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1、第 4 章 不考虑摩擦时平面机构的力分析题 4-2 在图示的凸轮机构中，已知各构件的尺寸、生产阻力 Fr 的大小及方向以及凸轮和推杆上的总惯性力 F I1和 FI2，试以图解法求各个运动副中的反力和需要施加在凸轮轴上的平衡力偶矩 Mb。（注：已知各力的大小自己确定，要求列出力的矢量方程，并作图求解未知力）FI23O22T2F rBFI1S1O11题4-2图解：题 4-4 在图示的四杆机构中，已知1-1， l AB=140mm ，=20sl BC =400mm ， lCD =400mm ，l AD =600mm ，构件 2 和 3 的重量分别为G2 47N， G3 56N，对其形心的转动惯量为J
2、 0.286kg.m2， J 0.505kg.m 2 ，构件 1 的质量略去不计，试求S2S3需要加在构件1 上的平衡力以及各个运动副中的反力。解：CS232S3B1DA4题4-4图第 5 章 摩擦与效率题 5-1 图 a)所示的导轨副为由拖板 1 和导轨 2 组成的复合移动副，拖板的运动方向垂直于纸面；图 b)所示为由转轴 1 和轴承 2 组成的复合转动副，绕轴线 OO 转动。现已知各个运动副的尺寸，并设 G 为外加总载荷，各接触面之间的摩擦系数均为 f 。试分别求导轨副的当量摩擦系数 fV 和转动副的摩擦圆半径 。l1l 22S1G2a)l 1l 2rOS2e1OG2b)题5-1图解：1）
3、求图 a)所示的导轨副的当量摩擦系数fV故 fV F/G 2）求图 b)所示的导轨副的摩擦圆半径故 Mf /G题 5-2 图示为一锥面径向推力轴承，已知其几何尺寸如图所示，设轴总载荷 G，轴承中的滑动摩擦系数为 f，试求轴 1 上所受的摩擦力矩跑合轴端来加以分析） 。1 上承受有铅直 Mf （分别以新轴端和提示：可以利用当量摩擦系数的概念直接引用平轴端轴承的公式求得。解：若为新轴端轴承，则G1r 22r 1若为跑合轴端轴承，则2题 5-2题 5-3 图示为一曲柄滑块机构的三个位置，F 为作用在图活塞上的力，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
4、用力的真实方向（各构件的重量及惯性力略去不计）。解：解题步骤如下1）判断连杆2 承受的是拉力还是压力；2）通过相应角度的变化来确定21、 23 的方向；3）判断总反力应切于A、 B 处摩擦圆的上方还是下方；4）作出总反力的具体方向。MA21OB F 34A21FMBO34BFO 123MA4题5-3图题 5-4 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，Q 为作用在推杆2 上的外载荷，试确定各运动副中总反力（FR31、 F R12、 F R32）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 处摩擦角为=10 ° ）。解：2CBQM3A1题5-4图题
5、5-5 在图示的缓冲器中，若已知各楔块接触面间的摩擦系数f 及弹簧的压力F S，试求当楔块 2、 3 被等速推开及等速恢复原位时力F和 F '的大小、该机构的效率以及此缓冲器正、反行程均不至发生自锁的条件。F1FSFS234题5-5图解：1缓冲器在F 力的作用下楔块2、3 被等速推开称为正行程1) 确定各个楔块之间的相对运动方向( 标于图中 ) ；2)确定各个楔块之间的总反力的方向（画图时取摩擦角 5°）；3)分别取楔块 2、 1 为研究对象，作受力分析图，列相应的矢量方程式：4）作力的多边形，由图可得：F F 0令0 得相应的自锁条件为： _ ；故不自锁条件为 _ 。2缓冲
6、器在F S 力的作用下楔块2、 3 等速恢复原位则为反行程利用正、反行程时力F 和 F ' 以及效率与' 之间的关系，可直接得F ' ' 令 ' 0 得自锁条件为 _ ，故不自锁条件为_ 。题 5-6 图示的为一带式运输机，电动机1 经平带传动和一个两级齿轮减速器带动运输带 8。已知运输带8 所需要的曳引力F 5500N ，运送速度v 1.2m/s。平带传动（包括轴承）的效率为 0.95，每一对齿轮（包括其轴承）的效率为 0.97，运输带8 的机械12效率为 0.92（包括其支撑和联轴器）。试求该传动系统的总效率以及电动机所需要的3功率。解：该系统的总效
7、率为：电动机所需要的功率为P728l9005v64F3题5-6图题 5-7 如图所示，电动机通过V 带传动、圆锥、圆柱齿轮传动带动工作机A 及 B。假设每对齿轮包括轴承的效率在内的效率 0.97，带传动的效率 0.92，工作机 A、B 的13功率分别为P 5kW 、P 1kW ，效率分别为 0.8、 0.5，试求电动机所需的功率。ABABAB题5-7图解：图示的传动属于_联传动（指出传动类型）。第一种 方法 ：输入功率 PP /_=_kW ；AAPB PB /_=_kW ；电动机所需要的功率P 电 _=_第二种 方法 ：传动总效率 _=_ ；电动机所需要的功率P 电 _=_ 。题 5-10 在
8、图示旋臂起重机中，已知G 50kN ，l 5m，h 4m，轴径的直径为d 80mm，径向和止推轴径的摩擦系数均为 f 0.1，假设它们都是非跑合的，求旋臂转动时所需的力矩 M。lGh题 5-10 图题 5-11 在图示的拖拉机转向离合器中，已知传递的功率N22kW ，转速n 1000r/min ，摩擦系数 f 0.34，主动轴 A 的圆盘数为 4，从动轴 B 的圆盘数为 5，接触面的内半径 r 1160mm ，外半径 r 2 200mm，安全系数 K 1.33，求应加的弹簧压力 FS。AF SBr1r 2题 5-11 图解：1根据题意可以得知该转向离合器能够传递的真实功率为：N1=KN =而其对应的驱动力矩为：Md= 9549N1/n=2由多圆盘转向摩擦离合器的结构特点可以得知该离合器工作过程中所产生的摩擦面的个数为： _ （个）。而由离合器的工作特点可知在工作程中，每一个摩擦面所产生的摩擦力矩为：Mf=而总的摩擦力矩为：Mf =_ Mf=3由离合器力矩平衡可得：Md=M f则 FS=
第4章不思量摩擦时平面机构的力分析
