机械原理-课后全部习题解答.pdf

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1、 机械原理机械工程学院目录第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，

2、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 o4）、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。（）

3、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）、V 2）、V 3）、V 4）、V 5）、X 6）、V 7）V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。解：a）平面高副b）空间低副c）平面高副2-8将 图 2-27中机构的

4、结构图绘制成机构运动简图，标出原动件和机架，并计算其自由度。解：b）n=3,4=4,PH=0,F=3X3-2X4=1c）n=3,PL=4,PH=O,F=3X3-2X4=12-9试判断图2-28中所示各“机构”能否成为机构，并说明理由。解：修改后的机构修改后的机构修改后的机构2-10计算图2-29中所示各机构的自由度，并指出其中是否含有复合钱链、局部自由度或虚约束，说明计算自由度应作何处理。解：a)n=5,PL=7,有复合较链：构件3 和构件5;构件3 和构件1;F=3n-2/i=3X5-2X7=lb)n=6,P;=8,PH=L 有局部自由度，有虚约束F=3n-2 PL-pH=3x6-2x8-l

5、=ld)有虚约束，有复合钱链n=5,PL=7,PH=0 fF=3n-2 PPH=3 义 5-2 X 7-0=1e)AB=AB BC=BCCD-C D,CBo=CB6有对称虚约束n=5,PL=7F=3n-2/=lf)n=3,2=3,PH=2=3I-2PL-PH=1g)n=2,PL=29 P=1,n=3,一 有虚约束(XDlzAoA0A=D0D,4B=CD,BE=EC有对称虚约束,83-EcaPn=3,匕=4F=3n-22=3 X 3-2 X 4=1F=3n-2 尸,-匕=3 X 4-2 X 5-1=12-12计算图2-30所示各机构的自由度，并在高副低代后，分析组成这些机构的基本杆组即杆组的级别

6、。解：a)n=4,Pf=5,PH=1F=3n-2g-B=l所以此机构为III级机构b)n=3,PL=3,PH=2F=3n-2g=lc)n=4,2=4,P=3F=3n-22-2=ld)n=6,PL=8,PH=1F=3n-2-=l所以此机构为III级机构2-13说明图2-32所示的各机构的组成原理，并判别机构的级别和所含杆组的数目。对于图2-32f所示机构，当分别以构件1、3、7 作为原动件时，机构的级别会有什么变化？a)机构的级别：IIb)机构的级别：IIf)当分别以构件1、3、7作为原动件时以构件1作为原动件时,以构件1作为原动件时,以构件3作为原动件时,以构件3作为原动件时,以构件7作为原动

7、件时,机构的级别II机构的级别：11以构件7作为原动件时，机构的级别:in2-14绘制图2-33所示机构高副低代后的运动简图，计算机构的自由度。并确定机构所含杆组的数目和级别以及机构的级别。图2-3 3机构示意图所以，机构的级别:in2-15试分析图2-35所示刨床机构的组成，并判别机构的级别。若以构件4 为原动件，则此机构为几级？解：F=3n-2 PL-PH=3X5-2X7=1一、若以构件1为原动件，则此机构拆分的杆组是:所以此机构为IH级二、若以构件4 为原动件，则此机构拆分的杆组是:所以此机构为II级第三章平面连杆机构3-9图 3-54所示平面较链四杆运动链中，已知各构件长度分别为3=5

8、5摘，lBC=40 仍?,lCD=50mm,lAD=25mm o(1)判断该机构运动链中四个转动副的类型。(2)取哪个构件为机架可得到曲柄摇杆机构。(3)取哪个构件为机架可得到双曲柄机构。(4)取哪个构件为机架可得到双摇杆机构解：平面连杆机构LA B=55 LB C=40 LC D=50 LA D=25LAB+LADLBC+LCD(1)A、D 整 转 副 B、C 摆转副(2)A B 或 C D 为机架时，为曲柄摇杆机构(3)A D 为机架时，为双曲柄机构(4)B C 为机架时，为双摇杆机构3-1 0 图 3-57所示为一偏置曲柄滑块机构，试求杆4 5 为曲柄的条件。若偏距e=0,则杆AB为曲柄

