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)。
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。
R32
解:上图构件2依然受压力。因在转动副A处2、1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F R12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,F R32应切于摩擦圆的下方。
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)。
1
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。
? 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, R 21R310F F F ++=u v u v u v
由正弦定理有
21sin(602sin(90R F F
??
+-=))o o ① 对楔块2,同理有
R12R 320Q F F ++=u v u v u v
12sin(90sin(602R F Q
??+-=))o o ② F R31
O F R32 F R12 3 B F 2 1 O A ?
3 sin(602sin(602F
Q ??
+=?-))
o o 且有2112R R F F = ,8.53arctgf ?==o ③
联立以上三式,求解得F =1430.65N
2 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)、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1:21
sin 90()sin(2R F F ?λλ???-++??=)o ① 对滑块2:12
sin(902sin(90)R Q F ??-+=)o o ② 并且有2112,R R F F arctgf ?==③
解之得cos sin(2)cos 2cos()F Q ?λ??λ??+=
??+