机械原理与机械设计-上册-范元勋-课后答案知识分享
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第四章课后习题4—12图示为一曲柄滑块机构的三个位置,F为作用在活塞上的力转动副A及B上所画的小圆为摩擦圆,试决定在此三个位置时作用在连杆AB上的作用力的真实方向(构件重量及惯性力略去不计)。
解:上图中构件2受压力。
因在转动副A处2、1之间的夹角∠OAB在逐渐减小,故相对角速度ω21沿顺时针方向,又因2受压力,故FR12应切于摩擦圆的下方;在转动副B处,2、3之间的夹角∠OBA在逐渐增大,相对角速度ω23也沿顺时针方向,故FR32应切于摩擦圆的上方。
R32解:上图构件2依然受压力。
因在转动副A处2、1之间的夹角∠OAB逐渐减小,故相对角速度ω21沿顺时针方向,又因2受压力,故F R12应切于摩擦圆的下方;在转动副B处,2、3之间的夹角∠OBA逐渐减小,故相对角速度ω23沿逆时针方向,F R32应切于摩擦圆的下方。
解:上图构件2受拉力。
因在转动副A处2、1之间的夹角∠OAB在逐渐增大,故相对角速度ω21沿顺时针方向,又因2受拉力,故FR12应切于摩擦圆的上方;在转动副B处,2、3之间的夹角∠OBA逐渐减小,故相对角速度ω23沿顺时针方向,FR32应切于摩擦圆的下方。
4-13 图示为一摆动推杆盘形凸轮机构,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1及机架3作用给推杆2的总反力FR12及FR32方位(不考虑构件的重量及惯性力,解:经受力分析,FR12的方向如上图所示。
在FR12的作用下,2相对于3顺时针转动,故FR32应切于摩擦圆的左侧。
补充题1 如图所示,楔块机构中,已知γ=β=60°,Q =1000N 格接触面摩擦系数f =0.15,如Q 为有效阻力,试求所需的驱动力F 。
解:对机构进行受力分析,并作出力三角形如图。
对楔块1,R 21R310F F F ++=由正弦定理有21sin(602sin(90R F F ϕϕ+-=))o o ① 对楔块2,同理有R12R320Q F F ++=sin(90sin(602ϕϕ+-=))o o ②sin(602sin(602F Q ϕϕ+=⋅-))o o且有2112R R F F = ,8.53arctgf ϕ==o ③联立以上三式,求解得F =1430.65N2 如图示斜面机构,已知:f (滑块1、2与导槽3相互之间摩擦系数)、λ(滑块1的倾斜角)、Q (工作阻力,沿水平方向),设不计两滑块质量,试确定该机构等速运动时所需的铅重方向的驱动力F 。
机械原理习题册答案机械原理习题册答案机械原理是工程学中的重要基础课程,它涉及到物体的平衡、运动和力学性质等方面。
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第一章:力的平衡1. 如图所示,一个质量为10kg的物体受到一个斜面上的力F1,斜面与水平面的夹角为30度。
已知物体在斜面上不发生滑动,求力F1的大小。
解答:根据力的平衡条件,物体在斜面上的重力与斜面对物体的支持力之和等于零。
设物体的重力为G,支持力为N,则有:G = mg = 10kg * 9.8m/s^2 = 98NN = G * cosθ = 98N * cos30° ≈ 84.85N由此可得,力F1的大小为84.85N。
2. 如图所示,一个质量为5kg的物体受到一个斜面上的力F2,斜面与水平面的夹角为45度。
已知物体在斜面上发生滑动,滑动摩擦系数为0.2,求力F2的大小。
解答:根据力的平衡条件,物体在斜面上的重力与斜面对物体的支持力之和等于物体受到的力F2。
设物体的重力为G,支持力为N,则有:G = mg = 5kg * 9.8m/s^2 = 49NN = G * cosθ = 49N * cos45° ≈ 34.65N摩擦力f = μN = 0.2 * 34.65N = 6.93N由此可得,力F2的大小为49N + 6.93N = 55.93N。
第二章:力的作用效果1. 如图所示,一个质量为2kg的物体受到一个力F3,使其沿水平方向匀速运动。
已知物体受到的摩擦力为4N,求力F3的大小。
解答:根据力的作用效果,物体受到的合外力等于物体的质量乘以加速度。
设物体的质量为m,加速度为a,则有:F3 - 4N = ma由于物体沿水平方向匀速运动,加速度a为零。
因此,有:F3 - 4N = 0F3 = 4N由此可得,力F3的大小为4N。