9、的条件又如何？解:主要分析能否通过极限位置，a+ef -5Qmm,LiUn=55mm。(1)若取A D 为机架，求该机构的极位夹角o,杆 C D 的最大摆角和最小传动角人 而。(2)若取A B 为机架，求该机构将演化为何种类型的机构？为什么？请说明这时C、D 两个转动副是周转副还是摆转副。图3-5 8较链四杆机构解：由于 2 5+5 5 =Z BIDCI-Z B2DC2(3)最小传动角Y m i n 出现在AB与机架AD重合位置(分正向重合、反向重合)如 图 2。分别求出用、与，再求最小传动角。图2曲柄处于A B 1 位置时，传动角丫1=6=3 6.8 6。.曲柄处于A B 2 位置时，传动角

10、Y 2 =1 8 0 =5 4.9 0 .现比较的Y i、丫2 大小，最小传动角取Y i、Y 2 中最小者.:.Y m i n=3 6.8 6 2 )?取AB为机架，即取最短杆为机架，该机构演化为双曲柄机构。因为在曲柄摇杆机构中取最短杆作为机架，其 2 个连架杆与机架相连的运动副A、B均为周转副。C、D两个转动副为摆转副。3-1 5 图 3-59所示为加热炉炉门的启闭状态，试设计一机构，使炉门能占有图示的两个位置。图3-59题3-15图提示：把门看着是在连杆上，即两个活动较链中心在门上，同时把固定钱链中心装在炉子的外壁上。3-16试设计一个如图3-60所示的平面较链四杆机构。设已知其摇杆为B的

11、长度/敝=7 5相机，行程速比系数K=1.5,机架4综的长度凤=10。加 加，又知摇杆的一个极限位置与机架间的夹角9=45,试求其曲柄的长度/和连杆的长度的。图3-60题3-16图解：（符号与课本不太一致）当行程速比系数K=L5时，机构的极位夹角为即机构具有急回特性，过固定较链点A作一条与已知直线而成36。的直线再与活动较链点C的轨迹圆相交，交点就是活动钱链点C的另一个极限位置。选定比例尺，作图，如下图所示。由图可知，有两个交点，即有两组解。直接由图中量取花=70.84,愆=25.75,AC；=169.88。故有两组解。解一：构件 AB 的长为lAB=4G -=70.84 25.75=22.5

12、57m2 2构ijL.件zu.BrC八 的iVt长iz 为 AC,+AC2 70.84+25.75.o.Lc=-!-=-=48 31nm2 2摇杆的摆角底=41。解二：构珈在件 AAnB 的6 6长k七为/l 一4G 169.88 70.84.AB=-L=-=49.52mm7 _珀 w n c A/,rz.AC+AC.169.88+70.84 构件 BC 的长为 Lc=-2-L=-=120.36ww2 2摇杆的摆角=107。3-1 7 如图3-61所示，设已知破碎机的行程速比系数K=1.2,颗板长度/=3 0 0 m m,颗板摆角9=35。，曲柄长度，AB=80 mm。求连杆的长度，并验算最小

13、传动角八 是否在允许的范围内。图3-61题 3-17图3-18试设计一曲柄滑块机构，设已知滑块的行程速比系数K=1.5,滑块的冲程H=50 mm,偏 距 e=20 m m,并 求 其 最 大 压 力 角？解：行程速比系数K=L 5,则机构的极位夹角为选定作图比例，先画出滑块的两个极限位置G 和 C2,再分别过点C、C2作与直线GC2成 90。-8 =54。的射线，两射线将于点0。以点0 为圆心，OC2为半径作圆，再作一条与直线C1C2相距为e=20 的直线，该直线与先前所作的圆的交点就是固定较链点A。作图过程如解题24图所示。直接由图中量取AC,=25mm,AC2=6 8/，所以曲柄A B的长

