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1、第四章 第五章 机械中的摩擦和机械效率1什么是摩擦角？移动副中总反力是如何定的？2何谓当量摩擦系数及当量摩擦角？弓I入它们的目的是什么？3矩形螺纹和三角形螺纹螺旋副各有何特点？各适用于何种场合？4何谓摩擦圆？摩擦圆的大小与哪些因素有关？5为什么实际设计中采用空心的轴端？6何谓机械效率？7效率高低的实际意义是什么？8何谓实际机械、理想机械？两者有何区别？9什么叫自锁？10在什么情况下移动副、转动副会发生自锁？11机械效率小于零的物理意义是什么？12工作阻力小于零的物理意义是什么？13从受力的观点来看，机械自锁的条件是什么？14机械系统正行程、反行程的机械效率是否相等？为什么？15移动副的自锁条件
2、是_；转动副的自锁条件是一；螺旋副的自锁条件是_o16机械传动中，V带比平带应用广泛，从摩擦的角度来看，主要原因是。17普通螺纹的摩擦 矩形螺纹的摩擦，因此，前者多用于（传动、紧固联接）。18影响当量摩擦系数的因素有。19如图所示由A、B、C、D四台机器构成的机械系统，设各单机效率分别为 nA, B, C, D,机器 B、D的输出功率分别为NB,ND（1）该机械系统是串联，并联还是混联？ （ 2）写出该系统输入总功率N的计算式。20在如图所示的曲柄滑块机构中，已知各构件尺寸、作用在滑块上的水平驱动力F、各转动副处摩擦圆（图中用虚线表示）及移动副的摩擦角氛不计各构件的惯性力和重力，试作出各构件的
3、受力分析。21图示楔块夹紧机构，各摩擦面的摩擦系数为f,正行程时Q为阻抗力，P为驱动力。试求:（1反行程自锁时a角应满足什么条件？ （ 2 ）该机构正行程的机械效率 n/z/z1=0.97，圆a22如图所示为由齿轮机构组成的双路传动，已知两路输岀功率相同，锥齿轮传动效率 柱齿轮传动效率12=0.98，轴承摩擦不计，试计算该传动装置的总效率nAfp23在图示铰链机构中，铰链处各细线圆为摩擦圆，为驱动力矩，为生产阻力。在图上画出.r下列约束反力的方向与作用位置：%、新。f24在图示的制动装置中，构件4是待制动转子，其上作用着已知转矩，机构中各转动副 A、B、C、D处的摩擦圆半径均为 丨，凸轮1与摆
4、杆2在E点的摩擦角为I，制动块3与转子4的摩擦 圆半径为（I、如图示。试在机构图中画岀在制动过程中各运动副（包括3与4之间的总反力（指向及作用线位置，并写岀求解作用在凸轮1上的制动力的方法步骤。（注：图中细线表示摩擦圆）25图示的高副机构中，是作用在主动构件 1上的驱动力矩，是作用在从动件 2上的阻力。设已知构件1、2在接触点P的摩擦角 及A、B两铰链的摩擦圆(如图所示，试在图中画岀运动副反- *力，的方向线(包括位置、指向。，凸轮顺时26在例5-4图(a)所示的机构中，已知各构件的尺寸及机构的位置，长度比例尺为 (m/mm )，各转动副处的摩擦圆如图中的虚线圆，移动副及凸轮高副处的摩擦角为
5、针转动，作用在构件 4上的工作阻力为 Q。若不计各构件的重力和惯性力，试求:(1)在图示位置各运动副的反力；(2) 在图示位置需施加于凸轮上的驱动力矩M1；(3) 机构在图示位置的机械效率n27图示为机械手抓料机构。图中各铰链处用细线所画小圆为摩擦圆。已知吊爪在D处与重物之间的摩擦角为，试画岀在机械手抓起重物以后的情况下，以5给3的力为主动力时，作用在构件3上的各力的作用线及方向，并列岀其力平衡矢量方程式，画岀力多边形。图示比例尺p, = 5 nun/mm28图示手压机机构运动简图。运动副A、B、C处的摩擦圆(以细线圆表示及移动副的摩擦角如图示。作用于构件1上的驱动力P=500N。试用图解法作
6、：(1在该简图上画岀各运动副的总反力作用线及指向;(2写岀构件1、3的力矢量方程式；(3画岀机构的力多边形 (=10;(4计算压紧力 之值。29图示为破碎机在破碎物料时的机构位置图，破碎物料4假设为球形。已知各转动副处的摩擦圆(以细线圆表示及滑动摩擦角如图所示。试：(1在图中画岀各转动副处反力及球料4作用于构件3上反力的作用线及方向;（2导岀球料不被向外挤岀 （即自锁时的 角条件。30图示焊接用的楔形夹具，1、1为焊接工件，2为夹具体，3为楔块，各接触面间摩擦系数均为（1画岀楔块在夹紧力作用下向外退岀（称反行程时的受力图及力多边形，写岀反行程中阻力的计算式；（2导岀反行程的自锁条件。第四章 第
