第5章 机械的效率和自锁(有答案)
孙桓《机械原理》笔记和课后习题(含考研真题)详解(机械的效率和自锁)【圣才出品】
第5章机械的效率和自锁5.1 复习笔记一、机械的效率1.功和效率(1)机械效率①驱动功机械上的驱动功(输入功)为W d,有效功(输出功)为W r,损失功为W f。
则有W d=W r+W f②机械效率a.定义机械的输出功与输入功之比称为机械效率,反映了输入功在机械中的有效利用程度,以η表示。
b.计算方法用功计算时η=W r/W d=1-W f/W d;用功率计算时η=P r/P d=1-P f/P d;式中,P d——输入功率;P r——输出功率;P f——损失功率。
(2)损失率①定义机械的损失功与输入功之比称为损失率,以ξ表示。
②计算方法由定义有ξ=W f/W d=P f/P d。
注:η+ξ=1,由于摩擦损失不可避免,故必有ξ>0和η<1。
(3)效率的简便计算方法为便于效率的计算,可应用下式进行计算η=理想驱动力/实际驱动力=理想驱动力矩/实际驱动力矩①斜面机构正反行程的机械效率分别为η=tanα/tan(α+φ)η′=tan(α-φ)/tanα式中,α——斜面夹角;φ——总反力与法向反力的夹角。
②螺旋机构拧紧和放松螺母时的效率计算式分别为η=tanα/tan(α+φv)η′=tan(α-φv)/tanα式中,α——中径升角;φv——螺旋副的摩擦角。
2.机器(或机组)的效率已知各机构的效率可计算确定整个机构的效率。
常用机构的效率见教材表5-1。
(1)串联①计算公式由k个机器串联组成的机组,设各机器的效率分别为η1、η2、…、ηk,机组的输入功率为P d,输出功率为P r。
则整个串联机组的机械效率为η=P r/P d=(P1/P d)(P2/P1)…(P k/P k-1)=η1η2…ηk②特点a.前一机器的输出功率即为后一机器的输入功率;b.只要串联机组中任一机器的效率很低,就会使整个机组的效率极低;c.串联机器的数目越多,机械效率也越低。
③提高串联机组效率的措施a.减少串联机器的数目;b.优先提高效率最低机器的效率。
西工大教材-机械原理各章习题及答案
电动机所需的功率为
p = ρ • v /η = 5500 ×1.2 ×10−3 / 0.822 = 8.029(KW )
5-8 在图示斜面机构中,设已知摩擦面间的摩擦系数 f=0.2。求在 G 力作用下(反行程),此斜面 机构的临界自锁条件和在此条件下正行程(在 F 力作用下)的效率。 解 1)反行程的自锁条件 在外行程(图 a),根据滑块的平衡条件:
解 1 ) 取 比 例 尺 μ 1 = 1mm/mm 绘 制 机 构 运 动 简 图 ( 图 b )
(a)
2 )计算该机构的自由度
n=7
pι=9
ph=2(算齿轮副,因为凸轮与齿轮为一体) p’=
F’= F=3n-2pe-ph
=3x7-2x8-2 =1
G7
D 64 C
EF
3
9
B
2
8
A
ω1
b)
2-6 试计算如图所示各机构的自由度。图 a、d 为齿轮一连杆组合机构;图 b 为凸轮一连杆组合 机构(图中在 D 处为铰连在一起的两个滑块);图 c 为一精压机机构。并问在图 d 所示机构中, 齿轮 3 与 5 和齿条 7 与齿轮 5 的啮合高副所提供的约束数目是否相同?为什么?
C3 重合点继续求解。
解 1)速度分析(图 b)取重合点 B2 与 B3,有
方向 大小 ?
v vv vB3 = vB2 + vB3B2 ⊥ BD ⊥ AB // CD ω1lAB ?