14、度为lAB=竺 三 至=21.5mm连杆 BC 的辽 长度为1 AC,+AC9 68+25 4lBC=-=-=46.5mm最大压力角，提示：出现在曲柄与导路垂直的时候。3-1 9 图 3-6 2 所 示 为 一 牛 头 刨 床 的 主 传 动 机 构，已 知 2%人 751nm,lBC=100mm,行 程 速 比 系 数 K=2,刨 头 5 的 行 程 H=300mm。要 求 在 整 个 行 程 中，刨 头 5 有较小 的 压 力 角，试 设 计 此 机 构。图3-62题 3-19图解：（符号与课本不太一致）由题可得极位夹角。=180。*Ck-1)/(+1)=6 0 .即摆杆练8 的摆角为60

15、。.曲柄运动到与B B垂直，其摆杆B B分别处于左右极限位置4 圈、BOB2.已知：曲柄长度/伏，=75机架 的 长 度 跖=75/sin(9/2)=150mm欲使其刨头的行程H=300m m,即C 点运动的水平距离为300mm.二摆杆 耳 的长度/为 用=H/2/s i n(9/2)=150/sin30=300mm为了使机构在运动过程中压力角较小，故取刨头5 构件的导路在B3F 的中点，且JL4稣.BoF=/M,Xcos(e /2)=150 xV 3m m刨头5 构件离曲柄转动中心&点的距离为:/=/14岛一（%鸟1研）/2=300150（300150X 百）/2“130 H3-2 2 有一

16、曲柄摇杆机构，已知其摇杆长儿8=420如，摆角=90,摇杆在两极限位时与机架所成的夹角各为6 0 和 30,机构的行程速比系数K=1.5,设计此四杆机构，并验算最小传动角7,n in解：6=180 x=36Z+1按照课本的方法作图。3-2 3 试求图3-65所示各机构在图示位置时全部瞬心的位置。(a)(b)(c)(d)图3-65题 3-23图提示：列出n个构件，画出n边形，同时结合三心定理。(a)P 2 3(P”)Pt1P 3 4 1如果齿数大于4 2,基圆小于齿根圆m a=20 h：=t、c*=0.25。(1)若两对齿轮均采用直齿圆柱齿轮，试选择两对齿轮的传动类型，并分别求其啮合角。(2)若

17、轮1、2采用斜齿圆柱齿轮，轮3、4仍采用直齿圆柱齿轮，则；计算轮1、2的螺旋角的大小。判断轮1是否根切。轮3、4不发生根切的最小变位系数X mi n。设计计算轮3、4的分度圆、齿顶圆和齿根圆直径。解：(1)若两对齿轮均采用直齿圆柱齿轮，两对齿轮的传动类型实际中心距：a=7 0 m m理论中心距：a i 2=0.5 X m(z i+Z2)=0.5 X 2(1 5+5 3)=6 8 m ma 3 4=0.5 X m(Z 3+z 4)=0.5 X 2(1 4+5 6)=7 0 m m因为：a 2 a ,a=a j4所以，强轮1和,2采用正传动，齿轮3和4采用零传动。啮合角 d cos CL a co

18、s ac o s a 1 2 =a u X c o s a /a n =6 8 X c o s 2 0 7 7 0=0.9 1,所以，a 1 =2 4 a,a =2 0(2)若轮1、2采用斜齿圆柱齿轮，轮3、4仍采用直齿圆柱齿轮计算轮1、2的螺旋角的大小a i 2=0.5 X(d i+d z)=0.5 X mnX (z i+Z 2)/c o s Bc o s B=0.5 X n i n X +z 2)/a 1 2=6 8/7 0 ,所以，B=1 3.7 判断轮1是否根切z1 nM=1 7 c o s3 B=1 7 X c o s31 3.7 =1 5.5 8Z l=1 5 zmi n,所以，齿

