机械设计基础课后习题答案全.pdf

7-1解：（1）先求解该图功的比例尺。

（2）求最大盈亏功。根据图7.5做能量指示图。将和曲线的交点标注

，

，，，，，，，。将各区间所围的面积分为盈功和亏功，并标注“+”号或

“-”

号，然后根据各自区间盈亏功的数值大小按比例作出能量指示图（图7.6）如下：首先自向上做

，表示区间的盈功；其次作向下表示区间的亏功；依次类推，直到画完最后一个

封闭

矢量。由图知该机械系统在区间出现最大盈亏功，其绝对值为：

（3）求飞轮的转动惯量

曲轴的平均角速度：；

系统的运转不均匀系数：；

则飞轮的转动惯量：

图7.5图7.6

7-2

图7.7图7.8

解：（1）驱动力矩。因为给定为常数，因此为一水平直线。在一个运动循环

中，驱

动力矩所作的功为，它相当于一个运动循环所作的功，即：

因此求得：

（2）求最大盈亏功。根据图7.7做能量指示图。将和曲线的交点标注

，

，，。将各区间所围的面积分为盈功和亏功，并标注“+”号或“-”号，然后根据各自区间盈

亏

功的数值大小按比例作出能量指示图（图7.8）如下：首先自向上做，表示区间的盈

功；

其次作向下表示区间的亏功；然后作向上表示区间的盈功，至此应形成一个封闭区

间。

由图知该机械系统在区间出现最大盈亏功。

欲求，先求图7.7中的长度。如图将图中线1和线2延长交于点，那么在中，

相当于该三角形的中位线，可知。又在中，，

因此有：

，则

根据所求数据作出能量指示图，见图7.8，可知最大盈亏功出现在段，则

。

（3）求飞轮的转动惯量和质量。

7-3解：原来安装飞轮的轴的转速为，现在电动机的转速为，则若

将飞轮

安装在电动机轴上，飞轮的转动惯量为：

7-4解：（1）求安装在主轴上飞轮的转动惯量。先求最大盈亏功。因为是最大动能与

最小

动能之差，依题意，在通过轧辊前系统动能达到最大，通过轧辊后系统动能达到最小，因此：

则飞轮的转动惯量：

（2）求飞轮的最大转速和最小转速。

（3）因为一个周期内输入功和和输出功相等，设一个周期时间为，则：，因此有：

。

7-5解：

图7.9

一个周期驱动力矩所作的功为：

一个周期阻力矩所作的功为：

又时段内驱动力矩所做的功为：

因此最大盈亏功为：

机组的平均角速度为：

机组运转不均匀系数为：

故飞轮的转动惯量为：

7-6答：本书介绍的飞轮设计方法