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一、计算分析题

1． 如图所示的铰链四杆机构中，已知：

各杆的质量及质心

的位置分别为

试对该机构进行平衡设计，以使其运转时机构惯性力完全平衡。

图

【答案】为了使该机构惯性力完全平衡，既可采用质量静替代法，也可采用对称机构平衡法。本题采用质量静替代法，通过在两连架杆BA 和CD 延长线上各加一个平衡质量使其达到完全平衡。设题步骤如下；

（1）用质量静替代的方法将构件1，2，3的质量分别代替到铰链

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求得并求出机构平衡后的总质量m 及总质心位置S 。解

的中心上，得：

（2）求加在曲柄1及摇杆3上的平衡质量

及

为平衡mB 所引起的惯性力，应有：

同理，为平衡

所引起的惯性力，应有：

（3）求机构总质心S 的位置。 A 点的质量：

D 点的质量：

（4）求机构的总质量。

因此，当机构运动时，机构的总质心处于S 点静止不动，此时该机构达到惯性力的完全平衡。该机构也可通过加平衡机构的方法使其惯性力完全平衡，具体作法请读者思考。 2． 已知某机器的运动周期为等效阻力矩的变化规律如图1所示。若等效驱动力矩. 平均角速度

（1）等效驱动力矩（2）最大盈亏功（3）最大和最小角速度（4）运转速度不均匀系数

等效转动惯量

和

的位置；

试求：

为常数，

图1

【答案】（1）由于一个周期中驱动力矩与阻力矩所作功相等，因此：

（2）求各点的盈亏功。如图2所示：

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图2

0处：π处：2π处：3π处：4π处:则最大盈亏功

（4）由速度不均匀系数公式有：

3． 图所示为一钢制圆盘，盘厚b=50mm。位置I 处有一直径. 质量m2=0.5kg的重块。为了使圆盘平衡，拟在圆盘上位置。（钢的密度

）

在JI 处，

在2π处；

（3）最大和最小角速度分别对应最大和最小盈亏功处，故

的通孔，位置II 处有一

处制一通孔，试求此孔的直径与

图

【答案】该问题为静平衡问题，在位置I 处的质径积为其中，可得：

位置II 处质径积为：根据静平衡条件

可得：

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