用相对瞬心P13来讨论轮1与轮3的传动比i13。

第5章（P80）5-2 一铰接四杆机构（2）机构的两极限位置如下图：（3）传动角最大和最小位置如下图：5-3题略解：若使其成为曲柄摇杆机构，则最短杆必为连架杆，即a 为最短杆。

机械原理_课后习题答案免费(全面)高教版西北工大

2) 求vC2
v C 2 = v B + v C 2 B = v C 3 + vC 2 C 3
方向：大小： ⊥AB
√
⊥BC ?
0 0
∥BC ?
取
μv = 0.005
m/s mm
作速度图
b
题3-10 解(续2)
[解] （2）速度分析
v B → vC 2 → v D , v E → ω 2
1) 求vB 2) 求vC2 3) 求vD 和求vE 用速度影像法
C
E
vC = v B + vCB v D = v B + v DB
(2) 求vE
D p(a, f )
v E = vC + v EC = v D + v ED
b d e c
题3-5 解
b) 解: 顺序 (1) 求vC
v B → vC → v E → v F
D B vB A E G F C
vC = v B + vCB
√
0 0
∥CD ?
b2 (b1) (b3)
其中 a B3B2 = 2ω2 v B3B2 = 0(∵ v B3B2 = 0)
a B1 ⎛ m / s 2 ⎞ 取 μa = ⎜ ⎟ 作加速度图 p ' b '1 ⎝ mm ⎠
题3-8 c) 解(续2)
[解] （3）加速度分析 a B 2 ( = a B1 ) → a B 3 → a C 3 1) 求aB2 A 1 ω1 2) 求aB3
取
√ v ⎛m/s⎞ μ v = B1 ⎜ ⎟ 作速度图 pb1 ⎝ mm ⎠
3) 求vC3 : 用速度影像法
v C 3 = 0 同时可求得 ω3 =

机械原理课后习题答案部分)

第二章2-1 何谓构件?何谓运动副及运动副元素?运动副是如何进行分类的?答：参考教材5~7页。

2-2 机构运动简图有何用处?它能表示出原机构哪些方面的特征?答：机构运动简图可以表示机构的组成和运动传递情况，可进行运动分析，也可用来进行动力分析。

2-3 机构具有确定运动的条件是什么?当机构的原动件数少于或多于机构的自由度时，机构的运动将发生什么情况?答：参考教材12~13页。

2-5 在计算平面机构的自由度时，应注意哪些事项?答：参考教材15~17页。

2-6 在图2-22所示的机构中，在铰链C、B、D处，被连接的两构件上连接点的轨迹都是重合的，那么能说该机构有三个虚约束吗?为什么?答：不能，因为在铰链C、B、D中任何一处，被连接的两构件上连接点的轨迹重合是由于其他两处的作用，所以只能算一处。

2-7 何谓机构的组成原理?何谓基本杆组?它具有什么特性?如何确定基本杆组的级别及机构的级别? 答：参考教材18~19页。

2-8 为何要对平面高副机构进行“高副低代"?“高副低代”应满足的条件是什么?答：参考教材20~21页。

2-11 如图所示为一简易冲床的初拟设计方案。

设计者的思路是：动力由齿轮1输入，使轴 A连续回转；而固装在轴A上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构将使冲头上下运动以达到冲压目的。

试绘出其机构运动简图，分析其是否能实现设计意图？并提出修改方案。

解：1）取比例尺绘制机构运动简图。

2）分析其是否可实现设计意图。

F=3n-( 2P l +P h –p’ )-F’=3×3-(2×4+1-0)-0=0此简易冲床不能运动,无法实现设计意图。

3）修改方案。

为了使此机构运动，应增加一个自由度。

办法是：增加一个活动构件，一个低副。

修改方案很多，现提供两种。

※2-13图示为一新型偏心轮滑阎式真空泵。

其偏心轮1绕固定轴心A转动，与外环2固连在一起的滑阀3在可绕固定轴心C转动的圆柱4中滑动。

机械原理课后答案第11章

第11章作业11-1在给定轮系主动轮的转向后，可用什么方法来确定定轴轮系从动轮的转向？周转轮系中主、从动件的转向关系又用什么方法来确定?答：参考教材216~218页。

