1、.1.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,载荷为主动力,为阻力。总反力的方向如图所示。由移动副自锁的条件,得其自锁条件为反程驱动力与接触面法线的夹角必须满足:2.在题所示的机构中,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j ,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:(1) 各运动副的反力;(2) 需施加于凸轮1上的驱动力矩。解:选取长度比例尺mL(m/mm)作机构运动简图。(1) 确定各运动副中反力的方向。图 凸轮连杆机构考虑摩擦的机构力分析由主动件
2、凸轮的转向,确定出机构中各个构件之间的相对运动方向,如图所示。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。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+j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w1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
3、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w25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+j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(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
4、上述力方程式,选取力比例尺mF(N/mm),从已知力Q画起,作出力多边形,如题57图(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。3.图所示为按L=0.001m/mm画的机构运动简图,滑块3为原动件,驱动力P=80N 。各转动副处的摩擦圆如图中所示,滑块与导路之间的摩擦角j= ,试求在图示位置, 构件AB上所能克服的阻力矩MQ的大小和方向。解:首先确定各个运动副中的反力的方向如图所示。选取构件为分离体,再选取力比例尺,作出其力多边形,如图所示。构件为二
5、力杆,所以最后得构件AB上所能克服的阻力矩MQ的大小为题58图阻力矩MQ的方向为逆时针方向,如图所示。题59图4.图所示为按L=0.001m/mm 绘制的机构运动简图。已知圆盘1与杠杆2接触处的摩擦角j= ,各转动副处的摩擦圆如图中所示,悬挂点D处的摩擦忽略不计。设重物 Q=150N,试求出在图示位置时,需加在偏心圆盘上的驱动力矩M1的大小。解:首先确定各个运动副中的反力的方向如图所示。选取构件为分离体,再选取力比例尺,作出其力多边形,如图所示。依据作用力与反作用的关系,得最后得需加在偏心圆盘上的驱动力矩M1的大小为题60图 斜面压榨机力分析5.题60图所示为斜面压榨机。确定在以Q为主动力的行
6、程中机构的自锁条件。设所有移动副的摩擦角均为。解:首先利用考虑摩擦机构力分析的步骤和方法,求出驱动力Q与工作阻力P之间的关系理想驱动力为效率为令得自锁条件:。6.题61图所示机构,作用于构件3上的P为驱动力,作用于构件1上的Q为生产阻力。各转动副处的摩擦圆如图中所示;各移动副处的摩擦系数均为f ,各构件惯性力、重力忽略不计。(1)机构处于死点位置时,连杆2与水平线之间的夹角为多大?题61图(2)机构自锁时,连杆2与水平线之间的夹角为多大?解:(1)、机构处于死点位置时,其传动角为零度。所以连杆2与水平线之间的夹角为。(2)、机构自锁时,应有即式中:,。为摩擦圆的半径,为连杆AB的杆长。所以最后得;.