机械原理复习题4

机械原理复习题机械运转及其速度波动的调节IV.问答题1、试述机器运转过程中产生周期性速度波动及非周期性速度波动的原因，以及它们各自的调节方法。周期性速度波动的产生，是由于外力的周期性变化，等效驱动力矩和等效阻力矩不时时相等，而其等效转动惯量又不能随等效力矩作相应的变化；又因在一个周期中驱动力所作的功等于阻力所作的功，系统的动能没有增加，所以产生周期性速度波动。可采用飞轮增加转动惯量的方法加以调节。非周期性速度波动产生的原因，主要是主轴在一个时期中驱动力所作的功不等于阻力作的功，系统功能平衡关系被破坏的缘故，其余原因与周期性速度波动相同。可用调速器加以调节。2、通常，机器的运转过程分为几个阶段？各阶段的功能特征是什么？何谓等速稳定运转和周期变速稳定运转？通常，机器运转过程分为三个阶段：起动、稳定运转、停车。起动阶段：WWdr稳定运转阶段：一个周期中WWdr£停车阶段：WWdr在稳定运转阶段中，当每瞬时WWdr，且(等效)转动惯量为常数时，等效构件作匀速运动；否则转速将在平均速度上下作周期性的变速运动，而周期的始、末两位置的速度是相等的。3、分别写出机器在起动阶段、稳定运转阶段和停车阶段的功能关系的表达式，并说明原动件角速度的变化情况。起动阶段：WWEdr＞＞,0A（加速）。稳定运转阶段：(1)匀速稳定运转，在一时间间隔，WWdr,常数；(2)对某一时间间隔，WWdr，速度有波动，但对整个周期，WWETTdr(),0＝，所以作周期性速度波动。停车阶段：,0,rdEWW(减速)。4、何谓机器的周期性速度波动？波动幅度大小应如何调节？能否完全消除周期性速度波动？为什么？在机器稳定运转阶段中，主轴速度在平均速度上下作周期性的变化。在机器主轴或高速轴上安装具有适当大小转动惯量的飞轮来调节波动幅度的大小。周期性速度波动不能用飞轮来完全消除，因为速度波动的原因是驱动力作的功和阻力作的功不能时时相等。5、何谓机器运转的周期性速度波动及非周期性速度波动？两者的性质有何不同？各用什么方法加以调节？周期性速度波动是机器主轴的速度在一个周期后又回到原值大小的波动；机器在速度波动后的动能没有变化；可用飞轮增加转动惯量的方法加以调节。非周期性速度波动是驱动功与阻抗功的平衡关系破坏，机器主轴的速度在经过一个时期后不回到原值的波动；在速度波动后动能有变化；应用调速器加以调节。V.计算题1、图示车床主轴箱系统中，带轮半径RR0140120mm,mm，各齿轮齿数为zz1220'',zz2340,各轮转动惯量为JJ12001''.kgm2，JJ23004.kgm2，J0002.kgm2，J1008.kgm2，作用在主轴Ⅲ上的阻力矩M360Nm。当取轴Ⅰ为等效构件时，试求机构的等效转动惯量J和阻力矩的等效力矩Mr。()()()()()()()()()..(..)().().().kgm'''''''310080010040012040004202040400021204002851122212331200121122122321322010222JJJJJJJJJJJzzJzzzzJRR(2)MMMzzzzr''Nm33132132602020404015方向与I反向。2、图示为对心对称曲柄滑块机构，已知曲柄OAOAr'，曲柄对O轴的转动惯量为J1，滑块B及B'的质量为m，连杆质量不计，工作阻力FF'，现以曲柄为等效构件，分别求出当90时的等效转动惯量和等效阻力矩。根据机械系统的等效动力学原理可知：(1)设等效转动惯量为J，则121212121122JJmvB122mvB'JJmvmvBB11212()()'(2)等效阻力矩为Mr，则MFvFvBBr''1MFvFvBBr''11当90时，由图可知vvvrBBA'1故JJmr122MFrr2，方向与相反。3、在图示导杆机构中，已知lAB100mm,190,330，导杆3对轴C的转动惯量JC0016.kgm2，其它构件质量和转动惯量忽略不计；作用在导杆3上的阻力矩M310Nm，设取曲柄1为等效构件，求等效阻力矩和等效转动惯量。()11133MMMMMpblpblMpbpbllBCABABBC1331331331103025sin.Nm，方向为顺时针方向。()212123212JJCJJJCC()()312230sin200161160001..kgm24如图所示机构中，已知生产阻力F3，构件3的重量为G3，构件3的移动导路至A点的距离为h，其余构件质量不计。试写出机构在图示位置(构件1与水平线夹角为1)时，转化到构件1上的等效阻力矩Mr和等效转动惯量J的解析表达式。MFvBr/331()/()1332121QvvvvlBBBBAB(cos)coshvvhBB1212MFhrcos321()212332JmvBJGgvB(/)(/)3312JGgh(/)(/)32cos2