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文檔簡介
第5章作業(yè)5-l眼鏡用小螺釘(Mlx0.25)與其他尺寸螺釘(例如M8x1.25)相比,為什么更易發(fā)生自動松脫現(xiàn)象(§紋中徑=螺紋大徑-O.65x螺距)?答:因為螺紋升角:而眼鏡用小螺釘?shù)穆菁y升角比其他尺寸螺釘大,自鎖性差,所以更易發(fā)生自動松脫現(xiàn)象。5-2當(dāng)作用在轉(zhuǎn)動副中軸頸上的外力為一單力,并分別作用在其摩擦圓之內(nèi)、之外或相切時,軸頸將作種運動?當(dāng)作用在轉(zhuǎn)動副中軸頸上的外力為一力偶矩時,也會發(fā)生自鎖嗎?答:當(dāng)作用在轉(zhuǎn)動副中軸頸上的外力為一單力,并分別作用在其摩擦圓之內(nèi)發(fā)生自鎖,軸不能運動;作用在其摩擦圓之外或相切時,軸頸將轉(zhuǎn)動。當(dāng)作用在轉(zhuǎn)動副中軸頸上的外力為一力偶矩時,不會發(fā)生自鎖。5-3自鎖機(jī)械根本不能運動,對嗎?試舉2,-3個利用自鎖的實例。答:不對,因為自鎖機(jī)械對應(yīng)于一定的外力條件和方向才自鎖。5-4通過對串聯(lián)機(jī)組及并聯(lián)機(jī)組的效率計算,對設(shè)計機(jī)械傳動系統(tǒng)有何重要啟示?答:應(yīng)盡可能的提高串聯(lián)機(jī)組中任意機(jī)構(gòu),減少的效率串聯(lián)機(jī)組中機(jī)構(gòu)的數(shù)目。在并聯(lián)機(jī)組部分著重提高傳遞功率大的傳動路線的效率。5-5圖示曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中,曲柄1在驅(qū)動力矩M1作用下等速轉(zhuǎn)動。設(shè)已知各轉(zhuǎn)動副的軸頸半徑r=10mm,當(dāng)量摩擦系數(shù)fv=0.1,移動副中的滑塊摩擦系數(shù)f=0.15,lAB=100mm,lBC=350mm。各構(gòu)件的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量略而不計。當(dāng)M1=20N.m時,試求機(jī)構(gòu)在圖示位置所能克服的有效阻力F3及機(jī)械效率。解:(1)根據(jù)已知條件fvr=0.1ⅹ10=1mmφ=arctanf=8.53o計算可得圖示位置α=45.67o,β=14.33o(2)考慮摩擦?xí)r,運動副中反力如圖(a)所示(3)構(gòu)件1的平衡條件為:FR21(lABsinα+2ρ)=M1FR21=FR23=M1/[(lABsinα+2ρ)]構(gòu)件3的平衡條件為:FR23+FR43+f3=0作力的多邊形圖(b)有:(4)(5)機(jī)械效率:5-6圖示為一帶式運輸機(jī),由電動機(jī)1經(jīng)平帶傳動及一個兩級齒輪減速器帶動運輸帶8。設(shè)已知運輸帶8所需的曳引力F=5500N,運送速度v=1.2m/s。平帶傳動(包括軸承)的效率η1=0.95,每對齒輪(包括其軸承)的效率η2=0.97,運輸帶8的機(jī)械效率η3=0.92(包括其支承和聯(lián)軸器)。試求該系統(tǒng)的總效率η及電動機(jī)所需的功率。解:該系統(tǒng)的總效率為:η=η1.η22.η3=0.95ⅹ0.972ⅹ0.92=0.822電機(jī)所需功率:N=Pv/η=5500ⅹ1.2ⅹ10-3/0.822=8.029kW5-7如圖所示,電動機(jī)通過v帶傳動及圓錐、圓柱齒輪傳動帶動工作機(jī)A及B。