11-2如何划分一个复合轮系的定轴轮系部分和各基本周转轮系部分?在图示的轮系中，既然构件5作为行星架被划归在周转轮系部分中，在计算周转轮系部分的传动比时，是否应把齿轮5的齿数,Z5计入?答：划分一个复合轮系的定轴轮系部分和各基本周转轮系部分关键是要把其中的周转轮系部分划出来，周转轮糸的特点是具有行星轮和行星架，所以要先找到轮系中的行星轮，然后找出行星架。

每一行星架，连同行星架上的行星轮和与行星轮相啮合的太阳轮就组成一个基本周转轮糸。

在一个复合轮系中可能包括有几个基本周转轮系（一般每一个行星架就对应一个基本周转轮系)，当将这些周转轮一一找出之后．剩下的便是定轴轮糸部分了。

在图示的轮系中．虽然构件5作为行星架被划归在周转轮系部分中，但在计算周转轮系部分的传动比时．不应把齿轮5的齿数计入。

11-3在计算行星轮系的传动比时，式i mH=1-i H mn只有在什么情况下才是正确的?答在行星轮系，设固定轮为n, 即ωn=0时, i mH=1-i H mn公式才是正确的。

11-4在计算周转轮系的传动比时，式i H mn=(n m-n H)／(n n-n H)中的i H mn是什么传动比，如何确定其大小和“±”号?答: i H mn是在根据相对运动原理，设给原周转轮系加上一个公共角速度“-ωH”。

使之绕行星架的固定轴线回转，这时各构件之间的相对运动仍将保持不变，而行星架的角速度为0，即行星架“静止不动”了．于是周转轮系转化成了定轴轮系，这个转化轮系的传动比，其大小可以用i H mn=(n m-n H)／(n n-n H)中的i H mn公式计算；方向由“±”号确定，但注意，它由在转化轮系中m. n两轮的转向关系来确定。

11-5用转化轮系法计算行星轮系效率的理论基础是什么?为什么说当行星轮系为高速时，用它来计算行星轮系的效率会带来较大的误差?答: 用转化轮系法计算行星轮系效率的理论基础是行星轮系的转化轮系和原行星轮系的差别，仅在于给整个行星轮系附加了一个公共角速度“-ωH”。

机械原理第十一章习题答案

第十一章齿轮系及其设计习题11－11如图所示为一手摇提升装置，其中各轮齿数均已知，试求传动比15i 并指出当提升重物时手柄的转向。

解：8.5771811520524030504321543215=⨯⨯⨯⨯⨯⨯='''=z z z z z z z z i习题11－14如图所示为一装配用电动螺丝刀齿轮减速部分简图。

已知图11-11 各轮齿数为741==z z ，3963==z z , m in /30001r n =，试求螺丝刀的转速。

解：739131311113-=-=--=z z n n n n i H H H 74611=⇒H n n 739462624246-=-=--=z z n n n n i H H H 74624=⇒H n n 由已知得：14H n n =492116746746241121=⨯=⨯=H H H n n n n n n 47.69211630004921164912=⨯==⇒n n H 图11-14习题11－16在图示的复合轮系中，设已知m in /35491r n =，又各轮齿数为361=z ，602=z ，233=z ，494=z ，315=z ，1316=z ，947=z ，368=z ，1679=z ，求H n等于多少？解：2456969245233649601431424114n n z z z z n n i =⇒=⨯⨯=== 200696913147467674746n n z z n n n n i =⇒-='-=--= 94167799779-=-=--=z z n n n n i H H H19.1243549245692006926194261947=⨯⨯⨯==∴n n H 图11-16习题11－16图a 、b 所示为两个不同结构的锥齿轮周转轮系，已知201=z ，242=z ，302='z ，403=z ，m in /2001r n =，min /1003r n -=。

机械原理+阶段练习四及答案(8-10-11)

华东理工大学网络教育学院机械原理课程阶段练习四（第8章—第10章—第11章）第八章齿轮系及其设计一、填空题1、周转轮系根据自由度不同可分为差动轮系和行星轮系，其自由度分别为 2 和 1 。

