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第4章 不考虑摩擦时平面机构的力分析Fr321BT2S1O2O1FI2FI1w1题4-2图题4-2在图示的凸轮机构中，已知各构件的尺寸、生产阻力Fr的大小及方向以及凸轮和推杆上的总惯性力FI1和FI2，试以图解法求各个运动副中的反力和需要施加在凸轮轴上的平衡力偶矩Mb。（注：已知各力的大小自己确定，要求列出力的矢量方程，并作图求解未知力）解：题4-4在图示的四杆机构中，已知1=20s-1，lAB=140mm， lBC=400mm，lCD=400mm， lAD=600mm，构件2和3的重量分别为G247N，G356N，对其形心的转动惯量为JS20.286kg.m2，JS30.505kg.m2，构件1的质量略去不计，试求需要加在构件1上的平衡力以及各个运动副中的反力。解：4321S3S2DCBAw1题4-4图第5章 摩擦与效率题5-1图a)所示的导轨副为由拖板1和导轨2组成的复合移动副，拖板的运动方向垂直于纸面；图b)所示为由转轴1和轴承2组成的复合转动副，绕轴线OO转动。现已知各个运动副的尺寸，并设G为外加总载荷，各接触面之间的摩擦系数均为f。试分别求导轨副的当量摩擦系数fV和转动副的摩擦圆半径。GS12l1a)l22GOO1S22erl1l2b)题5-1图 解：1）求图a)所示的导轨副的当量摩擦系数fV故fVF/G 2）求图b)所示的导轨副的摩擦圆半径故Mf /G题5-2图示为一锥面径向推力轴承，已知其几何尺寸如图所示，设轴1上承受有铅直总载荷G，轴承中的滑动摩擦系数为f，试求轴1上所受的摩擦力矩Mf（分别以新轴端和跑合轴端来加以分析）。G12r1r22题5-2图提示：可以利用当量摩擦系数的概念直接引用平轴端轴承的公式求得。解：若为新轴端轴承，则若为跑合轴端轴承，则题5-3图示为一曲柄滑块机构的三个位置，F为作用在活塞上的力，转动副A及B上所画的虚线小圆为摩擦圆，试决定在此三个位置时作用在连杆AB上的作用力的真实方向（各构件的重量及惯性力略去不计）。解：解题步骤如下1）判断连杆2承受的是拉力还是压力；2）通过相应角度的变化来确定21、23的方向；3）判断总反力应切于A、B处摩擦圆的上方还是下方；4）作出总反力的具体方向。ABFOM123w4ABFOM1234wABFOM1234w题5-3图题5-4图示为一摆动推杆盘形凸轮机构，凸轮1沿逆时针方向回转，Q为作用在推杆2上的外载荷，试确定各运动副中总反力（FR31、FR12、FR32）的方位（不考虑构件的重量及惯性力，图中虚线小圆为摩擦圆，运动副B处摩擦角为=10）。MABCQ123w1题5-4图解：题5-5在图示的缓冲器中，若已知各楔块接触面间的摩擦系数f及弹簧的压力FS，试求当楔块2、3被等速推开及等速恢复原位时力F 和 的大小、该机构的效率以及此缓冲器正、反行程均不至发生自锁的条件。1243FFSFS题5-5图解：1缓冲器在F力的作用下楔块2、3被等速推开称为正行程1)确定各个楔块之间的相对运动方向(标于图中)；2)确定各个楔块之间的总反力的方向（画图时取摩擦角5）；3)分别取楔块2、1为研究对象，作受力分析图，列相应的矢量方程式：4）作力的多边形，由图可得：FF0令得相应的自锁条件为：_；故不自锁条件为_。2缓冲器在FS力的作用下楔块2、3等速恢复原位则为反行程利用正、反行程时力和 以及效率与之间的关系，可直接得令得自锁条件为_，故不自锁条件为_。题5-6图示的为一带式运输机，电动机1经平带传动和一个两级齿轮减速器带动运输带8。已知运输带8所需要的曳引力F5500N，运送速度v1.2m/s。平带传动（包括轴承）的效率为10.95，每一对齿轮（包括其轴承）的效率为20.97，运输带8的机械效率为30.92（包括其支撑和联轴器）。试求该传动系统的总效率以及电动机所需要的功率。解：该系统的总效率为： 电动机所需要的功率为P l2345678vF900题5-6图题5-7如图所示，电动机通过V带传动、圆锥、圆柱齿轮传动带动工作机A及B。假设每对齿轮包括轴承的效率在内的效率10.97，带传动的效率30.92，工作机A、B的功率分别为PA5kW、PB1kW，效率分别为A0.8、B0.5，试求电动机所需的功率。题5-7图AB解：图示的传动属于_联传动（指出传动类型）。第一种方法：输入功率PAPA/_=_kW；PBPB/_=_kW；电动机所需要的功率P电_=_第二种方法：传动总效率_=_；电动机所需要的功率P电_=_。Glh题5-10图题5-10在图示旋臂起重机中，已知G50kN，l5m，h4m，轴径的直径为d80mm，径向和止推轴径的摩擦系数均为f0.1，假设它们都是非跑合的，求旋臂转动时所需的力矩M。题5-11在图示的拖拉机转向离合器中，已知传递的功率N22kW，转速n1000r/min，摩擦系数f0.34，主动轴A的圆盘数为4，从动轴B的圆盘数为5，接触面的内半径r1160mm，外半径r2200mm，安全系数K1.33，求应加的弹簧压力FS。FSr2 r1 BA题5-11图解：1根据题意可以得知该转向离合器能够传递的真实功率为：N1=KN= 而其对应的驱动力矩为：Md=9549N1/n=2由多圆盘转向摩擦离合器的结构特点