D
C
3 d3
ω3
4
ω3 90°
2
B(B1、B2、B3)
ω1
A1 ϕ = 90°
第5章机械的效率和自锁
P1 1
P’1
P2
Pk
2
k
P’2
P’k
Pr
总效率η不仅与各机器的效率ηi有关,而且与传递的功率 Pi有关。
设各机器中效率最高最低者分别为ηmax和ηmin 则有:
ηmin<η <ηmax
3.)混联 先分别计算,合成后按串联或并联计算。
P1 1
P2 P’d23‘ P’d3 4‘P’r 2
Pd
P”d23“ P”d3 P4“kP”r
无论F多大,滑块在F的作用下不可能运动
FR Ft F Fn
φβ 1
Ff
2
当驱动力的作用线落在摩擦角(锥)内时,则机械发生 自锁。
5.4.2转动副的自锁
a
对仅受单力F作用的回转运动副产 生的力矩为: Md=F·a
最大摩擦力矩为: Mf =FRρ
1F FR
2
当力F的作用线穿过摩擦圆(a<ρ)时,发生自锁。
Ff 21
简单平面移动副
2 FN21 G
Ff 21 fFN21 fG
v FN21
12
F 1
G
●槽面接触: fv= f / sinθ
G=(FN21 /2)sinθ+(FN21 /2)sinθ FN21 = G / sinθ Ff21= f FN21
= G (f / sinθ) =G fv
fv─当量摩擦系数。
第5章 机械的效率和自锁
本章教学内容
5.1运动副中摩擦力的确定 5.2考虑摩擦时机构的受力分析 5.3机构的效率 5.4机构的自锁
5.1 运动副中的摩擦力的确定
5.1.1移动副中摩擦力的确定
●水平面接触:
Ff 21 fFN21
孙桓《机械原理》【教材精讲+考研真题解析】(第五章机械的效率与自锁)【圣才出品】
第5章机械的效率与自锁[视频讲解]5.1本章要点详解本章要点■机械效率的定义及其计算方法■提高机械效率的措施■机械的自锁现象及其应用■机械的自锁条件及其确定重难点导学一、机械的效率1.机械效率的概念及意义(1)概念①机械效率机械的输出功与输入功之比称为机械效率,它反映了输入功在机械中的有效利用程度,以 表示。
②损失率机械的损失功(W f)与输入功(W d)的比值称为机械损失系数或损失率,以ξ表示。
(2)意义①机械效率反映了输入功在机械中的有效利用的程度。
②机械效率是机械中的一个主要性能指标。
③因摩擦损失是不可避免的,故必有ξ>0和η<1。
2.机械效率的确定(1)机械效率的计算确定①以功表示的计算公式式中W r表示有效功、W f表示损失功、W d表示总功。
②以功率表示的计算公式式中P r表示有效功率、P f表示损失功率、P d表示总功率。
③以力或力矩表示的计算公式η=F0/F=M0/M式中M0和M分别表示为了克服同样生产阻力所需的理想驱动力矩和实际驱动力矩,所以其计算公式也可表示为(2)机械效率的实验测定机械效率的确定除了用计算法外,更常用实验法来测定,许多机械尤其是动力机械在制成后,往往都需作效率实验。
3.机组的机械效率计算已知机构的效率可计算确定整个机构的效率。
常用机构的效率见如表5-1-1所示。
表5-1-1简单传动机构和运动副的效率(1)机组的定义由若干个机器组成的机械系统称为机组。
当已知机组各台机器的机械效率时,则该机械的总效率可由计算求得。
(2)机组的分类①串联机组如图5-1-1所示,由k个机器串联组成的机组,设各机器的效率分别为1η、2η、…、η,则串联机组的效率为k图5-1-1串联机组由此可见,只要串联机组中任一机器的效率很低,就会使整个机组的效率极低;且串联机器的数目越多,机器的效率也越低。
因此,提高串联机组机械效率的方法有:a.减少串联机构的数目;η。
b.提高机组中最小的机械效率min②并联机组如图5-1-2所示,由k个机构并联组成的机组,设各机构的效率分别为1η、2η、……kη,则并联机组的效率为图5-1-2并联机组由此可见,并联机组的特点有:a.机组的输入功率为各机器的输入功率之和,而其输出功率为各机器的输出功率之和。