2、组成周转轮系的基本构件有：太阳轮；行星轮，系杆。

3、K i 1与H K i 1不同，K i 1是构件1和K 的传动比；HK i 1是构件1和K 相对系杆H 的传动比。

二、简答题1、什么是复合轮系？写出计算复合轮系传动比的步骤。

复合轮系：由定轴轮系和周转轮系或者由两个以上的周转轮系组成的轮系。

步骤：（1）划清组成复合轮系中的定轴轮系和周转轮系；（2）分别采用定轴轮系和周转轮系传动比的计算公式列出计算方程式；（3）根据这些轮系的组合方式联立解出所求的传动比。

2、在图示轮系中，根据齿轮1的转动方向，在图上标出蜗轮4的转动方向，并指出蜗轮4的旋向。

答：蜗轮4为顺时针转动，蜗轮4的旋向为左旋。

3 在图示的手摇提升装置中，已知各轮齿数为：z 1＝20，z 2＝50，z 3＝15，z 4＝30，z 6＝40，z 7＝18，z 8＝51，蜗杆z 5＝1，且为右旋，试求传动比i 18；并指出提升重物时手柄的转向。

答：所示轮系为定轴轮系；各轮转向为：8－逆时针、7－顺时针、4－箭头向左、3－箭头向上、2－箭头向上、1－箭头向上；传动比：67.56618=i4 在图示的蜗杆传动中，试分别在左右两图上标出蜗杆1的旋向和转向。

答：左图为右旋蜗杆；右图蜗杆逆时针转动。

三计算题1 在图示的轮系中，已知z 1＝20，z 2＝30，z 3＝18，z 6＝48，齿轮1的转速n 1＝150 r/min ，试求系杆 H 的转速n H 的大小和方向。

1.667.534124114-=⨯-=--=Z Z Z Z i H H Hωωωω因为：04=ω所以：667.511+=Hωω m in/5.22r H =ω2、在图中，已知：Z 1=20 ，Z 2=30 ，Z 2’=25，Z 3=75，Z 4=30，Z5=25，。