19、轮1发生根切。轮3、4不发生根切的最小变位系数x mi n计算轮3、4的分度圆、齿顶圆和齿根圆直径计算轮3的分度圆、齿顶圆和齿根圆直径dy=w z3=1 12mm4,3 =z3+2 x)=2(5 6 +2 x 1+2 x (-0.1 7 6)=1 1 5.2 9 6根 根df3=m(z3-2h*-2c+2x)=2(5 6 -2 x 1-2 x 0.2 5 +2 x(-0.1 7 6)=1 0 6.2 9 6 mm计算轮4的分度圆、齿顶圆和齿根圆直径5-2 1 设已知一对斜齿轮转动，Z|=2 0、z2=m=8 mm.%=2 0。、%*=1,c“*=0.2 5,尸=1 5。(初选值)，B =3 0

20、 m m,试求a (应圆整)，sp及 Zv l，Zv 2 解：5-2 2 一平行轴斜齿轮机构。已知：z i=3 0、Z 2=1 0 0、m n=6 m m 若要求设计中心距为400m m,试确定该对斜齿轮的螺旋角。解：5-2 5有一阿基米德蜗杆传动，已知：传动比i =1 8,蜗杆头数4 =2,直径系数4 =8,分度圆直径&=8 0/出 o试求：(1)模 数 加、蜗杆分度圆柱导程角/、蜗轮齿数4及分度圆柱螺旋角夕；(2)蜗轮的分度圆直径乙和蜗杆传动中心距解：第 六 章 轮 系 及 其 设 计6-1 1在 图6-27所 示 的 车 床 变 速 箱 中，已 知 各 轮 齿 数 为ZI=42,Z2=5

21、8,Z3=38,Z4=42,Z5=50,Z6=48,电动机转速为 145 0 r/m ino 若移动三 联 滑 移 齿 轮a使齿轮3和4啮合，又移动双联滑移齿轮5 6 啮合，试求此时带轮转速的大小和方向。解：6-1 2图6-2 8所示为一电动卷扬机的传动简图。已知蜗杆1为单头右旋蜗杆,蜗轮2的齿数z2=42 ,其余各轮齿数为：z?=18 ,z、=7 8,2,=18 ,z4=5 5；卷筒5与齿轮4固联，其直径。5=顿 ，电 动 机 转 速=145 0 m in。试求:(1)卷筒5的转速$的大小和重物的移动速度v；(2)提升重物时，电动机应该以什么方向旋转？图6-28题6-12图是 定 轴 轮 系

22、，较 简 单。6-1 3在图示轮系中，已知各轮齿数为：Z j =6 0 ,z2=2 0 ,z2=2 0 ,z3=2 0 ,z3.=2 0 ,Z4=20,Z 5 =10 0。试求该轮系的传动比3。图6-2 9题6-1 3图解：是 两 个 周 转 轮 系 组 成 的 复 合 轮 系A.齿轮4、行星齿轮3、行星齿轮2、齿轮5 构成周转轮系H 是行星架B.齿轮4、行星齿轮3、行星齿轮2、行星齿轮2、齿轮1构成周转轮系H 是行星架给 系统加一。，行星架固定。6-1 4在图示轮系中，已知各轮齿数为：=26,z2=32,z2=22,Z3=80,z4=36,又 =300?7min,4 =50r/m in两者转

23、向相反。试求齿轮4的转速明的大小和方向。图6-3 0题6-1 4图解：是 周 转 轮 系.齿轮1、行星齿轮2、行星齿轮2、齿轮4、齿轮3 构成周转 轮 系，行星架H 没有标出给系统加一%,行星架固定。设：项转向为正，6-15 图示周转轮系，已知 =20,Z2=24,Zf=30,z3=40,又=200 r/min,n3=-100/V min o试求行星架的转速“衣？图6-3 1题6-1 5图解：是 周 转 轮 系.齿轮1、行星齿轮2、行星齿轮2、齿轮3 构成周转轮系,行星架H。给系统加一。，行星架固定。设：转向为正，6-1 9图示为一装配用电动螺丝刀齿轮减速部分的传动简图。已知各轮齿数为z1=z

