机械原理 习题答案 作者 王德伦 第12章.docx

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1、12-1如图所示为几何对称钳式握持器，转动副处摩擦圆半径为ρ，夹起重物后两钳夹角为，重物重力为G。试对该夹持器进行受力分析（画出作用力方向，写出力平衡方程，并画出力多边形），根据自锁条件确定钳口处摩擦系数多大才能保证重物安全夹持？图12.31习题1图夹钳式握持器解：对圆环处受力分析，见右图)。在Y轴上投影得：从而得：设钳口与重物之间的正压力为，摩擦力为，钳口处的摩擦系数为。要保证重物安全夹持，则根据自锁条件有设,的合力为R1，其方向与水平方向成φ角。则：即(1)取夹持器的一半进行受力分析如图2a所示，且转动副处的力R2与摩擦圆相切，方向由三力汇交得到。图2a图2b由图2b，在X

2、、Y方向上进行投影得：其中：；只有、是未知数，，通过这两个方程即可解出，可求得摩擦系数f。12-2机床滑板与床身的接触形式如图所示，机床滑板的运动方向垂直于纸面，测定接触面间的滑动摩擦系数为f=0.1。试求滑板的当量摩擦系数fe的大小。图12.32习题2图机床滑板解：设山形导轨角度为а，如图所示。以滑板为对象受力图如上。可以知道其中F2为FN的合力所以C处的摩擦力为，A处的摩擦力为则：设当量摩擦系数，则即：所以求得的摩擦系数为12-3图12-28所示鼓式制动器，设计的制动力矩要求为为3500Nm，制动蹄上有摩擦衬片的当量摩擦系数f=0.25，摩擦面作用的平均半径R=120mm，

3、制动时轮缸活塞压迫制动鼓的最大径向紧力为20KN。试验证能否满足制动力矩的要求，如果不能满足要求可以采取那些措施？解：设制动力矩为制动器的摩擦力矩，则制动力矩Mf为故不能满足制动要求。采取措施：1，增大轮缸所产生地推力，即增大径向力。2，增大摩擦衬片的摩擦因数，即改用摩擦因数较大的材料。12-4图示为带式制动器，试分析其制动原理。如果采用平面皮带制动是制动力矩不足时，如何改进设计提高制动力矩。图12.33习题4图带式制动器解：制动原理：制动时，在制动杠杆的一端施加一个向下的力Q，拉动与制动杠杆相连的制动带，从而箍紧制动轮，制动轮在摩擦力产生的制动力矩的作用下，逐渐停止转动。制动

4、力矩不足时，可采取措施：1.采用双匝制动带，能更好的与制动轮外圆表面贴合，因而在活动段作用力一定的情况下，可以提供更大的制动摩擦力矩。2.增大制动带内表面摩擦材料的摩擦因数。12-5反制钢板钳是一种应用比较广的吊装工具，它强度高重量轻；齿面淬火，耐磨防滑；主要用于用于水平起吊如图a所示。如若仅仅采用一个板钳起吊钢板，结构如图b所示，试设计钳口和回转副的相对位置尺寸，以保证起吊工作的安全性（要符合摩擦自锁原理）。(a)(b)图12.34习题5图板钳解：（1）先对板坯进行受力分析，受到了3个力的作用。根据力的平衡条件列平衡方程将上式分解到x和y方向，并结合得设板厚度为e联立解得（2

5、）对钳口受力分析如图所示，设摩擦圆的半径为ρ由力平衡知由力矩的平衡知对于回转的夹紧件分析由力平衡有由力矩平衡有联立方程组即可求得L2，L3就可以确定钳口和回转副的相对位置尺寸