机械原理复习题(第3、4、5、8章)
第3章平面机构的运动分析第4章平面机构的力分析第5章机械的效率和自锁第8章平面连杆机构及其设计一、填空题:α=,则传动角γ=___________度,传动角越大,1、铰链四杆机构的压力角040传动效率越___________。
2、下图为一对心曲柄滑块机构,若以滑块3为机架,则该机构转化为机构;若以构件2为机架,则该机构转化为机构。
3、移动副的自锁条件是;转动副的自锁条件是。
4、曲柄摇杆机构中,当和共线时出现死点位置。
:5、曲柄摇杆机构中,只有取为主动件时,才有可能出现死点位置。
处于死点位置时,机构的传动角γ=__________度。
6、平行四边形机构的极位夹角θ=,它的行程速比系数K=。
7、曲柄滑块机构中,若增大曲柄长度,则滑块行程将。
8、如下图所示铰链四杆机构,70mm,150mm,110mm,90mm====。
若以a b c da杆为机架可获得机构,若以b杆为机架可获得机构。
9、如图所示铰链四杆机构中,若机构以AB杆为机架时,为机构;以CD 杆为机架时,为机构;以AD杆为机架时,为机构。
~10、在平面四杆机构中,和为反映机构传力性能的重要指标。
11、在曲柄摇杆机构中,如果将杆作为机架,则与机架相连的两杆都可以作运动,即得到双曲柄机构。
12、在摆动导杆机构中,若以曲柄为原动件,该机构的压力角为,其传动角为。
13、相对瞬心与绝对瞬心的相同点是,不同点是;在由N个构件组成的机构中,有个相对瞬心,有个绝对瞬心。
/二、判断题:1、对于铰链四杆机构,当机构运动时,传动角是不变的。
()2、在四杆机构中,若有曲柄存在,则曲柄必为最短杆。
()3、平面四杆机构的行程速度变化系数K 1,且K值越大,从动件急回越明显。
()4、曲柄摇杆机构中,若以摇杆为原动件,则当摇杆与连杆共线时,机构处于死点位置。
()5、曲柄的极位夹角θ越大,机构的急回特性也越显著。
()6、在实际生产中,机构的“死点”位置对工作都是不利的,处处都要考虑克服。
机械原理5机械效率与自锁
一、机械的效率
机械在稳定运转阶段恒有: Wd= Wr+Wf η =Wr / Wd =(Wd-Wf) /Wd =1-Wf /Wd
比值Wr / Wd反映了驱动功的有效利用程度, 称为机械效率。
用功率表示:η =Nr / Nd =(Nd-Nf) /Nd
=1-Nf /Nd
分析:η 总是小于 1,当Wf 增加时将导致η 下降。
以上为效率计算方法,工程上更多地是用实验法
测定η ,表5-1列出由实验所得简单传动机构和运
动副的机械效率(P69-P70)。
表5-1 简单传动机械和运动副的效率
名称
传动形式
效率值
备注
圆柱齿 轮传动
6~7级精度齿轮传动
8级精度齿轮传动 9级精度齿轮传动 切制齿、开式齿轮传动
铸造齿、开式齿轮传动
6~7级精度齿轮传动
拧紧时:
M
d2 2
Gtg(
v )
理想机械: M0=(d2 G tgα) / 2 η=M0 / M =tgα/tg(α+φv )
拧松时,驱动力为G,M’为阻力矩,则有:
实际驱动力:
G=2M’/d2 tg(α-φv )
理想驱动力: ∴
G0=2M’/d2 tgα η’=G0/G =tg(α-φv ) / tgα
良好跑合、稀油润滑 稀油润滑 干油润滑
0.40~0.45 0.70~0.75
0.75~0.82 0.80~0.92 0.85~0.95
润滑良好
名称 带传动
链传动 摩擦轮
传动 滑动轴承 滚动轴承
螺旋传动
续表5-1 简单传动机械和运动副的效率
传动形式
效率值
备注
机械原理题库含答案
