机械原理典型例题力分析

3 平面机构力分析（包括摩擦和自锁）1.对 机 构 进 行 力 分 析 的 目 的 是：(1) ；(2) 。

2.所 谓 静 力 分 析 是 指 的一种力分析方 法 ， 它 一 般 适 用 于 情 况。

3.所 谓 动 态 静 力 分 析 是 指 的 一 种 力 分 析 方 法， 它 一 般 适 用 于 情 况。

4.绕 通 过 质 心 并 垂 直 于 运 动 平 面 的 轴 线 作 等 速 转 动 的 平 面 运 动 构 件， 其 惯 性 力P I= ， 在 运 动 平 面 中 的惯 性 力 偶 矩MI=。

5.在滑动摩擦系数相同条件下，槽面摩擦比平面摩擦大，其原因是 。

6.机械中三角带传动比平型带传动用得更为广泛,从摩擦角度来看,其主要原因是 。

7.设机 器 中 的 实 际 驱 动 力 为rP ， 在同 样 的 工 作 阻 力 和 不 考 虑 摩 擦 时 的 理 想 驱 动 力 为rP 0， 则 机 器 效 率 的 计 算 式 是η = 。

8.设 机 器 中 的 实 际 生 产 阻 力 为 rQ ，在 同 样 的 驱 动 力 作 用 下 不 考 虑 摩 擦 时 能 克 服 的 理 想 生 产 阻 力 为 rQ 0 , 则 机 器 效 率 的 计 算 式 是η=。

9.在 认 为 摩 擦 力 达 极 限 值 条 件 下 计 算 出 机 构 效 率η 后， 则 从 这 种 效率 观 点 考 虑， 机 器 发 生 自 锁 的 条 件 是 。

10.设 螺 纹 的 升 角为λ， 接 触 面 的 当 量 摩 擦 系 数 为f v ，则 螺 旋 副 自 锁的 条 件 是 。

11.在机械中阻力与 其作用点速度方向 。

A).相 同 ; B).一定相反 ; C).成锐角 ; D).相反或成钝角 。

12.在 机 械 中 驱 动 力 与 其 作 用 点 的 速 度 方 向 。

A 〕 一 定 同 向； B 〕 可 成 任 意 角 度； C 〕 相 同 或 成 锐 角； D 〕 成 钝 角。

平衡力(平衡力矩)是与作用在机械上的已知外力相平衡的未知外力（矩）重力惯性力机构力分析的任务、目的和方法f4-1f4-0驱动力（原动力）阻抗力(生产阻力和非生产阻力)运动副中的反力摩擦力和介质阻力作用在机械上的力：可能为驱动力或阻力在一个运动循环中所作的功为零运动副中摩擦力的确定移动副中摩擦力确定在机械运动时，运动副两元素间将产生摩擦力。

平面机构中的运动副：移动副例斜面机构例螺旋机构转动副平面高副f4-5f4-5f4-5运动副中摩擦力的确定移动副中摩擦力确定在机械运动时，运动副两元素间将产生摩擦力。

平面机构中的运动副：移动副例斜面机构例螺旋机构转动副平面高副f4-5f4-5f4-5螺纹的牙型有：矩形螺纹三角形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹15º30º3º30º运动副中摩擦力的确定移动副中摩擦力确定在机械运动时，运动副两元素间将产生摩擦力。

平面机构中的运动副：移动副例斜面机构例螺旋机构转动副平面高副f4-5f4-5f4-5螺纹的用途：传递动力或联接螺纹的旋向：右旋左旋运动副中摩擦力的确定在机械运动时，运动副两元素间将产生摩擦力。

平面机构中的运动副：移动副轴颈摩擦力确定转动副轴端摩擦力确定运动副中摩擦力的确定在机械运动时，运动副两元素间将产生摩擦力。

平面机构中的运动副：移动副转动副平面高副高副中摩擦力确定不考虑摩擦时机构的力分析f4-3例六杆机构力分析机构力分析的任务是确定F R ij (运动副中的反力)和需加于机构上的平衡力(矩)。

但F R ij 对整个机构来说是内力，必须将机构分解为若干个构件组后进行分析。

如何分？例铰链四杆机构例曲柄滑块机构1 各运动副的反力（设各构件的重力及惯性力不计）2 需施加于凸轮1上的驱动力矩在图示机构中，已知各构件的尺寸及机构的位置，各转动副中的摩擦圆如图中虚线圆所示，移动副及凸轮高副处的摩擦角为，作用在构件4上的工作阻力为Q 。

