机械设计原理答案 第7章
时间：2025-04-03
机械设计原理答案
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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
，
“-”
，， ， ，
，
， 。将各区间所围的面积分为盈功和亏功，并标注“+”号或
习资
；
；
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
封闭
（ 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：
爱
矢量
。由图知该机械系统在
答
区间出现最大盈亏功，其绝对值为：
案
，表示 区间的盈功；其次作
向下表示
学
区间的亏功；依次类推，直到画完最后一个
源网
曲线的交点标注
向上做
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7-2
解 ：（中，驱
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图 7.5 图7.6
网
源
资
习学
案
答
爱
图 7.7 图7.8
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
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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
，
亏
，。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
功的数值大小按比例作出能量指示图（图7.8）如下：首先自 功；
学
习资
向上做
中，
，表示
其次作间。
向下表示 区间的亏功；然后作
答
案
向上表示 区间的盈功，至此应形成一个封闭区
由图知该机械系统在 区间出现最大盈亏功
爱
。
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
相当于该三角形的中位线，可知
因此有：
。又在
，则
源
网
曲线的交点标注
区间的盈
中， ，
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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 将飞轮
，现在电动机的转速为
习资
。因为
7-4解 ：（ 1）求安装在主轴上飞轮的转动惯量。先求最大盈亏功最小
答
案
学
是最大动能与
安装在电动机轴上，飞轮的转动惯量为：
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。
爱
源
网
，则若
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（ 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：
爱
答
一个周期驱动力矩所作的功为：
案
图 7.9
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：
学
习资
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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，没有考虑飞轮以外其他构件动能的变化，而实际上其他构件都
量，它们的速度和动能也在不断变化，因而是近似的。 7-7 解：
爱
答
案
学
图 7.10 图7.11
来计算。
。一个周期内驱动力矩功和阻力矩功相等，又依题意驱动力矩
为常数，
，
由图见一个运动循环的力矩图有四个重复图示，因此，可以以一个周期只有
（ 1）求驱动力矩
故有
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有质
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（ 2）求最大盈亏功，
。 根据 图 7.10做能量指示图。将
和
曲线的交点标注
，
亏功
，。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
；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
（ 3）求飞轮的转动惯量。
爱
答
知该机械系统在 区间出现最大盈亏功
案
学
。
（ 4）求飞轮的质量。
由课本公式 7-8：
得：
7-8 解 ：
习资
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的数值大小按比例作出能量指示图（图7.11）如下：首先自 向上做 ，表示 区间的盈功，
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图 7.12 图7.13
（ 1）求驱动力矩故
。一个周期内驱动力矩功和阻力矩功相等，又依题意驱动力矩
习资
和
向下做
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