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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： 代换前后构件的质量不变； 代换前后构件的质心位置不变； 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。 什么是当量摩擦系数？ 答：为了计算摩擦力简便，把运动副元素几何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。 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 。 √ 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。 （√ ） 分析与计算： 图示为一曲柄滑块机构的a)、b)、c)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,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 电动机所需的功率为 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。 解：此传动装置为一混联系统。 圆柱齿轮1、2、3、4为串联 圆锥齿轮5-6、7-8、9-10、11-12为并联。 此传动装置的总效率 5.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。 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’ 而， P2’ η3η4= Pr’ ，P2’’ η5η6η7= Pr’’ 将已知代入上式可得总效率η=η1η2η3’=0.837 6. 如图所示，构件1为一凸轮机构的推杆，它在力F的作用下，沿导轨2向上运动，设两者的摩擦因数f=0.2，为了避免发生自锁，导轨的长度L应满足什么条件（解题时不计构件1的质量）？ 可得： , 得： ，其中 R正压力产生的磨擦力为： 要使推杆不自锁，即能够上升，必须满足：，即 解得： 7. 图示为一焊接用的楔形夹具，利用这个夹具把两块要焊接的工件1及1’预先夹妥,以便焊接。图中2为夹具体，3为楔块，试确定此夹具的自锁条件（即当夹紧后，楔块3不会自动松脱出来的条件）。 解：此题是判断机构的自锁条件，因为该机构简单，故可选用多种方法进行求解。 解法一：根据反行程时的条件来确定。 反行程时（楔块3退出）取楔块3为分离体，其受工件1、1′和夹具2作用的总反力FR13和FR23以及支持力F′。各力方向如图5-5（a）、(b)所示 ，根据楔块3的平衡条件，作力矢量三角形如图5-5（c）所示 。由正弦定理可得 当时， 于是此机构反行程的效率为 令，可得自锁条件为： 。 解法二：根据反行程时生产阻力小于或等于零的条件来确定。 根据楔块3的力矢量三角形如图5-5（c），由正弦定理可得 若楔块不自动松脱，则应使即得自锁条件为： 解法三：根据运动副的自锁条件来确定。 由于工件被夹紧后F′力就被撤消，故楔块3的受力如图5-5(b)所示，楔块3就如同受到FR23（此时为驱动力）作用而沿水平面移动的滑块。故只要FR23作用在摩擦角φ之内，楔块3即发生自锁。即 ，由此可得自锁条件为： 。 讨论：本题的关键是要弄清反行程时FR23为驱动力。用三种方法来解，可以了解求解这类问题的不同途径。 8. 图示楔块机构。已知：，各摩擦面间的摩擦系数均为,阻力 N。试： ①画出各运动副的总反力； ②画出力矢量多边形； ③求出驱动力P值及该机构效率。 由正弦定理： 和 于是 代入各值得： 取上式中的，可得于是 第6章 机械的平衡 概念： 1. 在转子平衡问题中，偏心质量产生的惯性力可以用 相对地表示。 答：质径积 2. 刚性转子的动平衡的条件是 答：偏心质量产