机械原理练习题精编WORD版

机械原理练习题精编
W O R D版
IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】
八、（13分）已知某机械一个稳定运动循环内的等效阻力矩r M 如图所示，等效驱动力矩d M 为常数，等效构件的最大及最小角速度分别为：rad/s 200max =ω及rad/s 180min =ω。

试求：
(1)等效驱动力矩M d 的大小；
(2)运转的速度不均匀系数δ；
(3)当要求δ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J F 。

八、13分。

(1)3分；(2)3分；(3)3分；(4)4分
(1)22d r 00
d d M M ππφφ=⎰⎰ ?d 1
71000100212.5244M πππ⎛⎫=⨯+⨯= ⎪⎝⎭
N ⋅m (2)()()1901802002
121min max m =+=+=ωωω rad/s (3)()
max 7212.5100618.501054W π∆=-= J (4)J W F max m 2
...==⨯=∆ωδ6185190005
034272 kg ⋅m 2
八、（13分）一机械系统，当取其主轴为等效构件时，在一个稳定运动循环中，其等效阻力矩M r 如图所示。

已知等效驱动力矩为常数，机械主轴的平均转速为
1000r/min 。

若不计
其余构件 的转动惯量，试问：
(1)当要求运转的速度不均匀系数δ≤005.时，应在主轴上安装一个J F =? 的飞轮；
(2)如不计摩擦损失，驱动此机器的原动机需要多大的功率N (kW ) ?
八、总分：13分。

(1)(a)3分；(b)3分；(c)4分；(2)3分
(1)一稳定运动周期中驱动功和阻力功相等，所以 (a) d 5510260233M ππππ⎛⎫⨯+-⨯=⨯ ⎪⎝
⎭ M d ..=183 J (b) .518.31043.6333π⎛⎫⨯-= ⎪⎝⎭
J =∆W max ωm .=
⨯=21000601047198π rad/s (c)J W F max m 2....==⨯=∆ωδ
436331047198005007962 kg ⋅m 2 (2) N M ==⨯=d m ./../.ω100018310471981000192kW
已 知 机 器 在 一 个 运 动 循 环 中 主 轴 上 等 效 阻 力 矩M r 的 变 化 规 律 如 图 示。

设
等 效 驱 动 力 矩M d 为 常 数， 主 轴 平 均 角 速 度ωm =25
rad/s ， 许 用 运 转 速 度 不 均 匀 系 数δ =002.。

除 飞 轮 外 其 它 构 件 的 质 量 不 计。

试 求：
（1） 驱 动 力 矩M d ；
（2 ） 主 轴 角 速 度 的 最 大 值ωmax 和 最 小 值ωmin 及 其 出 现 的 位 置（ 以ϕ 角 表
示〕；
（3 ）最 大 盈 亏 功∆W max ；
（4 ）应 装 在 主 轴 上 的 飞 轮 转 动 惯 量J F 。

总 分：15 分。

(1)3分；(2)4分；
(3)5分；(4)3分
（1）M d /(/)=⨯+⨯-=40240541215πππ
N?m （ 图 a ） （2）max min m max min m
2ωωωωωδω+=-= ωδωmax m (/)(./).=+=+⨯=1210022252525
rad/s ωδωmin m (/)(./).=-=-⨯=1210022252475
rad/s ωmax 出 现 在 ϕ=︒02()π处。

ωmin 出 现 在 ϕ=π/2 处。

（3）∆W和ϕ的曲线如图 b 所示。

∆W
max
.
=3926J
（4）J
F
./(.).
=⨯= 392625002314
2 kg?m2
图示为作用在机器主轴上一个工作循环内驱动力矩M d 的变化规律。

设阻力矩M r 为常 数，平均转速 n m =1000 r/min ，试求：
(1)阻力矩M r ；
(2)最大盈亏功∆W max ；
(3)若速度不均匀系数为0.05，应装在主轴上飞轮的转动惯量 J F 。

1. 总分：10分。

(1)3分；(2)4分；(3)3分 (1)r 1
1200260027522M πππ⎛⎫=⨯⨯+⨯⨯= ⎪2⎝⎭
N ⋅m (2)()()max 800275180027511522600
W ππ-∆=⨯⨯⨯-= J (3)[]max 22m 1150.66 10000.0530F W J πωδπ∆===⨯⎛⎫⨯ ⎪⎝⎭
kg ⋅m 2
八、（10分）某 机 器 一 个 运 动 循 环 对 应 于 等 效 构 件 转 一 周 。

已 知 等 效 阻 力 矩 r M 的 变 化 曲 线 如 图 示， 等 效 驱 动 力 矩 d M 为 常 数， 等 效 构 件 的 平 均 转 速 为100 r/min ， 其 运 转 速 度 不 均 匀 系 数 不 超 过 0.02。

忽 略 除 飞 轮 以 外 的 构 件 质 量 和 转 动 惯 量。

试 求：
（1） 等 效 驱 动 力 矩d M ；
（2） 等 效 构 件 最 大 角 速 度m ax ω 和 最 小 角 速 度min ω 的 位 置；
（3） 最 大 盈 亏 功max W ∆；
（4） 装 在 等 效 构 件 上 的 飞 轮 转 动 惯 量J F 。

八、总 分：15 分 。

(1)4 分；(2)4 分；(3)3 分；(4)4 分
(1) 求d M M d ⋅2π=800⨯π2+400⨯π2+800⨯π4
∴=M d 400
N?m (2) 画 出 E -ϕ 图， 知
ωmax 在ϕ=0 或（2π） 处，
ωmin 在ϕ=54π 处。

(3) ∆W max .=⨯=40034
94248π=300π J (4) J W F max
m .()..==⨯⨯=∆ωδ2294248210060
00242972π kg?m 2
八、（15分）一稳定运转的机械系统，以主轴为等效构件时，其等效阻力
矩M
r 的变化规律如图示。

设等效驱动力矩为常数，运动周期ϕ
p
=2π。

系统
的等效转动惯量J（不包括飞轮的为常数，J=1 kg?m2。

主轴平均转速
n m =1500 r/min，运转速度不均匀系数δ£.
=001。

试求：
（1）等效驱动力矩M
d
；
（2）主轴最大和最小角速度的位置；
（3）最大盈亏功∆W
max
；
（4）安装在主轴上的飞轮转动惯量J
F。

八、 总 分：15 分。

(1)4分；(2)4分；(3)3分；(4)4分
（1） 求M d
∴=M d 750
N?m, 画 在 下 图 中。

（2）
ωmax 位 于 a 点， 相 应 于ϕ1，
ωmin 位 于 b 点， 相 应 于ϕ2。

（3）
=883573
. J （4）
=2581. kg?m 2。