机械原理--- 1第2章机构的结构分析一、正误判断题:在括号内正确的画“√”,错误的画“×”1.在平面机构中一个高副引入二个约束;×2.任何具有确定运动的机构都是由机架加原动件再加自由度为零的杆组组成的; √3.运动链要成为机构,必须使运动链中原动件数目大于或等于自由度;×4.平面机构高副低代的条件是代替机构与原机构的自由度、瞬时速度和瞬时加速度必需完全相同;√5.当机构自由度F>0,且等于原动件数时,该机构具有确定运动;√6.若两个构件之间组成了两个导路平行的移动副,在计算自由度时应算作两个移动副;×7.在平面机构中一个高副有两个自由度,引入一个约束;√8.在杆组并接时,可将同一杆组上的各个外接运动副连接在同一构件上;×9.任何机构都是由机架加原动件再加自由度为零的基本杆组组成;因此基本杆组是自由度为零的运动链;√10.平面低副具有2个自由度,1个约束;×二、填空题1.机器中每一个制造单元体称为零件 ;2.机器是在外力作用下运转的,当外力作功表现为盈功时,机器处在增速阶段,当外力作功表现为亏功时,机器处在减速阶段;3.局部自由度虽不影响机构的运动,却减小了高副元素的磨损 ,所以机构中常出现局部自由度;4.机器中每一个独立的运动单元体称为构件 ;5.两构件通过面接触而构成的运动副称为低副;通过点、线接触而构成的运动副称为高副;6.平面运动副的最大约束数为 2 ,最小约束数为 1 ;7.两构件之间以线接触所组成的平面运动副,称为高副,它产生 2 个约束;三、选择题1.机构中的构件是由一个或多个零件所组成,这些零件间 B 产生任何相对运动;A.可以B.不能C.变速转动或变速移动2.基本杆组的自由度应为 C ;A.-1B. +1C. 03.有两个平面机构的自由度都等于1, 现用一个带有两铰链的运动构件将它们串成一个平面机构,则其自由度等于 B ;A. 0B. 1C. 24.一种相同的机构 A 组成不同的机器;A.可以B.不能C.与构件尺寸有关5.平面运动副提供约束为 C ;A.1 B.2 C.1或26.计算机构自由度时,若计入虚约束,则机构自由度就会 C ;A.不变 B.增多 C.减少7.由4个构件组成的复合铰链,共有 B 个转动副;A.2 B.3 C.48.有两个平面机构的自由度都等1,现用一个带有两铰链的运动构件将它们串成一个平面机构,则其自由度等于 B ;A 0B 1C 2第3章平面机构的运动分析一、判断题正确打√,错误打×1.速度瞬心是指两个构件相对运动时相对速度为零的点; √2. 利用瞬心既可以对机构作速度分析,也可对其作加速度分析; ×二、选择题1. 平面六杆机构有共有 C 个瞬心;A.6 B.12 C.15三、填空题1. 当两构件以转动副相连接时,两构件的速度瞬心在转动副的中心处 ;2. 不通过运动副直接相连的两构件间的瞬心位置可借助三心定理来确定;第5章机械的效率和自锁一、填空题1.从效率的观点来看,机械的自锁条件时效率≤ 0;2.机械发生自锁时,机械已不能运动,这时它所能克服的生产阻抗力≤0;第7章机械的运转及其速度波动的调节一、正误判断题:在括号内正确的画“√”,错误的画“×”1.为了使机器稳定运转,机器中必须安装飞轮;×2.机器中安装飞轮后,可使机器运转时的速度波动完全消除;×3.机器稳定运转的含义是指原动件机器主轴作等速转动;×4.机器作稳定运转,必须在每一瞬时驱动功率等于阻抗功率;×5.为了减轻飞轮的重量,最好将飞轮安装在机械的高速轴上;√二、选择题1、在最大盈亏和机器运转速度不均匀系数不变前提下,将飞轮安装轴的转速提高一倍,则飞轮的转动惯量将等于原飞轮转动惯量的 C ;2 C.1/42、为了减轻飞轮的重量,飞轮最好安装在 C 上;A.等效构件上B.转速较低的轴上C.转速较高的轴上3、若不改变机器主轴的平均角速度,也不改变等效驱动力矩和等效阻抗力矩的变化规律,拟将机器运转速度不均匀系数从降到,则飞轮转动惯量将近似等于原飞轮转动惯量的 A ;.100 C104、有三个机械系统,它们主轴的最大角速度和最小角速度分别是:11025转/秒,975转/秒;2转/秒,转/秒;3525转/秒 475转/秒;其中运转最不均匀的是 C ;A.1B.2C.35、对于存在周期性速度波动的机器,安装飞轮主要是为了在 B 阶段进行速度调节;A.起动 B.稳定运转 C.停车6、为了减小机械运转中周期性速度波动的程度,应在机械中安装 B ;A.