7、五章 机械中的摩擦和机械效率15移动副的自所条件是 44转动副的自所条件是 亠三p螺旋副 的自所条件是2三416机械传动中，V带比平带应用广泛，从摩擦的角度来看，主要原因是V带为槽面摩擦f大。17普通螺纹的摩擦 大于 矩形螺纹的摩擦，因此，前者多用于紧固联接 （传动、紧固联接）。18影响当量摩擦系数的因素有接触面间的摩擦系数 f和接触面的几何形状。19 （ 1）该机械系统是 混联（2）2021 ( 1 )反行程自锁时a角应满足(2)该机构正行程的机械效率tanatan（s 一 2妙）22 n =0.950623 (1)根据构件间的相对运动关系和平衡条件，确定各运动副中总反力的作用线 位置和方向
8、；(2)从二力杆开始进行机构的力分析。解：(1)构件2受力分析构件2为二力杆，且为拉杆，可初步判断出 二、的大致方向，再由对C点的力矩与反向，对B点的力矩与反向，可以判断出切点。注意：知-厂 E 一 (2)构件1受力分析构件1为力矩平衡，这样可知与大小相等，方向相反，构成力偶与平衡。然后根据对D点的矩与反向可判断出的切点。(3)构件3受力分析构件3受三力平衡，故三力应汇交一点T/ -录.-，匚i：，可大致画出力多边形，判断出的大致方向，然后由对 A点矩与反向原则，判断出的切点。24 (1作出各运动副反力的作用线如图。(2求解的方法与步骤:(a由转子4的力平衡条件画出和，由已知Mr求出= 为和间
9、的距离；I(b由构件2的力平衡条件画力三角形，求出(其中(C由凸轮1的力平衡条件画力三角形，求出0 (其中25 (1)构件1为力矩平衡；(2)构件2为三力平衡；(3)作出 R12，R31，R21，R32作用线。26解题要点：(1) 首先，分析并标出各构件间的相对运动方向；(2) 其次，关键是确定运动副中总反力的方向；(3) 然后，从二力杆开始进行各构件的受力分析。解：(1)求各运动副的反力根据机构的运动情况和力的平衡条件，可确定各运动副总反力的作用线位置和方向如例题干图所示，分别取构件2、4为示力体，列出力平衡方程式为构件 2 / i: -a J构件4 -亠强心上而-P- 決-舅;一根据上述3
10、个力平衡方程式，选取力比例尺(N/mm)作力多边形abed，如下图所示。由图可得各总反力，其中为力多边形中第 个力的图上长度(mm)。(2)求需施加于凸轮1上的的驱动力矩 M1由凸轮1的平衡条件可得式中，I为与 两方向线的图上距离，单位为 mm。(3) 求机械效率由机械效率计算公式，先求理想状态下需施加于凸轮1上的驱动力矩 。为此，取同样的力比例尺作出机构在不考虑摩擦状态下，即11 ,，各运动副反力(即正压力)的力多边形，如下图(c)nl-示。由图可得正压力的大小为 =(N)再由凸轮1的力平衡条件可得翼二爲.訝二世”爲壬為(N-m)t nl:jj式中，为与=两方向线的图上距离(mm) 因此，该
11、机构在图示位置的瞬时机械效率为严疋h/(恳/27 (1作出三个运动副反力作用线如图(2构件3力平衡方程式：(3作力三角形。28 (1画出运动副反力的作用线如图a (2矢量方程式:构件1 :+ 5 =0iiF构件3 :+几揄+ =0(3作出力多边形，见图b (4压紧力Q=7010=700N(a (b29 (1作出各运动副反力的作用线如图。(2自锁条件分析：(a画出球料的受力图。(b自锁时的力条件|ICOS(=R54COS (1sin(R54sin(2联立(1、(2式解岀:tg( tg ,2或直接由图上得岀应作用在与nn线成角的范围内，即，230 (1作出受力分析图(2块3的受力分析按正弦定理心 sin(a -2) sin(90 + cosP sin( cr -)fj = =:(3自锁条件-1若 ，有 为自锁条件，或，：，a 2。
