第八章 机械中的摩擦和机械效率.doc

第八章 机械中的摩擦和机械效率题8-7 解1）判断连杆2承受拉力还是压力（如图8-7a）：2）确定、的方向（如图8-7a）：3）判断总反力应切于A、B出摩擦圆上的上方还是下方（如图8-7b）： 4）作出总反力（如图8-71c）。想一想：1）在图示的三个不同位置，构件2所受的力是拉力还是压力？在不考虑摩擦时，你能作出它们的作用线吗？2）回想一下，转动副中总反力的作用线是根据哪几个条件来确定？ 图8-7a图8-7b图8-7c题8-8 解：如图8-8所示想一想：1）推杆2共受有几个力？B及C处作用力的方向线应如何确定？2）凸轮1共受有几个力？A处作用力的方向线如何确定？A、B两处的作用力之间有什么关系？ 图8-8题8-9 解：该系统的总效率为 电动机所需的功率为 =8.029 kW 想一想：图示机械传动系统中，其各部分的联接属于何种联接？其总效率与各部分的效率之间的关系为何？如何才能提高这种联接方式的传动效率？ 图8-8题8-10 解：此传动属混联1）输入功率 （第一种情况） （第二种情况） = 7.22 kW 1.444 kW= 2.31 kW 11.552 kW2）传动总效 0.4623）电动机所需功率 = 9.53 kW 12.996 kW想一想：1) 图示机械传动系统中，其各部分的联接属于何种联接？2) 在这种联接的机械传动系统中，其总效率主要取决于哪一部分？为了使该传动系统具有较高的机械效率，在设计这种传动系统时应如何考虑取各部分机构的选择。 图8-10题8-11 解：1）反行程的自锁条件 在反行程（图8-11a），根据滑块的力平衡条件，作力的多边形（图8-11b），得 （1）当 0即 0时，滑块自锁故自锁条件： =arctan f =11.31临界自锁条件： 11.312）正行程的效率 因滑块的正行程与反行程的运动方向相反，摩擦力要反向，故由式（1）中 反号，即可得正行程时驱动力P与生产阻力Q的关系。 且有 则正行程的效率 滑块反行程临界自锁条件下，其正行程的效率为 故正行程的效率为0.5667想一想：1）在此题中，如设 =0，则其自锁条件和正行程效率将各如何？2）一些资料介绍说，若一机构的反行程自锁，则其正行程的效率将0.5，这是一普遍规律吗？通过对本题的演算，应得出什么结论？ 图8-11题8-12 解：1. 缓冲器在力作用下楔块2、3被等速推开（正行程）1）确定各楔块间的相对运动方向（如图a）；2）确定各楔块间的总反力的方向（如图，画图时取 5）；3）分别取楔块2、1为分离体，有如下两矢量式 4）作力多边形（图8-12b），由图可得 令 0 得自锁条件为 ，不自锁的条件为 。2. 缓冲器在力 作用下楔块2、3等恢复原位（反行程）利用正反行程时力P和 以及效率 与 之间的关系，可直接得 令0得自锁条件为 90，不自锁的条件为90- 想一想：1）结合此缓冲器考虑一下，何谓它的正行程和反行程？正、反行程中力之间有什么关系？2）试判断一下所求的不自锁条件是否合理？ 图8-12a图8-12b题8-13 a 解：此自锁条件可根据0的条件来确定。取楔块3分离体，其反行程所受各总反力的方向如图所示。根据其力平衡条件作力多边形。由此可得 且 则反行程的效率为 令 0，则 0即当 0时，此夹具处于自锁状态。故此楔形夹具的自锁条件为： 想一想：确定机构自锁条件的方法有几种，为了确定此夹具的自锁条件，你认为用哪种方法比较方便呢？ 图8-13a题8-13 b 解：设矿石的重量为Q，矿石与颚板间的摩擦系数为f，则摩擦角=arctan f，矿石有向上被挤出的趋势时，其所受力如图所示，由力平衡条件知 即 且有 则 当0 时，即0时，矿石将不被挤出，即自锁条件为，故角应满足的条件为：想一想：1）你能举出几个相似的自锁状况在工程上或生活上应用的实例吗？2）反行程自锁的机构就是反行程不能运动的机构，对吗？ 图8-13b题8-14 解：如图（8-14）所示，过滚柱2与外圈3的接触线的公切面，将形成夹角为的楔形面。由题8-13的结论知，凡具有楔形面或楔形块的机构其楔紧不松脱的条件为 此时 由此可得 d =9.42 mm为了保证机构能正常工作，滚柱的最大直径不得超过R-h，即d Rh = 50-40 = 10 mm故滚柱直径d的取值范围为9.42 10 mm。想一想：1）图示超越离合器的工作原理是什么？其工作过程如何？2）滚柱直径偏小会带来什么问题？太大又会出现什么现象？ 图8-14题8-15解：确定各运动副中总反力的方向，如图a所示。各摩擦角为 = 5.