试求该图示位置：ϕϕR23R43ω34ω321 各运动副的反力（设各构件的重力及惯性力不计）2 需施加于凸轮1上的驱动力矩LR 2343ω25R 54R 52R 12R 51V B2B1R 12R 52523212=++R R R R 54R 34QV 45R 21R 32构件2： 1 各运动副的反力（设各构件的重力及惯性力不计）2 需施加于凸轮1上的驱动力矩ω34ω32ϕLR 2343ω25R 54R 52R 12R 51V B2B1R 12R 52523212=++R R R R 54R 34QV 45R 21R 32构件2：)( L 21211Nm R L R M l F l μμμ==ω34ω32ϕ。

第1章平面机构的结构分析1.1解释下列概念1.运动副；2.机构自由度；3.机构运动简图；4.机构结构分析；5.高副低代。

1.2验算下列机构能否运动，如果能运动，看运动是否具有确定性，并给出具有确定运动的修改办法。

题1.2图题1.3图1.3 绘出下列机构的运动简图，并计算其自由度(其中构件9为机架)。

1.4 计算下列机构自由度，并说明注意事项。

1.5计算下列机构的自由度，并确定杆组及机构的级别(图a所示机构分别以构件2、4、8为原动件)。

题1.4图题1.5图第2章平面机构的运动分析2.1试求图示各机构在图示位置时全部瞬心。

题2.1图2.2在图示机构中，已知各构件尺寸为l AB=180mm , l BC=280mm , l BD=450mm ,l CD=250mm ,l AE=120mm ,φ=30º, 构件AB上点E的速度为v E=150 mm /s ,试求该位置时C、D两点的速度及连杆2的角速度ω2。

2.3 在图示的摆动导杆机构中，已知l AB=30mm , l AC=100mm , l BD=50mm ,l DE=40mm ,φ1=45º,曲柄1以等角速度ω1=10 rad/s沿逆时针方向回转。

求D点和E点的速度和加速度及构件3的角速度和角加速度（用相对运动图解法）。

题2.2图题2.3图2.4 在图示机构中，已知l AB =50mm , l BC =200mm , x D =120mm , 原动件的位置φ1=30º, 角速度ω1=10 rad/s ，角加速度α1=0，试求机构在该位置时构件5的速度和加速度，以及构件2的角速度和角加速度。

题2.4图2.5 图示为机构的运动简图及相应的速度图和加速度图。

（1）在图示的速度、加速度多边形中注明各矢量所表示的相应的速度、加速度矢量。

（2）以给出的速度和加速度矢量为已知条件，用相对运动矢量法写出求构件上D 点的速度和加速度矢量方程。

第六章 例题精选及答题技巧例5-1 某传动装置如例5-1图所示，已知：1z =60，2z =48，'2z =80，3z =120，'3z =60，4z =40，蜗杆'4z =2（右旋），涡轮5z =80，齿轮'5z =65，模数m=5 mm 。

主动轮1的转速为1n =240 r/min ，转向如图所示。

试求齿条6的移动速度6v 的大小和方向。

例5-1图解题要点：这是一个由圆柱齿轮、圆锥齿轮、蜗轮蜗杆、齿轮齿条所组成的定轴轮系。

解：为了求齿条6的移动速度6v 的大小，需要首先求出齿轮5'的转动角速度'5ω。

因此首先计算传动比15i 的大小： 322608060804012048432154325115=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==='''z z z z z z z z n n i ===='3224015155i n n n 7.5 r/min 605.7260255⨯==''ππωn =0.785 rad/s 齿条6的移动速度等于齿轮5'的分度圆线速度，即：785.0655212155556⨯⨯⨯===''''ωωmz r v =127.6 mm/s 齿条6的运动方向采用画箭头的方法确定如例5-1图所示。

例5-2 如例5-2图所示，已知各轮齿数为1z 、2z 、3z 、4z 、5z 、6z ，1z 为主动件，转向如图箭头所示，试求：1. 传动比?/11==H H i ωω（列出表达式）；2. 若已知各轮齿数1z =2z =4z =5z =20，3z =40，6z =60，求H i 1的大小及转向。

图 5-2解题要点：如例5-2图所示，从结构上看，此轮系由两部分组成，齿轮1、齿轮2、齿轮3组成定轴轮系，齿轮4、5、6及系杆H 组成行星轮系，二者之间属串联关系。

齿轮3和齿轮4属同一构件。