24、4=7 9 Z3=Z6=39。若=3000 r/min,试求螺丝刀的转速刀。图6-3 5题6-1 9图解：是 两 个 周 转 轮 系 组 成 的 复 合 轮 系A.齿轮1、行星齿轮2、齿轮3 构成周转轮系,H1是行星架。nHl=IUB.齿轮4、行星齿轮5、齿轮6 构成周转轮系,H2是行星架HH2=n 刀H 3=n6=0根据装配条件，可以求出4、z56-22 图 6-38 所示轮系中，已知 4=18,z=20,z2=20,z*=18,Z3=58,z,=5 6,若=1000min,转向如图所示，求3 的大小和方向。图6-3 8 题 6-22图解：是一个周转轮系和一个定轴轮系组成的复合轮系A.齿轮1

25、、行星齿轮2、齿轮3 构成周转轮系，齿轮3,是行星架H。/ZH=n3.B.齿轮1、齿轮2、齿轮3,构成定轴轮系.znH=幺=生=-3.22Z 18(a)3二 勺，,Zy 56%,Z 1,20-=-2.8(d)(b)H=ny联立上述四个方程，可以求出:第 7 章间歇运动机构和其它常用机构7-1 什么是间歇运动？有哪些机构能实现间歇运动？解主动件的连续运动，而从动件作非连续运动。常见的棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构能实现间歇运动7-2 常见的棘轮机构有哪几种？试述棘轮机构的工作特点。解 常用类型：单动式、双动式；单向式、双向式；外啮合、内啮合；摩擦式等。如课本图7-1,当摆杆1顺时针方向摆动时

26、，棘 爪2将插入棘轮齿槽中，并带动棘轮顺时针方向转过一定的角度；当摆杆逆时针方向摆动时，棘爪在棘轮的齿背上滑过，这时棘轮不动。为防止棘轮倒转，机构中装有止回棘爪5,并用弹簧使止回爪与棘轮齿始终保持接触。这样，当白干1连续往复摆动时，就实现了棘轮的单向间歇运动。7-3槽轮机构有哪几种基本型式？槽轮机构的运动系数是如何定义的？解 基本型式：外接式和内接式。在一个运动循环内，槽轮运动时间tb与拨盘运动时间tj之比值kt称为运动特性系数。7-5试述凸轮间歇运动机构的工作原理及运动特点。解 工作原理：当凸轮转动时，通过其曲线沟槽（或凸脊）拨动从动盘上的圆柱销，使从动盘作间歇运动。特点：优点是结构简单、运

27、转可靠、转位精确，无需专门的定位装置，易实现工作对动程和动停比的要求。通过适当选择从动件的运动规律和合理设计凸轮的轮廓曲线，可减小动载荷和避免冲击，以适应高速运转的要求。主要缺点是精确度要求较高，加工比较复杂，安装调整比较困难。7-6不完全齿轮机构与普通齿轮机构的啮合过程有何异同点？解 在不完全齿轮机构中，主 动 轮1连续转动，当轮齿进入啮合时，从动轮2开始转动，当 轮1上的轮耻退出啮合时，由于两轮的凸、凹锁止弧的定位作用，齿轮2可靠停歇，从而实现从动齿轮2的间歇转动。而普通齿轮啮合是连续的，从动轮的运动也是连续的。第八章机械运动动力学方程8-6在 如 图 10-14所示汽轮机和螺旋浆的传动机

