机械原理第七版西北工业大学课后习题答(2-11章)(7)

2018-11-18 21:37

FR411AFR21FdFR43FR21FrFR36D3FtFR32CFR42B2FR12A1FR16FR45GFR42FR32F65θBR432θ6F655FdFR2334θFR41FR234FR45EGFrFR12Ft(a)

Fr(b)(c)(d)题4-8 在图示的曲柄滑块机构中,设已知lAB=0.1m,lBC=0.33m,n1=1500r/min(为常数),活塞及其附件的重量G3=21N,连杆质量G2=25N,JS2=0.0425kg2m2,连杆质心S2至曲柄销B的距离lBS2=lBC/3。试确定在图示位置时活塞的惯性力以及连杆的总惯性力。

解:1) 选定比例尺, (图(a) )

2)运动分析:以比例尺以比例尺B1AS22C′′′B1AS2C′34′′ 绘制机构运动简图。

(a)(b)(c)作速度多边形,如图 (b)

(a)(b)(c)作加速度多边形如图4-1 (c)

′(a)(b)(c)′34′′ ′′′′B1AS22C′34′′ (a)(b)(c)(a)(b)(c)′B1AS22C34′′ (a)(b)(c)3) 确定惯性力 活塞3:连杆2:

′′′′B1AS22C′34′′ 方向与′′(a)(b)(c)相反。

(a)(b)(c)′′B1AS22C34′ 方向与(a)(b)(c)相反。

(a)(b)(c)B1AS22C′34′′ (顺时针)

(a)(b)(c)总惯性力:′′B1AS22C′34′′(a)(b)(c) ′′B1AS22C′34′′ (图(a) )

(a)(b)(c)′′B1AS22C′34′′(a)

(b)(c)题4-10 图a所示导轨副为由拖板1与导轨2组成的复合移动副,拖板的运动方向垂直于纸面;图b所示为由转动轴1与轴承2组成的复合转动副,轴1绕其轴线转动。现已知各运动副的尺寸如图所示,并设G为外加总载荷,各接触面间的摩擦系数均为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ρ。

解:1)求图a所示导轨副的当量摩擦系数右

,把重量G分解为G左,G

ω23Bω23B2FR12MA31PPFR313FR32FR32CFR12FR21FR32CFR12FR32FR212FR12MA1Pω23FR32CFR12FR32FR21ωωMA1 , ω23B2FR12MA31PFR32CB2FR12MA1Pω3ω3MA1 , ω13ω13MA1

PFR31PFR31FR21FR12FR323PFR31ω1ω1MA1

2)求图b所示转动副的摩擦圆半径 ω23FR32CFR12FR32FR21ω23FR32CFR12FR32FR21支反力B2FR12MA1Pω3ω3MA1 ,B2FR12MA1Pω3ω3MA1

PFR31PFR31假设支撑的左右两端均只在下半周上近似均匀接触。

ω23FR32CFR12FR321PPFR313对于左端其当量摩擦系数摩擦力矩ωB2FR12MA31PPFR313FR3223FR21B2FR12MAω3ωMA1 ,摩擦力ω23B2FR12MA31PFR32CFR12FR323PFR31FR21ωωMA1

FR32CFR12FR21ω1ω1MA1

ω23FR32CFR12FR321PPFR313FR21B2FR12MA3对于右端其当量摩擦系数ω23B2FR12MA31PPFR313FR32FR32CFR12FR21ωωMA1 ,摩擦力

ωωMA1

ω23B2FR12MA31PPFR313FR32FR32CFR12FR21摩擦力矩ωωMA1

FR21FR12FR32ω23FR32C摩擦圆半径

B2FR12MA1Pω13ω13MA1

PFR31题4-11 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1上受铅直总载荷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Mf(分别一新轴端和跑合轴端来加以分析)。

ω23FR32CFR12FR321PPFR313解:此处为槽面接触,槽面半角为。当量摩擦系数FR21B2FR12MAω3ωMA1

代入平轴端轴承的摩擦力矩公式得

ω23FR32CFR12FR321PPFR313FR21若为新轴端轴承,则 B2FR12MAω13ω1MA1

ω23FR32CFR12FR32FR21若为跑合轴端轴承,则

B2FR12MA1Pω3ω3MA1

PFR31题4-13 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上所画的虚线小圆为摩擦圆,试决定在三个位置时,作用在连杆AB上的作用力的真实方向(各构件的重量及惯性力略去不计)

解:图a和图b连杆为受压,图c连杆为受拉.,各相对角速度和运动副总反力方向如下图

FR12MOAω212ω11ω23B3FR32P(a)FR12MA1Oω4ω212ω23B3P4FR32B34(b)MOFR12ω11Aω21ω232PFR32(c)图4-5 题4-14 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,试确定在各运动副中总反力(FR31,FR12及FR32)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φ=10°)。

解: 1) 取构件2为受力体,如图4-6 。由构件2的力平衡条件有:

ωB2FR12MA31PPFR313FR3223FR32CFR12FR21ω1ω1MA1 三力汇交可得 ωB2FR12MA31PPFR313FR3223和

FR32CFR122) 取构件1为受力体,FR21ω1ω1MA1

ω23B2FR12MA31PFR32CFR12FR323PFR31FR21ω1ω1MA1

题4-18 在图a所示的正切机构中,已知h=500mm,l=100mm,ω1=10rad/s(为常数),构件3的重量G3=10N,质心在其轴线上,生产阻力Fr=100N,其余构件的重力、惯性力及所有构件的摩擦力均略去不计。试求当φ

1

=60°时,需加在构件1上的平衡力矩Mb。提示:构件3受力倾斜后,

构件3、4将在C1、C2两点接触。 解: 1) 选定比例尺 绘制机构运动简图。

2)运动分析:以比例尺(b)

,作速度多边形和加速度多边形如图(a),

3) 确定构件3上的惯性力

B2B2FI33CFR43Fr′′′ωA41FrFR43FI3′3CCGCFr(c)B′′FR43-FR43′G′FR41A1FR21FR12

′′(e)(b)(d)(a)4) 动态静力分析:


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