机械原理习题卡答案(4)

aB3B2k

vb3’

b 2’ p'

α1≈210rad/s，逆时针

2

b3’’ c ?a?1m/s2/mm 3－8已知铰链四杆机构的位置、速度多边形和加速度多边形如下图所示。试求： ①构件1、2和3上速度均为vX的点X1、X2和X3的位置； ②构件2上加速度为零的点Q位置，并求出该点的速度vQ； ③构件2上速度为零的点H位置，并求出该点的加速度aH；

H X2 μl＝0.002m/mm

B 1 ω A X1

D X3

4 2 3 Q

μa＝C c′ n3

μv＝

h′ p(a,d,h)

c

x p′(q′) x1 n2 q x2 b 3－9 图示连b′

杆机构，长度比例尺μl＝aH=μv×p'h'≈0.05×69=3.4vQ=μv×pq≈0.01×39=0.39m0.001m/mm，其

中lAB＝15mm，lCD＝40mm，lBC＝40mm，lBE＝lEC＝20mm，lEF＝20mm，ω1＝20rad/s，试用相对韵达图解法求：

（1） ω2、ω3、ω4、ω5的大小和方向； （2） α2、α3、α4、α5的大小和方向；

16 （3） 构件4上的点F4的速度vF4和加速度aF4 （4） 构件5上的点F5的速度vF5和加速度a F5。（速度多边形和加速度多边形的比例尺分

别为μv＝0.005（m/s）/mm，μa＝0.006（m/s2）/mm，要求列出相应的矢量方程式和计算关系式。）

解：速度多边形和加速度多边形如图所示

（1）ω2=7.75rad/s，ω3=9rad/s，逆时针方向

ω4=ω5=5rad/s，顺时针方向

（2）α2=165rad/s2，顺时针方向；α3=67.5rad/s2，逆时针方向；α4=α5=52.34rad/s2，顺时针方向

（3）aF4＝pf4?v?36?0.005?0.18m/s，aF4?p'f4'?a?2.52m/s2 （4）vF5＝pf5?v?30?0.005?0.15m/s，aF5?p'f5'?a?1.62m/s2

17 第4章 平面机构的力分析 第5章机械的效率和自锁 概念：

1. 凡是驱动机械产生运动的力统称为 力，其特征是该力与其作用点的速度方向 或成 ，其所作的功为 。

A．驱动； B．平衡； C．阻抗； D．消耗功； E．正功；

F．相同； G．相反； H．锐角； I．钝角； J．负功 答：AFHE

2. 简述进行质量代换需要满足的三个条件？动代换和静代换各应满足什么条件？ 答：质量代换法需满足三个条件：

1、 代换前后构件的质量不变； 2、 代换前后构件的质心位置不变；

3、 代换前后构件对质心轴的转动惯量不变；

其中：动代换需要满足前面三个条件；静代换满足前两个条件便可。

3. 什么是当量摩擦系数？分述几种情况下的当量摩擦系数数值。

答：为了计算摩擦力简便，把运动副元素几何形状（接触面形状）对运动副的摩擦力的影响因素计入到摩擦系数中，这种转化后的摩擦系数称为当量摩擦系数。 对单一平面 fV?f；槽角为2?时fv?f；半圆柱面接触时fV?kf，k?1~?/2 sin?

4．移动副中总反力的方位如何确定？

答：1）总反力与法向反力偏斜一摩擦角2）总反力的偏斜方向与相对运动方向相反。

5. 移动副的自锁条件是 驱动力作用在移动副的摩擦角内 。

6. 转动副的自锁条件是 驱动力臂≤摩擦圆半径 。

7. 判定机械自锁的条件有哪些？

答：1)驱动力位于摩擦锥或摩擦圆内； 2）机械效率小于或等于0

3）能克服的工作阻力小于或等于0

8.判断对错，在括号中打上 √ 或 ×：

在机械运动中，总是有摩擦力存在，因此，机械功总有一部分消耗在克服摩擦力上。 （√ ）

18 分析与计算：

1. 图示为一曲柄滑块机构的a)、b)、c)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（构件重量及惯性力略去不计）。

2. 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上的外载荷，试确定各运动副中总反力（FR31、FR12及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φ如图所示）。

3. 图示为一带式运输机，由电动机1经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所需的曳引力P=5500N，运送速度u=1.2m/s。带传动（包括轴承）的效率η1=0.95,

19 每对齿轮（包括其轴承）的效率η2=0.97,运输带8的机械效率η3=0.9。试求该系统的总效率及电动机所需的功率。 解：该系统的总效率为

2???1?2?3?0.95?0.972?0.9?0.8045

L 电动机所需的功率为

N?P?v??5500?1.2?10?30.8045?8.204(kw)

2 4.如图所示为一输送辊道的传动简图。设已知一对圆柱齿轮传动的效率为0.95；一对圆锥齿轮传动的效率为0.92 (均已包括轴承效率)。求该传动装置的总效率。

1 100 F 解：此传动装置为一混联系统。 圆柱齿轮1、2、3、4为串联

?'??12?34?0.952圆锥齿轮5-6、7-8、9-10、11-12为并联。 ?''??56?0.92此传动装置的总效率

???'??''??12?34?56?0.952?0.92?0.835.图示为由几种机构组成的机器传动简图。已知：η1=η2=0.98，η3=η4=0.96，η5=η6=0.94，η7=0.42，Pr’=5KW，Pr’’=0.2KW。求机器的总效率η。

3 η3 4 η4 Pr’’ η1 η2 5 η5 6 η6 7 η7 Pr’ 1 2 解：设机构3、4、5、6、7 组成的效率为η3’，则机器的总效率为η=η1η2η3’

Pr'?Pr''而??'， P2’ η3η4= Pr’ ，P2’’ η5η6η7= Pr’’

P2?P2'''3将已知代入上式可得总效率η=η1η2η3’=0.837

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