7《机械原理》机械的运转及其速度波动的调节

7《机械原理》机械的运转及其速度波动的调节机械原理是研究机械的运转原理和调节方法的学科，其中之一的问题是机械的运转及其速度波动的调节。

机械的运转是指机械设备在正常工作状态下的运动情况，而速度波动则是指机械设备在运转过程中出现的速度变化。

为了保证机械设备的正常运转和提高工作效率，必须对机械的运转及其速度波动进行调节。

机械的运转及其速度波动的调节包括两个方面的内容，一是机械运动的平稳性，二是机械的速度调节。

1.机械运动的平稳性机械的运动平稳性是指机械设备在运转过程中存在的速度波动较小，加速、减速过程缓慢、稳定，不产生冲击和振动的特性。

机械的运动平稳性对机械设备的工作效果、使用寿命和安全性有重要影响。

要实现机械运动的平稳性，可以采取以下措施：（1）合理进行动平衡。

机械设备在运转过程中，受到各种力的作用，容易产生振动。

通过对机械设备进行动平衡处理，可以减小机械设备的振动，提高运动平稳性。

常见的动平衡方法有静质量的调整和加装动平衡块。

（2）减小摩擦与浮动间隙。

摩擦与浮动间隙是机械设备中常见的能量损失和产生振动的原因之一、通过合理设计和制造，减小摩擦与浮动间隙，可以提高机械设备的运动平稳性。

（3）采用减速装置。

在机械设备的运转过程中，经常需要对速度进行调节。

为了保证机械设备的平稳运行，可以在机械设备中加入减速装置，通过减小输入轴的速度，降低机械设备的运转速度，提高运行平稳性。

2.机械的速度调节机械的速度调节是指对机械设备的运转速度进行调节，以适应不同的工作需要。

机械设备的速度调节对于工作效率的提高、负荷均衡和能耗的节约等方面有着重要的意义。

要实现机械的速度调节，可以采取以下措施：（1）采用变速装置。

变速装置是实现机械设备速度调节的主要手段之一、通过变速装置，可以改变机械设备的传动比，从而实现速度的调节。

常见的变速装置有齿轮传动、皮带传动、液力变矩器等。

（2）采用调速电机。

调速电机是一种可以通过电信号调节转速的电机。

ch11机器的运转及其速度波动的调节-课件-PPT文档资料

理解机械速度波动的原因及速度波动的调节方法；了解机械运转3阶段中，机械系统的功、能量和原动件角速度的特点；掌握飞轮调速原理和特点，能够计算飞轮转动惯量。
§11-1 概述
原动件的运动规律与作用在机械的外力、原动件的位置和所有构件的质量、转动惯量等因素有关，因此，原动件的速度和加速度是随时间而变化的。假设原动件等速运动所得分析结果必然存在误差。
（位移、速度、时间等）之间的关系。
驱动力可分为：
1）力是常量
如重锤驱动件Fd＝C
2）力是位置的函数
如弹簧Fd＝Fd(s)，
3）力是速度的函数
Fd
Fd
C
如电动机Md＝Md(ω) 内燃机Md＝Md(ω)
Md
Fd=Ks
s
O
重锤
s
O
弹簧
ω O 内燃机
2、生产阻力的形式
机械的执行构件所承受的生产阻力的变化规律，常取决于机械工艺过程的特点。按机械特性来分，生产阻力可分为：
建立等效动力学模型的步骤：
首先，可选取机械中待求速度的转动或移动构件为等效构件，并以其位置参数为广义坐标。
其次，确定系统广义构件的等效转动惯量Je或等效质量me，和等效力矩Me或等效力Fe。
Je或me的大小是根据等效构件与原机械系统动能相等的条件来确定；Me或Fe的大小是根据等效构件与原机械系统的瞬时功率相等的条件来确定。
要研究机器的真实运动规律，必须建立其上的外力和系统运动参数之间的函数关系。
机器的等效动力学模型：具有等效转动惯量（或等效质量），其上作用有等效力矩（或等效力）的等效构件的动力学模型。
在机器运转的任意时间间隔内作用在机器上的外力所做功之和W 等于机器动能的增量ΔE

机械原理课后答案——第十一章机械的运转及其速度波动的调节

机械的运转及其速度波动的调节
习题7-7 习题7-12
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，求该机械系统的等效转动惯量Je。
z1 2 z1 z 2 ' 2 G 2 z1 z 2 ' 2 J e J 1 ( J 2 J 2 ' )( ) J 3 ( ) r3 ( ) z2 z2 z3 g z2 z3
7-12 某内燃机曲柄轴上的驱动力矩随曲柄转角的变化曲线如图所示，其运动周期T=，曲柄的平均转速为nm=620 r/min。若用该内燃机驱动一阻抗力为常数的机械，要求机械运转的不均匀系数 =0.01，试求 1) 曲轴最大转速nmax 和相应的曲柄转角位置max； 2) 装在曲柄轴上的飞轮的转动惯量。
解：求等效转动惯量
1 1 1 1 1 1 G 2 2 2 2 2 J e 1 J 1 1 J 2 2 J 2 ' 2 J 3 3 ( 3 r3 ) 2 2 2 2 2 2 2 g 3 2 G 3 r3 2 2 2 2 2 J e J1 J 2 ( ) J 2 '( ) J3( ) ( ) 1 1 1 g 1 3 3 2 z 2 ' z1 2 z1 1 z2 1 2 1 z3 z2
解：确定阻抗力矩 W d W r
Wd 200

Wr M r
9

1 13 1 1050 200 200 2 6 18 2 9

机械原理-机械系统的等效动力学模型_一_

第11章机械的运转及其速度波动的调节
概述机械系统的等效动力学模型（一）机械系统的等效动力学模型（二）
机械运动方程式的建立与求解
稳定运转状态下机械的周期性速度波动周期性速度波动及其调节
机械系统的等效动力学模型
研究机械系统真实运动规律机械运动方程式：外力与运动参数之间的函数表达式
A 1 M1 O ω1 如何建立M1、F3与 ω 1、ω 2、vC2、v3之间的函数关系式？
2 ω2
C2
vC2
B 3 F 3
v3
械系统
A 1 M1 O ω1 2 B 3 F 3 简化 3 ω1 F 简化
一个构件
(等效构件)
1 M 定轴转动构件往复移动构件
等效构件 Me
B 3F 3 C3 x 等效 1
Je 定轴
O
v3
ω1
转动构件
dW dE
N M11 F3v3
Ndt dE
1 1 1 1 2 2 2 2 E J11 m2 vc 2 J c 2 2 m3v3 2 2 2 2
Ndt dE
1 1 1 1 2 2 2 2 ( M 11 F3v3 )dt d ( J11 m2 vc 2 J c 22 m3v3 ) 2 2 2 2
v3
注意: 该等效构件一定是原机械系统中的一个构件,它必须保持原有的运动规律。 v3
等效动力学模型的建立
已知：
y 1 ω1 A M1 s3 C2 2 B 3F 3 C3 x
各构件质量mi 对质心的转动惯量Jci 质心位置Ci 驱动力矩M1 生产阻力F3
O
v3
等效动力学模型的建立
y 1 ω1 A M1 s3 C2 2

