第八章机械中的摩擦和机械效率

第八章机械中的摩擦和机械效率题8-7解1）判断连杆2承受拉力还是压力（如图8-7a）：2）确定、的方向（如图8-7a）：3）判断总反力应切于A、B出摩擦圆上的上方还是下方（如图8-7b）：4）作出总反力（如图8-71c）。想一想：1）在图示的三个不同位置，构件2所受的力是拉力还是压力？在不考虑摩擦时，你能作出它们的作用线吗？2）回想一下，转动副中总反力的作用线是根据哪几个条件来确定？图8-7a图8-7b图8-7c题8-8解：如图8-8所示想一想：1）推杆2共受有几个力？B及C处作用力的方向线应如何确定？2）凸轮1共受有几个力？A处作用力的方向线如何确定？A、B两处的作用力之间有什么关系？图8-8题8-9解：该系统的总效率为电动机所需的功率为=8.029kW想一想：图示机械传动系统中，其各部分的联接属于何种联接？其总效率与各部分的效率之间的关系为何？如何才能提高这种联接方式的传动效率？图8-8题8-10解：此传动属混联1）输入功率（第一种情况）（第二种情况）=7.22kW1.444kW=2.31kW11.552kW2）传动总效0.4623）电动机所需功率=9.53kW12.996kW想一想：1)图示机械传动系统中，其各部分的联接属于何种联接？2)在这种联接的机械传动系统中，其总效率主要取决于哪一部分？为了使该传动系统具有较高的机械效率，在设计这种传动系统时应如何考虑取各部分机构的选择。图8-10题8-11解：1）反行程的自锁条件在反行程（图8-11a），根据滑块的力平衡条件，作力的多边形（图8-11b），得（1）当≤0即≤0时，滑块自锁故自锁条件：≤=arctanf=11.31°临界自锁条件：11.31°2）正行程的效率因滑块的正行程与反行程的运动方向相反，摩擦力要反向，故由式（1）中反号，即可得正行程时驱动力P与生产阻力Q的关系。且有则正行程的效率滑块反行程临界自锁条件下，其正行程的效率为故正行程的效率为0.5667想一想：1）在此题中，如设=0，则其自锁条件和正行程效率将各如何？2）一些资料介绍说，若一机构的反行程自锁，则其正行程的效率将≤0.5，这是一普遍规律吗？通过对本题的演算，应得出什么结论？图8-11题8-12解：1.缓冲器在力作用下楔块2、3被等速推开（正行程）1）确定各楔块间的相对运动方向（如图a）；2）确定各楔块间的总反力的方向（如图，画图时取≈5°）；3）分别取楔块2、1为分离体，有如下两矢量式4）作力多边形（图8-12b），由图可得令≤0得自锁条件为≤，不自锁的条件为＞。2.缓冲器在力作用下楔块2、3等恢复原位（反行程）利用正反行程时力P和以及效率与之间的关系，可直接得令≤0得自锁条件为≥90°，不自锁的条件为＜90°-想一想：1）结合此缓冲器考虑一下，何谓它的正行程和反行程？正、反行程中力之间有什么关系？2）试判断一下所求的不自锁条件是否合理？图8-12a图8-12b题8-13a解：此自锁条件可根据≤0的条件来确定。取楔块3分离体，其反行程所受各总反力的方向如图所示。根据其力平衡条件作力多边形。由此可得且则反行程的效率为令≤0，则≤0即当≤0时，此夹具处于自锁状态。故此楔形夹具的自锁条件为：≤想一想：确定机构自锁条件的方法有几种，为了确定此夹具的自锁条件，你认为用哪种方法比较方便呢？图8-13a题8-13b解：设矿石的重量为Q，矿石与颚板间的摩擦系数为f，则摩擦角φ=arctanf，矿石有向上被挤出的趋势时，其所受力如图所示，由力平衡条件知即且有则当≤0时，即≤0时，矿石将不被挤出，即自锁条件为≤，故角应满足的条件为：≤想一想：1）你能举出几个相似的自锁状况在工程上或生活上应用的实例吗？2）反行程自锁的机构就是反行程不能运动的机构，对吗？图8-13b题8-14解：如图（8-14）所示，过滚柱2与外圈3的接触线的公切面，将形成夹角为的楔形面。由题8-13的结论知，凡具有楔形面或楔形块的机构其楔紧不松脱的条件为此时由此可得d≥=9.42mm为了保证机构能正常工作，滚柱的最大直径不得超过R-h，即d≤R–h=50-40=10mm故滚柱直径d的取值范围为9.42～10mm。想一想：1）图示超越离合器的工作原理是什么？其工作过程如何？2）滚柱直径偏小会带来什么问题？太大又会出现什么现象？图8-14题8-15解：确定各运动副中总反力的方向，如图a所示。各摩擦角为=5.71°各摩擦圆半径为=0.8mm。由作构件1、2的力多边形（图b）。根据正弦定理得与R12=R21联解，得=313.8N由构件4的平衡条件得=106.5N图8-15a图8-15b