机械原理练习回答第十章.doc

10-1 试求出题10-1图中机构的最小传动角和最大压力角。 题10-1图解：（a）、 题10-1图 所以最大压力角 最小传动角 （b）、最大压力角 最小传动角 10-2 标出题10-2图所示机构在图示位置的传动角。 解：(a)对于该机构，在滑块Ｃ处有一传动角，如图所示；在滑块Ｄ处也有一传动角，如图所示。 (b)从动件4受到的驱动力是由构件3提供的。构件4的速度很好确定，而构件3作用于构件4的驱动力的方向的确定应当按照下面的步骤进行：①根据构件3上受有三个力、三个力应当汇交于一点可以确定出构件4作用在构件3上的力；②根据作用力和反作用力的关系，确定出构件3作用在构件4上的力的方向。 图示机构在图示位置的传动角分别如图中所示。 10-5 标出题10-5图中各个凸轮机构在图示位置时的压力角。凸轮为主动件。 题10-6图题10-5图解： 题10-6图 题10-5图 10-6 在题10-6图中，凸轮为主动件，画出凸轮逆时针转过30o时机构的压力角。 解：利用反转法，即将凸轮固定、机架和从动件沿与凸轮转向相反的方向运动，固定铰链点A从点A“反转”到点A’,从动件从AB运动到A’B’,再由点B’的速度方向和从动件的受力方向确定出凸轮逆时针转过30o时机构的压力角，如图所示。 原教材6-8 在题6-8图中凸轮为半径为R的圆盘，凸轮为主动件。 写出机构的压力角与凸轮转角之间的关系； 讨论如果，应采用什么改进设计的措施？ 解：（1）、当凸轮转动任意角时，其压力角如图所示。由图中几何关系有 所以机构的压力角与凸轮转角之间的关系为 题6-8图（2）、如果，则应减小偏距e，增大圆盘半径R和滚子半径rr。 题6-8图 10-10 在题10-1图所示的机构中，以构件1为主动件机构是否会出现死点位置？以构件3为主动件，机构是否会出现死点位置？画出机构的死点位置，并标明机构的主动件是哪一个构件。 题10-1图解：在图示机构中，当 题10-1图 10-12 利用移动副的自锁条件推出：螺旋副中以轴向载荷Q为主动力时（即：反行程），螺旋副的自锁条件为式。 解：当反程时，载荷Ｑ为主动力，Ｐ为阻力。 由移动副自锁的条件，反程驱动力Ｑ与接触面法线n---n的夹角必须小于或等于斜面与滑块之间的摩擦角，即 例10-2 在图10-17a所示的机构中，已知各构件的尺寸及机构的位置，各转动副处的摩擦圆半径、移动副及凸轮高副处的摩擦角? ，凸轮为主动件，顺时针转动，作用在构件4上的工作阻力Q的大小。试求图示位置： 各运动副的反力； 需施加于凸轮1上的驱动力矩。 解：选取长度比例尺?L(m/mm)作机构运动简图。 确定各运动副中反力的方向。 由主动件凸轮的转向，确定出机构中各个构件之间的相对运动方向，如图10-17a所示。 图10-17 凸轮连杆机构考虑摩擦的机构力分析分析各个构件受到的运动副反力和外力。构件1受到的力有R51、R21、；构件2受到的力有R52、R12、R32；构件3受到的力有R23、R43；构件4受到的力有R34、R54、Q。 图10-17 凸轮连杆机构考虑摩擦的机构力分析 先确定凸轮高副处点B的反力R12的方向，与移动副反力方向确定方法相同，该力方向与接触点处的相对速度VB2B1的方向成900+?角。 再由R51应切于运动副A处的摩擦圆，与R21大小相等方向相反，且对A之矩的方向与?1方向相反，确定出R51的方向。R51与R21形成一个力偶与M1平衡； 由于连杆3为受拉二力构件，其在D、E两转动副处所受两力R23及R43应切于该两处摩擦圆，大小相等方向相反，在一条直线上。同时，根据相对转速的方向，可确定出R23及R43的作用线和方向，亦即铰链点D、E的摩擦圆的内公切线。； 反力R52应切于运动副C处的摩擦圆，且对C之矩的方向应与?25的方向相反，同时构件2受有的三个力R12、R52、R32应汇交于一点，由此可确定出R52的方向线； 滑块4所受反力R54应与V45的方向成900+?角，它受到的三个力R34、R54及Q也应汇交于一点，于是可定出R54的方向线。 依照以上的步骤和方法，确定出各个运动副反力的作用线和方向，如图10-17（b）所示。 (2)求各运动副处的反力大小。分别取构件2、4为分离体，列出力平衡方程式为 构件2 构件4 而　　 根据上述力方程式，选取力比例尺?F(N/mm)，从已知力Q画起，作出力多边形，如图10-17（C）所示。由图可得各总反力 其中 为力多边形中第i个力的图上长度(mm)。 (3)求需施加于凸轮1上的驱动力矩。由凸轮1的平衡条件可得 式中 为R21与R51两方向线的图上距离，单位为mm。 10-17 题10-17图所示为按μL=0.001m/mm画的机构运动简图，滑块3为原动件，驱动力P=80N 。各转