文档介绍：思考题及练习题解答
5-1机械正反行程的效率是否相同?其自锁条件是否相同?原因何在?
答:机械通常可以有正行程和反行程,它们的机械效率一般并不想等。其自锁条件不相同,一般来说,正行程不自锁,而反行程可以自锁也可以不自锁。因为一个具有自锁性的机械,只是在满足自锁条件的驱动力的作用下,在一定运动方向上产生自锁,而在其它运动方向上则不一定自锁。而正反行程力的方向不同。
5-2 当作用在转动副中轴颈上的外力为一单力,并分别作用在其摩擦圆之内、之外或相切时,轴颈将作何种运动?当作用在转动副中轴颈上的外力为一力偶矩时,也会发生自锁吗?
答:(1)当外力作用在摩擦圆之内时,因外力对轴颈中心的力矩始终小于它本身所引起的最大摩擦力矩,因此出现自锁现象;当外力外力作用在摩擦圆之外时,因外力对轴颈中心的力矩大于它本身所引起的摩擦力矩,故轴颈将加速运动;当外力与其摩擦圆相切时,因外力对轴颈中心的力矩等于它本身所引起的摩擦力矩,故轴颈处于临界状态,将作等速运动(当轴颈原来是转动的)或静止不动(当轴颈原来是静止的)。
(2) 当作用在转动副中轴颈上的外力为一力偶矩时,若该力偶矩小于它本身所引起的摩擦力矩,也会发生自锁。
5-3眼镜用小螺钉(M1×)与其他尺寸螺钉(例如M1×)相比,为什么更容易发生自动松脱现象(螺纹中经=螺纹大径-×螺距)?
答:M1×
螺纹升角
M1×
螺纹升角
综合螺旋副的自锁条件可知,眼镜用小螺钉较其它尺寸螺钉更容易发生自动松脱现象。
5-4 通过对串联机组及并联机组的效率计算,对设计机械传动系统有何启示?
答:通过对串联机组及并联机组的效率计算,我们希望尽可能提高串联机组中任意机器的效率,减少串联机器的数目;在并联机组部分,着重提高传递功率大的传动线路的效率。
5-5 对于图示四杆机构,设P为主动力,Q为工作阻力,各移动副处的摩擦角为φ,各活动构件的质量忽略不计。
(1)试建立P与Q之间的关系;
(2)求正、反行程的效率;
(3)正行程不自锁而反行程自锁时α、β的取值范围;
(4)如果α<2β且β>90º-2φ,则正行程是否自锁?为什么?
题5-5图
解:(1)在机构上画出总运动副反力的方向,再画出各活动构件力封闭矢量三角形,三个三角形相邻布置。如图5-5解所示。
图5-5解
取滑块1为分离体,有
由正弦定律可得:
(a)
取滑块2为分离体,有
由正弦定律可得:
(b)
取滑块3为分离体,有
由正弦定律可得:
(c)
联立式(a)、(b)、(c)可解得
(d)
(2)正行程效率
(e)
反行程效率:反行程时Q为驱动力,因运动副总反力方向变了,需把换成(-),仍然可用正行程力关系来计算,因此,由式(d)可得
(f)
(g)
(3)正行程不自锁时,,由式(e)可得
或
反行程自锁时,,由式(g)可得
或
因为通常情况下,,所以要使正行程不自锁、反行程自锁,、的取值范围应是
,或
(4)由(3)知或时,反行程自锁;当且时均满足时,机构反行程仍然自锁,这里不能负负得正。进一步细分析如下:
1)由式(a)可得反行程时,滑块1的驱动力为FR21,滑块1的效率
当时,,滑块1自锁,整个机