西北工业大学研究生入学考试机械原理题库4(2)

解：（1）根据在一个运动循环内，驱动功与阻抗功应相等。可得 PT P1t1 P2t2

P P1t1 P2t2

p1 1 p2 2

1

2

12

367.7 3677

33

2573.9W

（2）最大盈亏功为

60 1

2 n11

2573.9 367.7 60

3100

441.24N m

Wmax P P1 t1 P P1

（3）求飞轮转动惯量

当飞轮装在曲柄轴上时，飞轮的转动惯量为

JF

900 Wmax900 441.242

80.473kg m2222

n 100 0.05

机械原理考研复习

当飞轮装在电机轴上时，飞轮的转动惯量为

n JF JF n

n 100 2 80.473 0.388kg m 1440

2

2

讨论：由此可见，飞轮安装在高速轴（即电机轴）上的转动惯量要比安装在低速轴（即曲柄轴）上的转动惯量小得多。

题7-5 某内燃机的曲柄输出力矩Md随曲柄转角 的变化曲线如图a所示，其运动周期

T ，曲柄的平均转速nm 620rmin，当用该内燃机驱动一阻力为常数的机械时如果

要求运转不均匀系数 0.01，试求：

1) 曲轴最大转速nmax和相应的曲柄转角位置 max ；

2) 装在曲轴上的飞轮转动惯量JF（不计其余构件的转动惯量）。 解: 1)确定阻抗力矩

因一个运动循环内驱动功应 等于 阻抗功，有

1

MT T AOABC 200

2 6 200 解得Mr

2)求nmax和 max

作其系统的能量指示图（图b），由图b知， 在 c 处机构出现能量最大值，即

116.67N m

C时，n nmax故 max C

max 20 30 130

这时nmax 1

200 116.67

104.16

200

n 1 0. 620 623.1rmin

m

3)求装在曲轴上的飞轮转动惯量JF

200 116.67 200 116.67 1

Wmax AaABc 200 116.67 20 130 200200 2 89.08N m

机械原理考研复习

故JF

900 Wmax900 89.082

2.113kg m2222

n 620 0.01

题7-6 图a所示为某机械系统的等效驱动力矩Med及等效阻抗力矩Mer对转角 的变化曲线， T为其变化的周期转角。设己知各下尺面积为Aab 200mm2，Abc 260mm2，

Acd 100mm2，Ade 190mm2，Aef 320mm2，Afg 220mm2，Aga 500mm2，

而单位面积所代表的功为 A 10N mm2，试求系统的最大盈亏功 Wmax。又如设己知其等效构件的平均转速为nm 1000。等效转动惯量为Je 5kg m2。

试求该系统的最大转速nmax及最小转速nmin，并指出最大转束及最小转速出现的位置。 解：1）求 Wmax

作此系统的能量指示图（图b）， 由图b知：此机械系统的动能 最小及最大值分别出现在b及 e的位置，即系统在 b及 e处， 分别有nmax及nmin。

Wmax A Abc Acd Ade 10 260 100 190 2500N m

2)求运转不均匀系数

JF Je

900 Wmax90 0Wmax900 2500

设 J 0 0.045 6F22

2nm 2nmJe 2 10020 5

3) 求nmax和nmin

nmax 1 nmin

n 1 0. 1000 1022.8rmin

1 n 1 0. 1000 977.2rmin

mm

ma x

e

mi n

b