設(shè)每對齒輪的效率可η1=0.97(包括軸承的效率在內(nèi)),帶傳動的效率η3=0.92,工作機(jī)A、B的功率分別為PA=5kW、PB=1kW,效率分別為ηA=0.8、ηB=0.5,試求電動機(jī)所需的功率。解::輸入功率PA`=PA/(ηAη12η2)=7.22kWPB`=PB/(ηBη12η2)=2.31kW電機(jī)所需功率P電=PA`+PB`=9.53kW5-8圖(a)示為一焊接用的楔形夾具。利用這個夾具把兩塊要焊接的工件1及1’預(yù)先夾妥,以便焊接。圖中2為夾具體,3為楔塊。試確定其自鎖條件(即當(dāng)夾緊后,楔塊3不會自動松脫出來的條件)解一:根據(jù)反行程時η`≤0的條件確定反行程時(楔塊3退出)取楔塊3為脫離體,其受工件1,1`和夾具2作用的總反力FR13和以及支持力P。各力方向如圖(a)(b)所示,根據(jù)楔塊3的平衡條件,作矢量三角形如圖(c).由正弦定理可得FR23=Pcosφ/sin(α-2φ),φ=0,FR230=P/sinα于是此機(jī)構(gòu)反行程的效率為令η`≤0,可得自鎖條件為α≤2φ解二:根據(jù)反行程生產(chǎn)阻力小于或等于零的條件來確定根據(jù)楔塊3的力多邊形圖(c)由正弦定理可得P=FR23sin(α-2φ)/cosφ若滑塊不自動松脫,則應(yīng)使P≤0,即得自鎖條件為α≤2φ解三:根據(jù)運動副的自鎖條件確定。由于工件被夾緊后P力就被撤消,故楔塊3受力如圖(b)楔塊3就如同受到FR23(此時為驅(qū)動力)作用而沿水平面移動的滑塊。故只要作用在結(jié)淪:由式②可知,β加大η提高.所以自鎖機(jī)構(gòu)的效率η≤1/2未必成立,它隨驅(qū)動力的方向在變化,合理地安排工作行程驅(qū)動力的方向,可提高機(jī)械效率。5-11在圖5—9所示的偏心夾具中,設(shè)已知夾具中心高H=100mm,偏心盤外徑D=120mm,偏心距e=15mm,軸頸摩擦圓半徑ρ=5mm,摩擦系數(shù)f=0.15。求所能夾持的工件的最大、最小厚度hmax和hmin。(答:hmin=25mm,hmax=36.49mm。)解:要偏心夾具發(fā)行程自鎖??偡戳R23應(yīng)穿過摩擦圓,即應(yīng)滿足條件s—s1≤ρ(1)由直角三角形△ABC及△OAE有:sl=AC=(DsinΦ)/2(2)s=OE=esin(δ-Φ)(3)由式(2)(3)得:0≤esin(δ-Φ)(DsinΦ)/2≤ρ(4)Φ=arctanf=8.53o將(4)式代入(1)式得:0≤sin(δ-Φ)≤0.9267(5)δ≤76.4564ocosδ=(H-h-D/2)/e=(40-h)/15(6)將(5)式代入(6)式得:25mm≤h≤36.49mm即:hmin=25mm,hmax=36.49mm5-12圖示為一提升裝置,6為被提升的重物,設(shè)各接觸面間的摩擦系數(shù)為f(不計鉸鏈中的摩擦),為了能可靠提起重物,試確定連桿2(3、4)桿長的取值范圍。解:在使用該裝置時,先將構(gòu)件1,5并攏插入被提升重物的孔中,然后再按下5并稍加壓緊,只要構(gòu)件5不自動松脫,便能可靠地提起該重物。取整個裝置作為研究對象分析受力,如下圖所示,根據(jù)平衡條件N1=N2=N,Ffl=Ff2=Ff,P=2Ff,要構(gòu)件5不自松脫,則:∑MA=0有:5-13圖示為直流伺服電機(jī)的特性曲線,圖中M為輸出轉(zhuǎn)矩,P1為輸入功率,P
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