机械原理课后习题答案

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1、第四章课后习题4—12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（构件重量及惯性力略去不计）。FABOMω1234FR12FR32ω21ω23解：上图中构件2受压力。因在转动副A处2、1之间的夹角∠OAB在逐渐减小，故相对角速度ω21沿顺时针方向，又因2受压力，故FR12应切于摩擦圆的下方；在转动副B处，2、3之间的夹角∠OBA在逐渐增大，相对角速度ω23也沿顺时针方向，故FR32应切于摩擦圆的上方。BF3AOMω124FR32ω21ω23FR12解：上图构件2依然受压力。因在转动副A处2、1

2、之间的夹角∠OAB逐渐减小，故相对角速度ω21沿顺时针方向，又因2受压力，故FR12应切于摩擦圆的下方；在转动副B处，2、3之间的夹角∠OBA逐渐减小，故相对角速度ω23沿逆时针方向，FR32应切于摩擦圆的下方。FBAMω1234FR32ω21ω23OFR12解：上图构件2受拉力。因在转动副A处2、1之间的夹角∠OAB在逐渐增大，故相对角速度ω21沿顺时针方向，又因2受拉力，故FR12应切于摩擦圆的上方；在转动副B处，2、3之间的夹角∠OBA逐渐减小，故相对角速度ω23沿顺时针方向，FR32应切于摩擦圆的下方。4-13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，F为作用在推杆2上

3、的外载荷，试确定凸轮1及机架3作用给推杆2的总反力FR12及FR32方位（不考虑构件的重量及惯性力，图中虚线小圆为摩擦圆）。20FR32FR123BF21OAFR31O解：经受力分析，FR12的方向如上图所示。在FR12的作用下，2相对于3顺时针转动，故FR32应切于摩擦圆的左侧。Ø补充题1如图所示，楔块机构中，已知γ＝β＝60°，Q＝1000N格接触面摩擦系数f＝0.15，如Q为有效阻力，试求所需的驱动力F。解:对机构进行受力分析,并作出力三角形如图。对楔块1，由正弦定理有①对楔块2，同理有②20且有，③联立以上三式，求解得F＝1430.65N2如图示斜面机构，已知：f（滑块1、2与导槽

4、3相互之间摩擦系数）、λ（滑块1的倾斜角）、Q（工作阻力，沿水平方向），设不计两滑块质量，试确定该机构等速运动时所需的铅重方向的驱动力F。解:滑块1、2受力情况及力三角形如图所示。由正弦定理有对滑块1：①对滑块2：②并且有③解之得20第五章课后习题5—8图示为一带式运输机，由电机1经平带传动及一个两级齿轮减速器带动运输带8。设已知运输带8所需的引力F=5500N，运送速度v=1.2m/s。平带传动（包括轴承）的效率=0.95，每对齿轮（包括轴承）的效率=0.97，运输带8的机械效率=0.92(包括支承和联轴器）。试求该系统的总效率及电动机所需的效率。解：该系统的总效率为电机所需的功率为5—

5、9如图所示，电动机通过V带传动及圆锥、圆柱齿轮传动带动工作机A及B。设每对齿轮的效率=0.97（包括轴承的效率），带传动的效率=0.92，工作机A、B的功率分别、，效率分别为，，试求电动机所需的功率。解：输入功率电机所需功率205—12a)图示为一焊接用楔形夹具，利用这个夹具把要焊接的工件1和1＇预先夹妥，以便焊接。图中2为夹具，图中2为夹具体，3为楔块，若已知各接触面间的摩擦系数均为f,试确定此夹具的自锁条件。解法1 根据反行程时η＇≤0的条件来确定。反行程时（楔块3退出）取楔块3为分离体，其受工件1（及1＇）和夹具2作用的反作用力R13和R23以及支持力P,各力方向如图a所示，根据楔块

6、3的平衡条件，作封闭三角形如图c所示。反行程时R23为驱动力,由正弦定理可得当φ=0(不考虑摩擦)时，得理想驱动力为:于是得此机构反行程的机械效率为:          令，可得自锁条件为。解法2根据反行程时生产阻力小于或等于零的条件来确定。根据楔块3的力三角形（图c），由正弦定理有若楔块3不自动松脱，则应使P≤0，即得自锁条件为:解法3根据运动副的自锁条件确定。由于工件被夹紧后P力就被撤消，故楔块3的受力如图b所示，楔块3就如同一个受到R23（此时为驱动力）作用而沿水平面移动的滑块。故只要R23作用在摩擦角φ之内，楔块3即发生自锁。R23与垂直方向之间的夹角是α-φ,要使R23作用在摩擦

7、角φ之内,即所以,楔块3发生自锁的条件是:20（b）设矿石的重量为Q，矿石与颚板间的摩擦因数为f，则摩擦角为矿石有向上被挤出的趋势时，其受力如图，由力平衡条件知：QαφαFR32FR12φ123由正弦定理得QFR32FR12α-2φ令Q≤0，得故自锁条件为：[参考方法二：即∴当<0时，即，矿石将不被挤出，即自锁条件为]Ø补充题：如图示斜面机构，已知：f（滑块1、2与导槽3相互之间摩擦系数）、λ（滑块1的倾斜角）、F（驱动