机械原理西工大第七版习题册答案章(19)

题7-3图a 所示为一导杆机构，设已知l AB =150mm ，l AC =300mm ，l CD =550mm ，质量为m 1=5kg （质心S 1在A 点），m 2=3kg （质心S 2在B 点），m 3=10kg （质心S 3在l CD /2处），绕质心的转动惯量为J S1=·m 2

，J S2=·m 2

，J S3=·m 2

，力矩M 1=1000N ·m ，F 3=5000N 。若取构件3为等效构件，试求φ

1

=45°时，机构的等效转动惯量J e3及等效力矩M e3。 解：由机构运动简图和速度多边形如图可得

()()

()24.3150

26421030323231=⨯⨯⨯===AB l BC B AB B l pb BC pb l v l v μωω

()()485.026

42.030/32323

2

=⨯===

BC BC B B S l pb pb l v v v ω

275.0233

3

===CD CS S l l v ω

故以构件3为等效构件时，该机构的等效转动惯量为

2

3323223223113

⎪

⎭⎫ ⎝

⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛+++⎪⎭⎫ ⎝⎛=ωωωωS S S S S e m v m J J J J

()()()22

223186.2275.010485.032.0002.0231.305.0m kg J e ⋅=⨯+⨯+++⨯=

等效力矩为

331133S e v F M M -=ωω

m

N v F M M S e ⋅=⨯-⨯=⎪

⎭⎫ ⎝

⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛=1856775.05000231.310003333113ωωω

题7-4 在图a 中消耗于克服阻抗力的恒功率分别为P 1=和P 2=3677W ，曲柄的平均转速n=100r/min ，空程中曲柄的转角φ1=120°。当机构的运转不均匀系数δ=时，试确定电动机所需的平均功率，并分别计算在以下两种情况中的飞轮转动惯量

J F （略去各构件的重量和转动惯量）：

1）飞轮装在曲柄轴上；

2）飞轮装在电动机轴上，电动机的额定转速

n n =1440r/min 。电动机通过减速器驱动曲柄。为简化计算

减速器的转动惯量忽

略不计。

解：（1）根据在一个运动循环内，驱动功与阻抗功应相等。可得

2211t P t P PT +=

()

()

W p p T

t P t P P 9.2573323677317.3672

1

22112

211=⎪⎭⎫ ⎝

⎛⨯+⨯=++=

+=

φφ

φφ

（2）最大盈亏功为

b 3

b 2,s 2

(b)s 3

d