机械原理考研讲义六(机械的运转及其速度波动的调节)

第七章机械的运转及其速度波动的调节7.1本章知识点串讲本章的重点在于最大盈亏功﹑速度不均匀系数﹑等效转动惯量﹑等效质量﹑等效力矩﹑等效力的概念及计算方法，以及机械运转速度波动及其调节方法。

1．等效转动惯量﹑等效质量﹑等效力矩﹑等效力的计算方法等效转动惯量的一般计算式为：等效力矩的一般计算式为：等效质量的一般计算式为：等效力的一般计算式为:2．稳定运转条件下机械速度的波动及其调节一、周期性速度波动产生的原因作用在机械系统上的驱动力(矩)和(或)阻抗力(矩)和(或)系统等效转动惯量(质量)是机构位置的函数。

二、平均速度三、速度不均匀系数δ角速度(ωmax-ωmin)的变化幅度与其平均角速度ωm的比值。

四、周期性速度波动的调节原理赢功：驱动功大于阻抗功时，两者的差值；亏功：阻抗功大于驱动功时，两者的差值。

设：S1=300; S2=1500; S3=1300; S4=1700; S5=1600各点处的外力功值：a(0);b(-300);c(+1200);d(-100);e(1600);f(0)。

最小功值在b处，最大功值在e处；相对应最小速度在b处，最大速度在e处。

最大赢亏功ΔW max = ΔE max= Emax - Emin另外，最大赢亏功又等于ΔW max =Jeω2mδ由此得到调节方法：在ΔW max一定的情况下，为了使系统速度不均匀系数δ < [δ]，可通过给系统增加一个转动惯量较大的回转体——飞轮(其转动惯量计为Jf )。

五、飞轮转动惯量的计算飞轮转动惯量为Jf，于是有ΔW max = (Je + Jf )ω2mδ一般情况，Je <<Jf，故可忽略可忽略Je的影响。

于是：7.2本章重难点总结7.2.1重难点知识点总结本章的难点在于最大盈亏功﹑速度不均匀系数﹑等效转动惯量﹑等效质量﹑等效力矩﹑等效力等的计算。

7.2.2本章重难点例题讲解【例题1】一机器作稳定运动，其中一个运动循环中的等效阻力矩Mr 与等效驱动力矩Md 的变化线如图所示。

ch11机器的运转及其速度波动的调节

三、等效质量和等效转动惯量的计算
为了确定等效质量和转动惯量，可先计算机器所有构件的总动能，并使等效构件的动能与之相等。
例11-3
当曲柄取为等效构件时，试求图示位置起等效转动惯量
1 2
J eω12
1 2
J1ω12
1 2
m2vb2
1 2
m3v32
Je
J1
m2
vb 1
2
m3
v3 1
2
假设等效构件的角位移为φa和φb时，其角速度分别达到了最大和最小ωmax，ωmin
a Md 1 J
b
2
a
ω2 max
1 2
J
b
ω2 min
与等效构件有定传动比的各
J i Jc J i
构件的等效转动惯量
1
2
J c
J a
ω2 max
1 2
J c
J b
ω2 min
a Md
b
与等效构件有变传动比的各构件的等效转动惯量
理解机械速度波动的原因及速度波动的调节方法；了解机械运转3阶段中，机械系统的功、能量和原动件角速度的特点；掌握飞轮调速原理和特点，能够计算飞轮转动惯量。
§11-1 概述
原动件的运动规律与作用在机械的外力、原动件的位置和所有构件的质量、转动惯量等因素有关，因此，原动件的速度和加速度是随时间而变化的。假设原动件等速运动所得分析结果必然存在误差。
2
J d
dt
根据上述方程讨论等速的条件
无自调性
具有自调性
机器具有自调性的条件为： M r M d
二、周期性速度波动的调节方法
机械在稳定运转阶段，其原动件的角速度ω在其恒定的平均角速度ωm上下瞬时的变化（即出现波动）