7.4 复习思考题与习题
一、
复习思考题
1． 一般机械运转过程分为哪三个阶段？在这三个阶段中，输入功、
输出功、总损耗、动能及速度之间的关系各有什么特点？ 2． 为什么要建立机械系统等效动力学模型？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，能否求出其等效
力矩和等效转动惯量？为什么？
4． 机械的运转为什么会有速度波动？为什么要调节机械速度的波
动？
5． 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？
6． 何谓机械运转的“平均速度”和“不均匀系数”？
7． 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？系统装上飞轮后是否可以得到绝对的匀速运动？ 8． 什么是最大盈亏功？如何求最大盈亏功？
9． 如何求机械系统一个运动周期最大角速度?max与最小角速度
?min所在位置？
10．什么机械会出现非周期速度波动，如何进行调节？
11．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?m,?max，选用的原动机功率、启动时间、停车时间，系统中主轴的运动循环周期、系统总动能）？
二、习题
题7-1 一单排行星轮系中，中心轮1为36齿，
转动惯量为52.5?10kg?m，质量为0.91kg； 系杆H的半径RH?0.067m，它对中心的转动 惯量为0.084kg?m，固定的内齿轮3的齿数为
60。中心轮1为驱动轮，作用在系杆H上的工作 题7-1图
2?42218 机械原理试题精选与答题技巧
阻力矩为常数MH?0.735N?m。不及其它阻力。设中心论1在某一瞬时角速度为15rad/s,角加速度为60rad/s，求此时的驱动力矩Md。
2题7-2 在图示齿轮机构中，齿轮
的齿数分别为z1?20，z2?40， 齿轮的转动惯量J1?0.01kg?m2， 作用在齿轮1上的力矩M1?10N?m，
齿轮2上的阻力矩为零。设齿 题7-2图 轮2上的角加速度为常数，试求齿轮2从角速度(?2)0?0上升到
(?2)t?100rad/s时所需的时间t。
题7-3 如题7-3图所示的轮系中，已知各轮的
齿数为z1?25，z2?37，z3?100，模数
m?10mm，轮1，2为标准齿轮，行星轮数
目为K?2，对称安装，行星轮重G22??10kg ，各转动构件绕各自中心的转动惯量分别为
JⅠkg?m2，JⅡ2?0.01kg?m2， 1?0.005JⅠH?0.02kg?m2当系杆在?HO?100rad/s
时停止驱动，同时用制 动器T制动，要求系杆 题7-3图 在1周内停下来。试问应加的制动力矩MT应为多大？
题7-4设已知等效阻抗力矩Mr的变化规律如图所示。等效驱动力矩
假定为常数。机器主轴的转速为1000r/min。试求当运转不均匀系数?不超过0.05时所需飞轮的转动惯量Jf（飞轮安装在机器主轴上，机器其余构件的转动贯量忽略不计）。
题7-4图
第7章 机械的运转及其速度波动的调节 219
题7-5 在题7-5图示机构中，滑块3的质量为m3，曲柄AB长r，滑
块3的速度v3??1rsin?，?1为曲柄的角速度。当??0~180时，阻力F=常数；当??180~360时，阻力F=0。驱动力矩M为常数。曲柄AB绕A轴的转动惯量为JA1，不计构件2的质量及各运动副中的摩擦。设在??0时，曲柄的角速度为?0。试求： 1． 曲柄为等效构件时的等效驱动力矩
?????Md和等效阻力矩Mr；
2． 等效转动惯量J；
3． 在稳定运转阶段，作用在曲柄上的驱 动力矩M；
4．写出机构的运动方程式。 题7-5图
题7-6 已知某机械一个稳定运动循环内的等效力矩Mr如图所示，等
效驱动力矩Md为常数，等效构件的最大及最小角速度分别为：
?max?200rad/s及?min?180rad/s。试求：
1. 等效驱动力矩Md的大小； 2. 运转的速度不均匀系数?；
3. 当要求?在0.05范围内，并不计其余构件的转动惯量时，应装在
等效构件上的飞轮的转动惯量JF。
题7-6图
题7-7 如题7-7图所示的导杆机构中，已知lAB?100mm，?1?90?，
?3?30?；导杆3对轴C的转动惯量JC?0.016kg?m2，其它构件
的质量和转动惯量均忽略不计；作用在导杆3的阻力矩M3?10N?m。
220 机械原理试题精选与答题技巧
若取曲柄1为等效构件，试求该机构的等效阻力矩Mr和等效转动惯量
Je。
题7-7图
题7-8 某蒸汽机-发电机组的等效力矩如题7-8图所示，等效阻力矩
。f1，Mr为常数，等于等效驱动力矩Md的平均值（7550N?m）
f2，……各块面积所代表的功的绝对值如题7-8表中所示。等效构件
的平均转速3000r/min，运转速度不均匀系数的许用值???=1/1000，忽略其它构件的转动惯量，试计算飞轮的等效转动惯量JF，并指出最大、最小角速度出现在什么位置。
题7-8图