一、学习要求
1.了解建立单自由度机械系统等效动力学模型及运动方程的方法。
2.了解飞轮调速原理，掌握飞轮转动惯量的简易计算法。
3.了解机械非周期性速度波动调节的基本概念和方法。
二、本章重点及难点
本章学习的重点是关于等效质量、等效转动惯量和等效力、等效力矩的概念及其计算方法，机械运转产生周期性和非周期性速度波动的根本原因及其调节方法的基本原理。本章的难点是最大盈亏功的确定。
三、思考题
1.何谓周期性速度波动和非周期性速度波动？产生周期性速度波动和非周期性速度波动的原因是什么？为什么要加以调节？各可用什么办法来加以调节？
2.何谓机器运转的“平均转速”和运转速度“不均匀系数”？[δ]是否选得越小越好？
3.机器安装了飞轮以后能否得到绝对匀速运转？飞轮能否用来调节非周期性速度波动？欲减小机器的周期性速度波动，转动惯量相同的飞轮应安装在机器的高速轴上还是安装在低速轴上？
4.飞轮设计的基本问题是什么？如何确定最大盈亏功？
四、练习题
61一机器作稳定运动，其中一个运动循环中的等效阻力矩Mr与等效驱动力矩Md的变化线如图61所示。等效阻力矩Mr最大值为200N·m，机器的等效转动惯量J=1kg·m2，在运动循环开始时，等效构件的平均角速度ω0=20rad/s。
试求：
(1)等效驱动力矩Md；
(2)等效构件的最大、最小角速度ωmax与ωmin；并指出其出现的位置；
(3)最大盈亏功ΔWmax；
(4)若运转速度不均匀系数δ=0.125，则应在等效构件上加多大转动惯量的飞轮？
62某机组在稳定运转时，一个运动循环对应于等效构件旋转一周。已知等效阻力矩Mr的变化曲线如图62所示，等效驱动力矩为常数，等效构件的平均转速为100r/min，要求其转速误差不超过±1%。试求安装在等效构件上的飞轮转动惯量JF(其它构件的质量和转动惯量忽略不计)。并求该机组在运转中的最大转速nmax和最小转速nmin及其出现的位置。
63已知图63所示导杆机构中各构件的长度为lAB=150mm，lAC=300mm，lCD=550mm；各构件的质量为m1=5kg(质心S1在A点)，m2=3kg(质心S2在B点)，m3=10kg(质心S3在lCD/2处)；各构件的转动惯量为JS1=0.05kg·m2，JS2=0.002kg·m2，JS3=0.2kg·m2；驱动力矩M1=1000N·m。当取构件3为转化构件时，求机构在图示位置的等效转动惯量，转化到D点的等效质量，以及M1的等效力矩。
64图64所示为某机械转化到主轴上的等效阻力矩Mr的变化曲线。设等效驱动力Md为常数，主轴转速n=300r/min，若运转不均匀系数δ取为不超过0.1，试求安装在主轴上的飞轮的转动惯量J1和机械所需的驱动功率(机械中其他各构件的等效转动惯量均略去不计)。
65图65(a)所示的齿轮传动中，已知z1=20，z2=40，轮1为主动轮，在轮1上施加力矩M1=常数，作用在轮2上的阻抗力矩M2的变化曲线如图(b)所示；两齿轮对其回转轴线的转动惯量分别为J1=0.01kg·m2，J2=0.08kg·m2。轮1的平均角速度为ωm=100rad/s。若已知运转速度不均匀系数δ=1/50，试：
(1)画出以构件1为等效构件时的等效力矩Mer-φ1图；
(2)求M1的值；
(3)求飞轮装在轴Ⅰ上的转动惯量JF，并说明飞轮装在轴Ⅰ上好还是装在轴Ⅱ上好；
(4)求ωmax，ωmin及其出现的位置。
66已知某电动机的驱动力矩为Md=1000-9.55ωN·m，用它来驱动一个阻抗力矩为Mr=200N·m的单级齿轮减速器，其等效转动惯量Je=5kg·m2。试求电动机角速度从零增至50rad/s时需要多长时间？
67已知某机器主轴转动一周为一个稳定运转循环，若取主轴为等效构件，其等效阻抗力矩Mer如图67所示。设等效驱动力矩Med为常数。
试求：
(1)该机器的最大盈亏功，并指出最大和最小角速度ωmax及ωmin出现的位置；
(2)设主轴的平均角速度ωm=100rad/s，在主轴上装一个转动惯量JF=0.5235kg·m2的飞轮，试求其运转速度不均匀系数(不计其他构件的等效转动惯量Je)。
