第七章机械的运转及其速度波动的调节
1 一般机械的运转过程分为哪三个阶段 的关系各有什么特点？
2为什么要建立机器等效动力学模型？建立时应遵循的原则是什么？ 3在机械系统的真实运动规律尚属未知的情况下， 什么？
4飞轮的调速原理是什么？为什么说飞轮在调速的同时还能起到节约能源的作用？ 5何谓机械运转的\平均速度”和\不均匀系数” ？
6飞轮设计的基本原则是什么？为什么飞轮应尽量装在机械系统的高速轴上？系统上装上 飞轮后是否可以得到绝对的匀速运动？
7机械系统在加飞轮前后的运动特性和动力特性有何异同
（比较主轴的 伽,从ax,选用的原
能否求出其等效力矩和等效转动惯量？为
？在这三个阶段中，输入功、总耗功、动能及速度之间
动机功率、启动时间、停车时间，系统中主轴的运动循环周期、系统的总动能）？ 8何谓最大盈亏功？如何确定其值？ 9如何确定机械系统一个运动周期最大角速度
Wmax与最小角速度Wmin所在位置？
10为什么机械会出现非周期性速度波动，如何进行调节？ 11机械的自调性及其条件是什么？ 12离心调速器的工作原理是什么？
13对于周期性速度波动的机器安装飞轮后，原动机的功率可以比未安装飞轮时 14若不考虑其他因素，单从减轻飞轮的重量上看，飞轮应安装在
______ 。
______ 轴上。
15大多数机器的原动件都存在运动速度的波动，其原因是驱动力所作的功与阻力所作的 功 保持相等。
16机器等效动力学模型中的等效质量（转动惯量）是根据系统总动能
_______________ 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，还与构件 的 __________ 有关。
17当机器中仅包含速比为 ________________ 机构时，等效动力学模型中的等效质量（转动惯量） 是常数；若机器中包含 _____________ 自由度的机构时，等效质量 （转动惯量）是机构位置的 函数。
18图示行星轮系中，各轮质心均在其中心轴线上，已知
J
0.01
J1 =O.01kg m2,2 =0?04kg m2,
J
2'—
kg m，系杆对转动轴线的转动惯量
J
H
=018kgm2，行星轮质量 m2=2kg ,
m?=4kg, 1H =0.3m, i1H = 一3 , d = T。在系杆H上作用有驱动力矩 MH=60N m。作 用在轮1上的阻力矩 M1=10N m。试求：
（1） 等效到轮1上的等效转动惯量； （2） 等效到轮1上的等效力矩。
19在图示机构中，齿轮2和曲柄O2A固连在一起。已知1AO2 =30o,齿轮齿数
=3°°mm,
2
lo
i°2
=3°°mm,「2
2
z, =40, Z2 =80,转动惯量
J
oi
=°.01 kg m , J。？=0.15 kg m，构
件4质量m4=i0kg，阻力F4 = 200N,试求：
⑴阻力F4换算到O,轴上的等效力矩 Mr的大小与方向；
J
⑵m4、J°i、°2换算到O,轴上的等效转动惯量 J。
20图示为齿轮一凸轮机构，已知齿轮1、2的齿数乙、z2和它们对其转轴。1、
。2的转动惯量分别为i、2,凸轮为一偏心矩为e的圆盘，与齿轮2相连， 凸轮对其质心s的转动惯量
J
J
是J3,其质量为呛，从动杆4的质量为,作用在 齿轮1上的驱动力矩Mi= MC -i),作用在从动杆上的压力为Q。若以轴。2上的
构件(即齿轮2和凸轮)为等效构件,试求在此位置时：
(1)
等效转动惯量；
⑵等效力矩。
21已知机组在稳定运转时期主轴上的等效阻力矩变化曲线
Mr
（「）如图所示，等效驱动力矩
为常数，主轴的平均角速度'■m = 10 rad/s。为减小主轴的速度波动，现加装一个飞轮，其 转动惯量JF =9.8 kg m2，不计主轴及其它构件的质量和转动惯量。试求：
（1） 等效驱动力矩 Md ；
（2） 运转速度不均匀系数 、：；
22某机械在稳定运转阶段内的一个运动循环中，其主轴上的等效阻力矩 MrC）如图所示，
：
等效驱动力矩 M d为常值，等效转动惯量 J = 15 kg m2，平均角速度'~ 30 rad/s，试求:
（1） 等效驱动力矩 Md ； （2） ' max 和'min 的位置； （3） 最大盈亏功
：W
/nax ；
（4） 运转速度不均匀系数 、：。
23某机械在稳定运动的一个周期中，作用在等效构件上的等效阻力矩
Mr
的变化规律如图
示，等效驱动力矩 Md为常数，平均角速度 ■ ■ = 20 rad/s，要求运转速度不均匀系数 ；=0.05，忽略除飞轮以外构件的等效转动惯量。试求:
(1)等效驱动力矩Md ； (2)最大盈亏功 (3)
Wkax ；
JF。 应在等效构件上安装的飞轮转动惯量
24已知机器在稳定运转一周期内等效驱动力矩
Md
(「)和等效阻力矩 Mr (为常值)女口图示。
两曲线间所包容的面积表示盈亏功的大小，自左至右分别为
2000，3000，2000，3000，
2000，单位为J,等效转动惯量为常量。试求：
(1 )等效构件最大、最小角速度
：Wmax
''max ' 'min的位置;
(2)最大盈亏功。
25在图示的传动机构中，轮 1为主动件，其上作用有驱动力矩 M1=常数，轮2上作用有阻 力矩M2，它随轮2转角;2的变化关系示于图
：
b中。轮1的平均角速度'^50 rad/s，两
轮的齿数为Z1 = 20，Z2 = 40。试求:
(1) 以轮1为等效构件时，等效阻力矩 Mr ； (2) 矩 Mi的大小;
(3)最大盈亏功Wmax
(4)
1的速度波动，在轮1轴上安装飞轮，若要求速度不均匀系数 0.05，
而不计轮1、2的转动惯量时，所加飞轮的转动惯量
为减小轮二
在稳定运转阶段(运动周期为轮 2转360。)，驱动力
JF至少应为多少?
(5)如将飞轮装在轮 2轴上，所需飞轮转动惯量是多少？是增加还是减少？为什么?
26如图示提升机中，已知各轮的传动比
hn =12 , — = °.75, 1 = 0.04m,「45 = 2。绳轮
1、2和2'、4、5及5'对轮心的转动惯量
2 2
5’的半径 R= 200mm，重物 A的重量 G=50N，齿轮 分别为 J =
0.2
2
kg m,
J2
- kg m, J4= 0.1kg
012
m ,J5 = 0.3kg m ,行星轮2和2 '的质量
1为等效构件时,
m2=2kg，其余各构件的转动惯量和质量不计。试确定以构件
(1)等效阻力矩Mr ； (2)等效转动惯量J。
27已知插床机构的机构简图，生产阻力
Fr
Q=1000N，求将它等效到构件 1上的等效阻力
为多少？其指向如何？ (Fr作用在垂直于 AB的nn线上)
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