调速器 B.飞轮 C.变速装置三、填空题1. 机器的周期性性速度波动可以用飞轮来调节, 非周期性速度波动必须用调速器来调节;2.把具有等效转动惯量 ,其上作用有等效力矩的绕固定轴转动的等效构件,称为原机械系统的等效动力学模型3.在机器中安装飞轮能在一定程度上减小机器的周期性速度波动量;4.对于机器运转的周期性速度波动,一个周期内驱动力与阻力所做的功是相同的;第8章平面连杆机构及其设计一、正误判断题:在括号内正确的画“√”,错误的画“×”1.曲柄摇杆机构的极位夹角一定大于零;×2.具有急回特性的四杆机构只有曲柄摇杆机构、偏置曲柄滑块机构和摆动导杆机构;√3.四杆机构处于死点位置时,机构的传动角一定为零√4.对于双摇杆机构,最短构件与最长构件长度之和一定大于其余两构件长度之和;×5.双摇杆机构一定不存在整转副; ×6.平面四杆机构的压力角大小不仅与机构中主、从动件的选取有关,而且还随构尺寸及机构所处位置的不同而变化;√7.摆动导杆机构一定存在急回特性;√8.在四杆机构中,当最短杆长度与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和时,且以最短杆的邻边为机架,该机构为曲柄摇杆机构;×9.对心曲柄滑块机构无急回运动; √10.一个铰链四杆机构若为双摇杆机构,则最短杆长度与最长杆长度之和一定大于其余两杆长度之和; ×11.平面四杆机构处于死点位置时,机构的传动角等于零;√12.对心曲柄滑块机构,当曲柄为主动件时机构无急回特性; √13.满足“最短杆长度+最长杆长度≤其余两杆长度之和”的铰链四杆机构一定有曲柄存在;×14.在铰链四杆机构中,当行程速比系数K>1时,机构一定有急回特性; √二、填空题1.在曲柄滑块机构中,滑块的极限位置出现在曲柄与连杆共线位置;2.在曲柄摇杆机构中,若以摇杆为原动件,则曲柄与连杆共线位置是死点位置;3.在曲柄摇杆机构中,当摇杆为主动件,且曲柄与连杆两次共线时,则机构出现死点位置;4.当四杆机构的压力角α=90°时,传动角等于 0° ,该机构处于死点位置;5.铰链四杆机构ABCD中,已知:l AB=60mm,l BC=140mm,l CD=120mm,l AD=100mm;若以AB杆为机架得双曲柄机构;若以CD杆为机架得双摇杆机构;若以AD杆为机架得曲柄摇杆机构;6.铰链四杆机构的基本形式有曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构;三、选择题1.当四杆机构处于死点位置时,机构的压力角 B ;A.为0°B.为90°C.与构件尺寸有关2.铰链四杆机构中若最短杆和最长杆长度之和大于其他两杆长度之和时,则机构中 B ;A.一定有曲柄存在B. 一定无曲柄存在C. 是否有曲柄存在还要看机架是哪一个构件3.曲柄摇杆机构 B 存在急回特性;A . 一定 B. 不一定 C. 一定不4.平面四杆机构所含移动副的个数最多为 B ;A. 一个B. 两个C. 基圆半径太小5.四杆机构的急回特性是针对主动件作 A 而言的;A.等速转动B. 等速移动C.变速转动或变速移动6.对于双摇杆机构,最短构件与最长构件长度之和 B 大于其它两构件长度之和;A . 一定 B. 不一定 C. 一定不7.如果铰链四杆运动链中有两个构件长度相等且均为最短,若另外两个构件长度也相等,则当两最短构件相邻时,有 B 整转副;A. 两个B.三个C. 四个8.平行四杆机构工作时,其传动角 A ;A . 是变化值 B. 始终保持90度 C.始终是0度9.一曲柄摇杆机构,若改为以曲柄为机架,则将演化为 A ;A.双曲柄机构 B.曲柄摇杆机构 C.双摇杆机构10.曲柄摇杆机构中,当曲柄为主动件时,最小传动角出现在 A 位置;A.曲柄与机架共线 B.摇杆与机架共线 C.曲柄与连杆共线11.设计连杆机构时,为了具有良好的传动条件,应使 A ;A.传动角大一些,压力角小一些B.传动角和压力角都小一些C.