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文档简介
1、第4章 不考虑摩擦时平面机构的力分析题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 Fii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3i=20s-1, lAB=140mm , lBc=400mm , lcD=400mm ,lAD=600mm ,构件2和3的重量分别为 G2= 47N , G3 = 56N,对其形心的转动惯量为J$2 =2, Js3=2,构件1的质量略去不计,试求需要加在
2、构件1上的平衡力以及各个运动副中的反力。解:C7777777D4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00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 pliI2S220a)b)题5-1图解:1)求图a)所示的导轨副的当量摩擦系数fv故 fV = F/G =2)求图b)所示的导轨副的摩擦圆半径 p故 P =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
3、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)。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:G若为新轴端轴承,则若为跑合轴端轴承,则题5-2图题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321、33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、;4)作出总反力的具体方向。4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(Fr3!、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 护10 °)。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F'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。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)
5、;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:F =令訂0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 F和F '以及效率 与'之间的关系,可直接得F '='=令'乞0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&已知运输带8所需要的曳引力 F = 5500N,运送速度v= 1.2m/s。平
6、带传动(包括轴承) 的效率为ni = 0.95,每一对齿轮(包括其轴承)的效率为 n= 0.97,运输带8的机械效率为 n= 0.92 (包括其支撑和联轴器)。试求该传动系统的总效率n以及电动机所需要的功率。解:该系统的总效率为:n=电动机所需要的功率为P=|F900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ni= 0.97,带传动的效率 n= 0.92,工作机A、B的功率分别为Pa = 5kW、Pb= 1kW,效率分别为 n = 0.8、n = 0.5,试求电动机所需的功率。题5-7图解:图示的传动属于联传动(
7、指出传动类型)。第一种方法:输入功率 Pa = Pa/=kW ;PB = Pb/=kW ;电动机所需要的功率 P电=第二种方法:传动总效率 n=电动机所需要的功率 P电=。题5-10在图示旋臂起重机中,已知G = 50kN ,1 = 5m, h = 4m,轴径的直径为 d = 80mm ,径向和止推轴径的摩擦系数均为f= 0.1,假设它们都是非跑合的,求旋臂转动时所需的力矩M。题5-10图题5-11在图示的拖拉机转向离合器中,已知传递的功率 N= 22kW,转速n= 1000r/min ,摩擦系数f= 0.34,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 160mm,外半径r2= 200mm,安全系数 K = 1.33,求应加的弹簧压力 FS。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/n2 由多圆盘转向摩擦
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