习题六
6-1 试推导图6-7中的摆动式凸轮装置的凸轮轴的转矩Tc的公式。假设已知从动件的转动惯量为J，从动件摆杆的转动角位移为?(t)，平衡位置在水平位置，弹簧预拉伸量为δ，忽略摩擦力。
习题七
7-1 什么是转子动平衡？ 7-2 什么是转子的临界转速？ 7-3 简述转子平衡原理。
7-4 简述刚性转子的动平衡和柔性转子的动平衡的主要区别。
7-5如图7-12所示，质量m1，m2共面且绕轴心O以转速ω=20 rad/s转动。当m1、m2的质量及位置为表7-1中各行的值时，分别求系统的摆动力，并设计使系统静平衡的配重。
表7-1 题7-2数据
行 1 2 3 4 5
m1 /kg 0.25 0.80 2.50 3.50 5.60
m2 /kg 0.45 1.25 3.65 2.85 9.80
r1 /mm 130@45o 730@30 o 260@100 o 520@-30 o
r2 /mm 630@-60 o
900@220 o 550@120 o 230@-60 o
m1 r1 O y r2 m2 x
7-6 如图7-13，回转轴上有三个偏心质量块，分别为：m1=15 kg@60o，位于30 mm 半径处，m2=20 kg@120o，位于40 mm 半径处，m3=10 kg@240o，位于50 mm 半径处。在平面I、II上设置平衡质量使系统动平衡，平面I上放置在半径30 mm处，平面II上设置在半径40 mm处。试求平衡块的质量及角度。
m2 m1
θ
50 mm 20mm 30 mm 320@150 o 350@300 o
图7-12 题7-5图
m1 m2 m3
I II m3 图7-13 题7-6图
习题八
8-1 如图8-3所示四杆机构，其中各杆的参数见表8-4，试设计该四杆机构的曲柄和摇杆的配重使其惯性力平衡。
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表8-4 题8-1四杆机构参数
m2/kg m3/kg m4/kg l1/m l2/m l3/m l4/m 12 b2/m 20 b3/m 8 b4/m 0.45 0.22 0.35 0.15 ?2/(?) 5 ?3/(?) 10 P y ?4/(?) 5 0.13 0.20 0.09 8-2 如图8-12，曲柄、连杆和摇杆的质量分别为2 kg，6 kg，2 kg。连杆质心为O3，对F
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质心的转动惯量为10 kg·mm。O2A=125 mm，O1O2=240 mm，O1B=125 mm，AB=110 mm，AP=215 mm，O3A=75 mm，O3B=100 mm，O3P=100 mm。O3P与水平轴夹角为45o，
?O3AB?30,?O3BA?25。曲柄O2A的
??O3 A 50o B x
O2
图8-12 题8-2图
O1
??35rad/s，???25rad/s2，在P点作用
一水平方向的力F?220N。求各铰链的力及该位置驱动曲柄所需的转矩。
8-3 如图8-13四杆机构，曲柄，连杆和摇杆的质量分别为2 kg，5 kg，2 kg。图示位置，O2A=20 mm，O1O2=53 mm，O1B=20 mm，AB=45 mm，AP=32 mm，曲柄O2A的???15rad/s，
B F P O2 -35o A O1
??10rad/s2，在P点作用一水平方向的力F?350N。求各铰链的力及该位置驱动曲柄所需的转矩。
8-4 有一单缸发动机，曲柄半径r?50mm，连杆长l?200mm，汽缸内部直径B?60mm。缸内气压峰值出现在曲柄角度为6?处，大小为20个大气压。计算该位置的气动力及气动转矩。
8-5如图8-14，曲柄半径r?40mm，质量
O2 图8-13 题8-3图
A r l O1 图8-14 题8-5图
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m1?0.5kg，对销轴转动惯量为J1?1.6kg?m2，重心在距O2点0.3r处。连杆长
质量m2?0.25kg，转动惯量为J2?8.5kg?m2，重心在距A点0.35ll?140mm，
处，活塞质量m3?0.15kg，机构以转速n?3000rpm运行。计算?t?20?时的惯性力和惯性转矩。
习题九
9-1简述飞轮的作用及其工作原理。 9-2 简述飞轮的设计依据及其步骤。
9-3已知一个实心圆盘形飞轮的转动惯量为J，求飞轮的质量m和飞轮半径厚度比（r/t）的关系式。绘出该曲线，并利用该曲线对任意确定的转动惯量J，确定最优的飞轮半径厚度比（r/t），使得飞轮的质量m最小。
9-4已知一个电机受到的负载转矩是周期性变化的，其曲线如图9-4所示。计算整个周期的负载转矩平均值。假定选用电机的输出转矩等于负载转矩平均值，若要求电机对平均转速n=1000 rpm的波动系数为0.02，需要安装多大转动惯量的飞轮？(忽略电机及负载转子的转动惯量)
300 负载转矩 T / (N·m) 200 100 飞轮转角
0 -100 -200 π3 2π3 π 4π3 5π3 2π θ / rad
图9-4 负载转矩曲线
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