28、构中，已知各构件的转动惯量分别 为：汽 轮 机 1 的 转 子 和 与 其 相 固 联 的 轴 2 及 其 上 齿 轮 的 转 动 惯 量Jl=1900&g/，螺 旋 桨 5 的转动惯量为Js=2500口 /，轴 3 及其上齿轮的转动惯量=4 0 0,轴 4 及其上齿轮的转动惯量刀=1000 kg n r,加在螺旋桨上的阻力矩为M5=30N 2,传 动 比 i23=6,i34=5 o 若取汽轮机1 为等效构件，试求整个机组的等效转动惯量和等效阻力矩。解:8-7 如 图 为 具 鱼 库 艇 磅 魅 邀 迪 都 的 运 被 算 图。已知：/AB=5 0,移 动 导 杆 3的质量为m3=（k g；加

29、 强 翰 3 2 t f e j 65Fr=20No若选取曲柄1 为等效构件，试分别求出在下列情况下，工作阻力的等效力矩和导杆3 质量的等效转动惯 量 Je。(1)=0;(2)/=30;(3)例=90解:10-3图示为X6140铳床主传动系统简图.图中标出各轴号(I,II,，V),轴V为主轴.各轮齿数见图.各构件的转动惯量(单位为依 小)为：电动机 JM=0.0842；轴：Jsi=o.0002,JS2=0.0018,JS3=0.0019,JS4=0.0070,JS5=0.0585；齿轮块：J3=0.0030,J4=0.0091,J7=0.0334,J8=0.0789；齿 轮：Js=0.0053

30、,J6=0.0087,J9=0.1789,Jio=O.0056；飞轮 JF=0.1112；带轮：Ji=0.0004,J2=0.1508；制动器 C：Jc=0.0004,带 的 质 量m=L 214kg.求图示传动路线以主轴V为等效构件时的等效转动惯量.解：ii2=G)i/w2=D2/Di 3 1=275 义 3 2/145.i25=Q2/5=(-l)3X38X46X71/16X17X18 2=25.35X cos将32代入式可得：31=-48.IX G)5i35=Q3/co5=(-l)2X46X71/17X 18 I A 33=10.67X3$i45=CO4/5=(-1)X71/18 I G

31、4=-3.94X V=25.35X35XD2/21 V/co5=25.35X0.275/2=3.48由转动惯量的公式：JV5=E ni=lJsiX (3 J 3 5)2+m i(V si/3 s)2JV5=(JM+JS1+J1+JC)X(3 1/3 5)2+m X(V/3 5)2+(J2+Js2+J3)X(3 2/35)2+(J 4+JS3+J5+J6)X (3 3/3 5)2+Q 7+JS4+J8)X (33=20X20X co 1/40X40=o J4轮 1 的等效力矩M为：M=M d X 3 1/3 1+M rX 3 3/3 1 =60X 1-120/4=30 N m轮 1 的等效转动惯

32、量J 为：J =J1(3 1/3 1)2+(J 2,+J2)(3 2/3 i)2+Js(3 1=1200 X 1.5=1800(rad/s)8-10已知一机械系统的等效力矩Me对转角p的变化曲线如图所示。各块面积分别为，fi=340mm2,f2=810mm2,f3=600mm2,f4=910mm2 f5=555mm2 f6=470mm2N m 1f7=695mm2 比例尺：”=700-,u=平均转速 nm=800r/min,运转不m m m m均匀系数 =0.02。若忽略其它构件的转动惯量，求飞轮的转动惯量。并指出最大、最小角速度出现的位置。解：根据能量指示图：8-11在如图8-1 6 所示的

33、传动机构中，1 轮为主动轮。其 上 作 用 的 主 动 力 矩 为 常数。2轮上作用有主力矩用2，其值随2轮的转角夕作周期性变化：当 2 轮由0 度转到1 2 0度时，其变化关系如图8 T 6(b)所示。当 2轮 由 1 2 0 度转至3 6 0 度时，M2=0 A N m.轮的平均角度为=50sT,两齿轮齿数为z,=20,Z2 =4 0,试求：(1)以 1 为等效构件时等效阻力矩M,：(2)在稳定运转阶段的等效驱动力矩”小(3)为减小速度波动，在 1 轮轴上加装飞轮，若要求不均匀系数 同=0.05,而不计1 轮和2 轮的转动惯量，问所加飞轮的转动惯量应多大？1 2 0,9(a)(b)图8-1

