机械原理（郭宏亮）第4章答案

本文格式为Word版，下载可任意编辑——机械原理（郭宏亮）第4章答案习题

1.判断题

（1）摩擦力总是有害阻力。（×）（2）惯性力是构件在作变速运动时产生的。（√）（3）机械效率是用来衡量机械对能量有效利用程度的物理量。（√）（4）V带传动利用了楔形面能产生更大摩擦力的原理。（√）（5）自锁是机械的固有属性，所以机械都有自锁现象（×）2.单项选择题

（1）重力在机械运转过程中起到的作用是（C）A．作正功B．作负功C．有时作正功，有时作负功D．不做功（2）不能称为平面机构的基本运动形式的是（C）A．直线移动B．定轴转动C．曲线运动D．平面运动（3）楔形面比平面能产生更大的摩擦力，是由于（B）

A．楔形面构件表面的实际摩擦因数变大B．由于结构导致的当量摩擦因数更大C．正压力变大3.简答题

（1）何谓机构的动态静力分析？对机构进行动态静力分析的步骤如何？答：机构的动态静力分析就是将惯性力视为一般外力加于相应构件上，再按静力分析的方法进行分析。

对机构进行动态静力分析的步骤：①计算各构件的惯性力；

②确定机构董乂静力学分析中的起始构件（一般把作用未知外力的连架构件作为起始构件），并进行拆杆组（如有高副，应先低代）；

③从离开起始构件最远的杆组进行力的计算，最终再推算到起始构件；

④对机构的一系列位置进行动态静力计算，求出各运动副中的反力和平衡力的变化规律。如需考虑运动副中摩擦，可在上述力分析的基础上参与摩擦力后屡屡反复计算而得，此法称逐步迫近法。

（2）构件组的静定条件是什么?基本杆组都是静定杆组吗?

答：构件组的静定条件：3n?2pl?ph，其中n为构件组中构件数目，pl为低副个数，

ph为高副个数。由于基本杆组3n?2pl?ph?0应符合，所以基本杆组都满足静定条件，

都是静定杆组。

（3）采用当量摩擦系数fv及当量摩擦角?v的意义何在？当量摩擦系数fv与实际摩擦系数f不同，是由于两物体接触面几何形状改变，从而引起摩擦系数改变的结果，对吗？

答：采用当量摩擦系数fv及当量摩擦角?v的意义在于简化计算，统一计算公式，可以不考虑两运动副元素的几何形状如何，其摩擦力均按F?fvPy计算，当量摩擦角

?v?arctanfv。

不对。当量摩擦系数fv与实际摩擦系数f不同，并非实际摩擦因数改变，而是由于两

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物体接触面几何形状的改变，引起摩擦力大小的改变。f与物体的材料有关，而与形状无关。fv是为了计算摩擦力便利，把运动副元素几何形状对运动副摩擦力的影响计入后的摩擦系数，不是真正的摩擦系数。

（4）在转动副中，无论什么状况，总反力始终应与摩擦圆相切的论断正确否？为什么？答：不正确，只有轴颈相对于轴承滑动，轴承对轴颈的总反力才始终切于摩擦圆。当轴颈相对于轴承无滑动时，没有摩擦力，总反力不能切于摩擦圆3.简答题

（1）在图4-21所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，连杆重量G2?25N，

1JS2?0.0425kg?m2，连杆质心S2的位置为lBS2?BC。试确定在图示位置时活塞的惯性

3力及连杆的总惯性力。

解：?1=2?n1/60?157rad/s，vB??1lAB?157?0.1?15.7m/s

选定?v?1(m/s)/mm，作速度多边形图，如图4-21（a）所示。

图4-21

___由图得：vBC?bc?uv?11?1?11m/s所以，

?2?vBC11??33.3rad/slBC0.33

图4-21（a）

aB??12lAB?2464.9m/s2n2aBC??2lBC?365.9m/s2选定?a?36.59(m/s2)/mm，作加速度多边形图，如图4-21（b）所示。

图4-21（b）

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由图得：所以，

aC?p?c??ua?48?36.59?1756.32m/s2??ua?57?36.59?2085.63m/s2as2??p?s2__________

活塞的惯性力：F3??m3aC??反。

G321aC???1756.32?3763.54N，方向与aC相g9.8G225?2??aS?2085.63??5320.48N，方向与g9.8?2??连杆的总惯性力：F2??m2aSaS2相反。

（2）图示为一偏心轮凸轮机构，已知机构的尺寸参数如下图，G为推杆2所受载荷（包括其重力和惯性力），M为作用了凸轮轴上的驱动力矩。设f1和f2分别为推杆与凸轮之问及推杆与导路之间的摩擦系数，fv为凸轮轴颈与轴承间的当量摩擦系数（凸轮轴颈直径为d）。试求当凸轮转角为?时该机构的效率，并探讨凸轮机构尺寸参数对机构效率大小的影响。

图4-23

解：考虑摩擦画出各运动副中的总反力的方位如图4-22（a）所示。

图4-22（a）

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以推杆为研究对象的平衡方程如下：

?F?Fx?0,?0,

?32cos?2?0FR12sin?1?FR32cos?1?FRy?32sin?2?0FR12cos?1?G?FR32sin?2?FR?MO?0,d2?32sin?2?d2?FR12cos?1?e?cos??0?FR32cos?2?l?FR2FR12(b?l)sin?1?G以凸轮为分开的力平衡方程如下：

M?FR12?hh???rsin?1?ecos?cos?1ecos?)cos?1联立上述方程解得

G(??rsin?1?M?cos?1?2ecos?cos?tan?2l

2eecos?(cos?1?cos?cos?tan?2)MOl???ecos?M??rsin?1?cos?1探讨：当?1,?2减小，l增大，则效率增大，由于?是变化的，瞬时效率也是变化的。

（3）图示为一颚式破碎机，在破碎矿石时要求矿石不致被向上挤出，试问?角应满足什么条件？经分析可以得出什么结论？

解：设矿石的重量为Q，矿石与颚板间的摩擦因数为f，则摩擦角为??arctanf

矿石有向上被挤出的趋势时，其受力图如下图4-23（a）所示，

图4-23（a）

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由力平衡条件可知：

2FRsin(FR??2??)?Q?0Q2sin(F??R0?FR?2

??)sin(?2??)sin?2???0，矿石将不被挤出，所以自锁条件为??2?

当??0时，即

?2

（4）图示为一摇摆推杆盘形凸轮机构，凸轮1沿逆时针方向回转，F为作用在推杆2上的外载荷，试确定凸轮l及机架3作用给推杆2的总反力FR12及FR32的方位（不考虑构件的重量及惯性力，图