机械原理习题答案第十章Word文件下载.docx
《机械原理习题答案第十章Word文件下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《机械原理习题答案第十章Word文件下载.docx(11页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
①根据构件3上受有三个力、三个力应当汇交于一点可以确定出构件4作用在构件3上的力;
②根据作用力和反作用力的关系,确定出构
件3作用在构件4上的力的方向。
V
F
v
r
(b)
n
B
A
c
O
图示机构在图示位置的传动角分别如图中所示。
10-5标出题10-5图中各个凸轮机构在图示位置时的压力角。
凸轮为主动件。
题10-5图
题10-6图
10-6在题10-6图中,凸轮为主动件,画出凸轮逆时针转过30o时机构的压力角。
利用反转法,即将凸轮固定、机架和从动件沿与凸轮转向相反的方向运动,固定铰链点
A从点A“反转”到点A,从动件从AB运动到A'
B'
再由点B'
的速度方向和从动件的受力方向确定出凸轮逆时针转过30o时机构的压力角:
•,如图所示。
原教材6-8在题6-8图中凸轮为半径为R的圆盘,凸轮为主动件。
(1)写出机构的压力角:
•与凸轮转角之间的关系;
(2)讨论如果〉-[:
],应采用什么改进设计的措施?
(1)、当凸轮转动任意角6时,其压力角g如图所示。
由图中几何关系有
e—ecos6
sin:
R+rr
所以机构的压力角:
•与凸轮转角之间的关系为
e—ecos6
:
-=arcsin()
R+rr
构件。
在图示机构中,当以构件1为主动件时,机构不会出现死点位置;
当以构件3为主动件时,机构会出现死点位置,其死点位置分别如下图示。
(a)
10-12利用移动副的自锁条件推出:
螺旋副中以轴向载荷Q为主动力时(即:
反行程),螺
旋副的自锁条件为式•乞'
。
D
当反程时,载荷Q为主动力,P为阻力。
由移动副自锁的条件,反程驱动力Q与接触面法线n---n的夹角■必须小于或等于斜
面与滑块之间的摩擦角:
即
例10-2在图10-17a所示的机构中,已知各构件的尺寸及机构的位置,各转动副处的摩擦
圆半径、移动副及凸轮高副处的摩擦角「,凸轮为主动件,顺时针转动,作用在构件4上
的工作阻力Q的大小。
试求图示位置:
(1)各运动副的反力;
(2)需施加于凸轮1上的驱动力矩Mj。
选取长度比例尺・L(m/mm)作机构运动简图。
(1)确定各运动副中反力的方向。
由主动件凸轮的转向,确定出机构中各个构件之间的相对运动方向,如图10-17a所示。
(a)
图10-17凸轮连杆机构考虑摩擦的机构力分析
分析各个构件受到的运动副反力和外力。
构件1受到的力有R51、Ri、M1;
构件2受到
的力有志、Rl2>
Ri2;
构件3受到的力有R23、Rl3;
构件4受到的力有Ri4、Ri4、Qo
先确定凸轮高副处点B的反力R12的方向,与移动副反力方向确定方法相同,该力方向
与接触点处的相对速度VB2B1的方向成900+:
角o
再由R31应切于运动副A处的摩擦圆,与R>
1大小相等方向相反,且对A之矩的方向与-.1
方向相反,确定出F51的方向。
R51与R21形成一个力偶与M平衡;
由于连杆3为受拉二力构件,其在DE两转动副处所受两力艮3及皿3应切于该两处摩擦
圆,大小相等方向相反,在一条直线上。
同时,根据相对转速■-32,「34的方向,可确定出
F23及F43的作用线和方向,亦即铰链点DE的摩擦圆的内公切线。
反力R52应切于运动副C处的摩擦圆,且对C之矩的方向应与「25的方向相反,同时构件
2受有的三个力R12、志、F32应汇交于一点,由此可确定出R52的方向线;
滑块4所受反力艮4应与V45的方向成900+■角,它受到的三个力艮4、R54及Q也应汇交于一点,于是可定出F54的方向线。
依照以上的步骤和方法,确定出各个运动副反力的作用线和方向,如图10-17(b)所示。
(2)求各运动副处的反力大小。
分别取构件2、4为分离体,列出力平衡方程式为
构件2
R34'
R54*Q=0
构件4
而
根据上述力方程式,选取力比例尺t(N/mm),从已知力Q画起,作出力多边形,如图
10-17(C)所示。
由图可得各总反力
Ri
其中可为力多边形中第i个力的图上长度(mm)。
(3)求需施加于凸轮1上的驱动力矩M1。
由凸轮1的平衡条件可得
M1=R21Wl=R2vlFrlLNm
式中丨为R21与R51两方向线的图上距离,单位为mm
10-17题10-17图所示为按卩L=0.001m/mm画的机构运动简图,滑块3为原动件,驱动力P=80N。
各转动副处的摩擦圆如图中所示,滑块与导路之间的摩擦角=200,试求在图示
位置,构件AB上所能克服的阻力矩皿的大小和方向。
首先确定各个运动副中的反力的方向如图所示。
选取构件3为分离体,再选取力比例尺Jf,作出其力多边形,如图所示。
在力多边形中,量得力R23的长为18mm,力P的长为20mm,
所以R二』80=72N
232020
构件2为二力杆,所以R21=尺2二R32二R23=72N
最后得构件AB上所能克服的阻力矩MQ的大小为
Mq=R21I・\=72100.001=0.72Nm
阻力矩M的方向为逆时针方向,如图所示。
已知圆盘1与杠杆2接触
10-18题10-18图所示为按卩L=0.001m/mm绘制的机构运动简图。
D处的摩擦忽略不计。
设重
处的摩擦角=300,各转动副处的摩擦圆如图中所示,悬挂点
物Q=150N,试求出在图示位置时,需加在偏心圆盘上的驱动力矩M的大小。
I
C
2
Q
R12
R21
题10-18图
选取构件2为分离体,再选取力
比例尺JF,作出其力多边形,如图所示。
2020
R12Q150=231N
1313
依据作用力与反作用的关系,得R2^R1^231N
最后得需加在偏心圆盘上的驱动力矩M的大小为
M^R21^^=231140.001=3.2Nm
例10-6图10-19所示为斜面压榨机。
确定在以
Q为主动力的行程中机构的自锁条件。
设所有
移动副的摩擦角均为:
首先利用考虑摩擦机构力分析的步
骤和方法,求出驱动力Q与工作阻力P之间
的关系
Q=Pcot(:
-2)
理想驱动力为Q0=Pcot:
-
效率为
Q。
tan(:
-2:
)
==
Qtan«
令’<
0得自锁条件:
〉<
2「。
10-20题10-20图所示机构,作用于构件3上的P为驱动力,作用于构件1上的Q为生产
阻力。
各转动副处的摩擦圆如图中所示;
各移动副处的摩擦系数均为f,各构件惯性力、
重力忽略不计。
(1)机构处于死点位置时,连杆2与水平线之间的夹角二为多大?
(2)机构自锁时,连杆2与水平线之间的夹角二为多大?
(1)、机构处于死点位置时,
其传动角为零度。
所以连杆2与水平线之间的夹角
90。
(2)、机构自锁时,应有
90
即二_90-C:
IAB
的杆长。
所以最后得
e兰90°
-(arcsin2匕
1AB
arctanf)