34、 6题8-1 1图解：(1)以.件时等效阻力矩M g =M2C D2(2)在稳定运转阶段的等效驱初力矩Mr M 2(o?I co、=根据一个周期的时间间内:M =Wd，求 出 等 效 驱 动 力 矩Md；(3)飞轮的转动惯量第九章机械的平衡9-1 什么是静平衡？什么是动平衡？各至少需要几个平衡平面？静平衡、动平衡的平衡条件各是什么？解：静平衡的条件：各个偏心质量的离心惯性力的合力为零，或质径积的向量和为零。静平衡为单面平衡.动平衡的条件:转子上分布在不同平面内的各个偏心质量所产生的离心惯性力矢量和为零及惯性力构成的力矩矢量和也为零。动平衡为双面平衡。9-2 动平衡的构件一定是静平衡的，反之亦然

35、，对吗？为什么？在 图 9-14所示的两根曲轴中，设各曲拐的偏心质径积均相等，且各曲拐均在同一轴平面 0 试说明两者各处于何种平衡状态？(a)(b)图9 T 4题9-2图解：9-3 如图975(a)所示转子，其工作的转速=300r/min,其一阶临界转速oj=6OOOr/min,现在两个支撑轴承的垂直方向分别安装测振传感器，测得的振动线图如图9T5(b)所示，试问：1)该转子是刚性转子还是挠性转子？若此转子的工作转速为6500r/min,该转子又属于哪种转子？2)该转子是否存在不平衡质量？3)能否从振动线图上判断其是静不平衡还是动不平衡？9-5 如图9-17所示为一均质圆盘转子，工艺要求在圆盘

36、上钻4 个圆孔，圆孔的直径及孔 心 到 转 轴。的 距离分 别 是 4 =40mm,4=120mm,d2=60mm,r2=100mm,=50mm,r3=1 iGmm,=10mm,=90mm；方位如图。试对该转子进行平衡设计。图9T 7 题 9-5图解：9-6 在 如 图 9-1 8 所示的刚性转子中，己知各不平衡质量和向径的大小分别是：町=1 0 0 依，4=4 0 0/，”，=1 5 依，4=3 0 0 ，”3=2 0%g，=2 0 0 m m ,m4=20kg,r4=3 0 0/n m,方向如图所示，且Q =4=G=2 0 0 m/。在对该转子进行平衡设计的时候，若设计者欲选择丁和丁做为平

37、衡平面，并取加重半径与=5 0 0 机加。试求。平衡质量叫,mh的大小和rh,r；的方向。图9 T 8 题 9-6图解：9-7 如图9-1 9 所示为一用于航空燃气轮机的转子，其质量为1 0 0 依，其质心至两平衡平 面 I 及 n的距离分别为4 =2 0 0 根根,4 =8 0 0/W W ,转子的转速为=9 0 0 0 r/m i n,试确定：在平衡平面1 ,1 1 内许用不平衡质径积。图9 T 9 题 9-7图 图9-2 0 题 9-8图9-8 在 如 图 9-2 0 所示曲柄滑块机构中，已知各杆长度*=1 0 0 m m,lB C=300/MW,曲柄 和 连 杆 的 质 心 邑 的 位 置 分 别 为：lASl=100mm=lBS 2,滑块3的质量加3 =。4依，试求此曲柄滑块机构惯性力完全平衡的曲柄质量町和连杆质量加2 的大小。9-9 为什么作往复运动的构件和作平面复合运动的构件不能在构件本身内获得平衡，而必须在基座上平衡？机构在基座上平衡的实质是什么？