机械原理第12章习题解答

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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：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所示。转动副处的力R2与摩擦圆相切，方向根据力矢量三角形确定如图示。设R2与水平方向成δ角力的平衡方程(2)(3)力矩平衡有(4)对圆

2、环处受力分析见图2中a)。则(5)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：设山形导轨一般的角度为а，如图所示。受力图如上。可以知道设当量摩擦系数fe则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，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

3、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素，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。制动力矩不足时，可采取措施：一，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

4、矩。二，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：设回转副B与钳口相连，圆形O为压着板柸的杆的外圆轮廓所确定的圆形。圆的直径为D，设B处的摩擦圆半径为ρ。B点O点之间的偏心距为e。为了保证起吊工作的安全性，则设计过程中要符合摩擦自锁原理，即要满足下式：其中则由可得到δ（1）设钳口和回转副的垂直距离为H，

5、则（2）联立（1），（2）即可求得H