传动角和压力角都大一些12.平面连杆机构的行程速比系数K值的可能取值范围是 A ;A.1≤K≤3 B.1≤K≤2 C.0≤K≤113.铰链四杆机构中有两个构件长度相等且最短,其余构件长度不同,若取一个最短构件作机架,则得到 C 机构;A 曲柄摇杆B 双曲柄C 双摇杆14.对心曲柄滑块机构以曲柄为原动件时,其最大传动角为 A ;m axA 90°B 45°C 30°15.下面那种情况存在死点 C ;A 曲柄摇杆机构,曲柄主动B 曲柄滑块机构,曲柄主动C 导杆机构,导杆主动16.要将一个曲柄摇杆机构转化成双摇杆机构,可以用机架转换法将C ;A 原机构的曲柄作为机架B 原机构的连杆作为机架C 原机构的摇杆作为机架17.在铰链四杆机构中,当满足“最短杆长度+最长杆长度≤其余两杆长度之和”时,以 A 机架,该机构为双摇杆机构;A 最短杆的对边B 最短杆C 最短杆的邻边18.无急回特性的平面连杆机构中,行程速比系数 B ;A K1B K=1C K119.在下列机构中,不会出现死点的机构是 A 机构;A 导杆从动机构B 曲柄从动摇杆C 曲柄从动滑块机构第9章凸轮机构及其设计一、正误判断题:在括号内正确的画“√”,错误的画“×”1.直动平底从动件盘形凸轮机构工作中,其压力角始终不变;√2.当凸轮机构的压力角的最大值超过许用值时,就必然出现自锁现象;×3.滚子从动件盘形凸轮机构中,基圆半径和压力角应在凸轮的实际廓线上来度量;×4.在直动从动件盘形凸轮机构中进行合理的偏置,是为了同时减小推程压力角和回程压力角; ×5.凸轮机构中,滚子从动件使用最多,因为它是三种从动件中的最基本形式; ×6.在凸轮理论廓线一定的条件下,从动件上的滚子半径越大,则凸轮机构的压力角越小; ×7.凸轮机构中,当推杆在推程按二次多项式运动规律运动时,在推程的起始点、中点及终止点存在刚性冲击;×8.凸轮机构中,在其他条件不变的情况下,基圆越大,凸轮机构的传力性能越好;√9.凸轮机构的从动件采用等速运动规律时可避免刚性冲击; ×10.在滚子推杆盘形凸轮机构中,凸轮的基圆半径应在凸轮的理论廓线上来度量; √11.凸轮机构的基圆越大则传力性能越好; √12.从动件按等加速等减速运动规律运动,是指从动件在推程中按等加速运动,而在回程中则按等减速运动,且它们的绝对值相等;×13.滚子从动件盘形凸轮的实际轮廓曲线是理论轮廓曲线的等距曲线;因此其实际轮廓上各点的向径就等于理论轮廓上各点的向径减去滚子半径;×二、填空题1.在推杆常用的运动规律中, 一次多项式运动规律会产生刚性冲击;2.由速度有限值的突变引起的冲击称为刚性冲击;3.增大基圆半径,凸轮廓线曲率半径增大 ;4.在推杆常用的多项式运动规律中, 五次多项式运动规律既不会产生柔性冲击,也不会产生刚性冲击;5.由加速度有限值的突变引起的冲击称为柔性冲击;6.减小基圆半径,凸轮机构的压力角增大;7.在推杆常用的运动规律中, 一次多项式运动规律会产生刚性冲击;8.按凸轮形状的不同,凸轮机构可分为盘形凸轮、移动凸轮和圆柱凸轮;三、选择题1.直动平底从动件盘形凸轮机构的压力角 B ;A.永远等于0度B.等于常数C.随凸轮转角而变化2.设计一直动从动件盘形凸轮,当凸轮转速及从动件运动规律V=VS不变时,若最大压力角由40度减小到20度时,则凸轮尺寸会 A ;A.增大B.减小C.不变3.对于转速较高的凸轮机构,为了减小冲击和振动,从动件运动规律最好采用C 运动规律;A.等速B.等加速等减速C.正弦加速度4.当凸轮基圆半径相同时,采用适当的偏置式从动件可以 A 凸轮机构推程的压力角A.减小B.增加C.保持原来5.凸轮机构中从动件作等加速等减速运动时将产生 B 冲击;A .刚性 B.柔性 C.无刚性也无柔性6.设计一直动从动件盘形凸轮,当凸轮转速及从动件运动规律V=VS不变时,若最大压力角由40度减小到20度时,则凸轮尺寸会 A ;A.增大B.减小C.不变7.