吉林大学机械原理课后题答案xiti9
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习 题
9.1如图所示为一机床工作台的传动系统。设已知各齿轮的齿数分别为Z 1、Z 2、Z 2＇、Z 3，齿轮3的分度圆半径为r 3，各齿轮的转动惯量分别为J 1、J 2、J 2＇、J 3，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 。
解：
()()2
2
31'22332
2
1
'2212
2
31
'2232
2
31'232
21
'2212
1
2
1
3
32
1
2'22
12
211
e Z Z Z Z g Gr J Z
Z J J J Z Z Z Z g Gr Z Z Z Z J Z
Z J J J v
g G J J J J J ⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪
⎪⎭⎫
⎝⎛++=⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=ωωωωωω
ω 9.2在图示六杆机构中，设已知滑块5的质量m=20kg ，l AB =l ED =l EF =200mm ，ϕ1=ϕ2=ϕ3=90︒,作用在滑块5上的力P=500N 。当取曲柄1为等效构件时，求机构图
示位置的等效转动惯量J 和力P 的等效力矩。
解：2
15
1v m J ⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛=ω
由题意知：AB B C E l v v v v 2
121215===
= 22
2
11AB 1kgm 2.02200202l 1m J =⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛=∴ωω
m .N 5022.05002l P v P M 11AB 15=⎪⎭⎫
⎝⎛⨯=⎪
⎪⎭⎫ ⎝
⎛=
⎪⎪⎭⎫
⎝⎛=ωωω 9.3在图示轮系中，设已知各轮的齿数Z 1=Z 2’=20，Z 2=Z 3=40，各轮的转动惯量J 1=J 2’=0.01kg ⋅m 2，J 2=J 3=0.04 kg ⋅m 2。作用在轴O 3上的阻力矩M 3=40N ⋅m 。当取齿轮1为等效构件时，试求机构的等效转动惯量和阻抗力矩M 3的等效力矩。
解：2
1
3
32
1
2'22
12
211
e J J J J J ⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=ωωωωω
ω ()2
2
31'232
21
'221Z Z Z Z J Z
Z J J J ⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛+⎪
⎪⎭⎫
⎝⎛++= ()2
2
1
e 4040202004.0402001.004.001.0J ⎪⎭
⎫
⎝⎛⨯⨯+⎪⎭⎫ ⎝⎛++=∴
16
1
04.04105.001.0⨯
+⨯
+=2m kg 025.0⋅= m N 104040202040Z Z Z Z M M M 231'2313
31e ⋅-=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯-=⎪
⎪⎭
⎫ ⎝⎛-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=ω
ω 9.4如图示导杆机构，已知机构位置、尺寸，1、2、3构件的质量分别为m 1、m 2、m 3，质心分别在A 、B 和CD 的中点S 3
J 2、
J 3，M 1为驱动力矩。求在图示位置取构件3O 1
1
2 2′
3
O 3
题9.3图
动力矩和等效到D 点的等效质量的表达式。
解：
2
3
C 32
3
B
22
3A
132
3
222
31
13
e v m v m v m J J J J ⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛++⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=ωω
ωωωω
ω
设1ω已知
3
232B B B B v v v +=
方向： ⊥AB ⊥BC ∥BC 大小： l AB ω1 ？ ？ 取μv =l AB ω1/pb 2，任找一p 点，画速度图。
3BC 2
1AB 3l 33B l pb l pb pb v ωωμ⋅=⋅⋅
=⋅=
0v pb l pb l A 3
23
AB 2
BC 31==⋅⋅=
∴
ωωωω
3b 2
b BC 3B
1AB 2
1AB 22B B P P l v ,
l pb l pb v v ⋅=
⋅=⋅⋅==ωωω 3
b 3
s BC 3
3
s 2
b 1
AB 3s 3s P P l v ,P l P v ⋅=
⋅⋅
=ωω 2
CD
3e 3D 3
b AB 2b BC 131
13e 2
3
b 3s BC 323b 2b BC 23223b AB 2b BC 13
e l /J m )P l P l (M )(
M M )
P P l (m )P P l (m J J )P l P l (J J =⋅⋅==⋅+⋅+++⋅⋅=∴ωω 9.5如图(a )所示的传动系统中，1轮为主动件，其上作用的主动力矩M d1为常数，
d