若从动件的运动规律选择为等速运动规律、等加速等减速运动规律、简谐运动规律或正弦加速度运动规律,当把凸轮转速提高一倍时,从动件的速度是原来的 B 倍;A. 1B. 2C. 48.在设计滚子推杆盘形凸轮机构时,轮廓曲线出现尖顶是因为滚子半径 B该位置理论廓线的曲率半径;A.小于; B.等于 C.大于9.凸轮机构中推杆的运动规律决定于 A ;A.凸轮的轮廓形状 B.推杆的形状 C.凸轮的材料10.在设计滚子推杆盘形凸轮机构时,为防止凸轮的工作廓线出现变尖或失真现象,滚子半径应 B 凸轮的理论廓线外凸部分的最小曲率半径;A.大于; B.小于 C.等于11.在偏置直动尖顶推杆盘形凸轮机构中,基圆的大小会影响 A ;A.凸轮机构的压力角 B.推杆的位移 C.推杆的速度12.下列平面四杆机构中,一定无急回特性的机构是 A ;A 平行四边形机构B 曲柄摇杆机构C 偏置曲柄滑块机构13.尖顶从动件凸轮机构中,基圆的大小会影响 C ;A 从动件的位移B 凸轮的速度C 凸轮机构的压力角14.设计滚子从动件盘形凸轮轮廓曲线时,若将滚子半径加大,那么凸轮轮廓曲线上各点曲率半径 B ;A 变大B 变小C 不变15.当凸轮基圆半径相同时,采用适当的偏置式从动件可以 A 凸轮机构推程的压力角;A 减小B 增加C 保持原来16.在凸轮机构中,从动件的 A 运动规律存在刚性冲击;A 等速B 等加速等减速C 正弦加速度17.在凸轮机构中,若增大凸轮机构的推程压力角,则该凸轮机构的凸轮基圆半径将 B ;A 增大B 减小C 不变第10章齿轮机构及其设计一、正误判断题:在括号内正确的画“√”,错误的画“×”1.一对直齿圆柱齿轮啮合传动,模数越大,重合度也越大;×2.一对渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是基圆齿距相等;√3.对于单个齿轮来说,节圆半径就等于分度圆半径;×4.根据渐开线性质,基圆之内没有渐开线,所以渐开线齿轮的齿根圆必须设计的比基圆大些;×5.一对外啮合的直齿圆柱标准齿轮,小轮的齿根厚度比大轮的齿根厚度大;×6.一对能正确啮合传动的渐开线直齿圆柱齿轮,其啮合角一定为20度;×7.渐开线直齿圆柱齿轮同一基圆的两同向渐开线为等距线; √8.一个渐开线圆柱外齿轮,当基圆大于齿根圆时,基圆以内部分的齿廓曲线,都不是渐开线;√9.一个渐开线圆柱外齿轮,当基圆大于齿根圆时,基圆以内部分的齿廓曲线仍是渐开线;×10.一对外啮合斜齿圆柱齿轮正确啮合的条件是两斜齿圆柱齿轮的端面模数和压力角分别相等,螺旋角大小相等,旋向相同;×11.因为基圆内没有渐开线,所以齿轮齿根圆必须大于基圆;×12.一对渐开线直齿圆柱齿轮刚好连续传动的重合度等于1;√13.渐开线直齿圆柱齿轮的分度圆与节圆相等;×14.斜齿圆柱齿轮在端面上的齿廓是标准渐开线齿廓;×15.当加工负变位齿轮时,刀具应向远离轮坯中心的方向移动;×二、填空题1.基圆的大小决定了渐开线的形状;2.齿轮变位不仅可以消除根切 ,而且可以改变齿轮传动的中心距 ;3.斜断轮传动的主要缺点是有轴向力,可采用人字齿轮来克服这一缺点;4.蜗杆传动用于交错两轴之间的运动和动力的传递;5.负变位直齿圆柱齿轮与标准直齿轮相比,其齿厚将会减小 ;6.圆锥齿轮用来传递相交两轴之间的运动和动力的传递;7.重合度大于1是齿轮的连续传动条件;8.渐开线标准直齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件是两齿轮的模数和压力角分别相等 ;9.用范成法加工齿轮,当刀具齿顶线超过啮合极限点时,将会发生根切现象;10.渐开线直齿圆柱外齿轮齿廓上各点的压力角是不同的,它在基圆圆上的压力角为零,在分度圆上的压力角则取为标准值;11.蜗杆传动的中间平面是指通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的平面;12.直齿圆柱齿轮机构的重合度愈大,表明同时参与啮合的轮齿对数愈多 ,传动愈平稳 ;13.正变位直齿圆柱齿轮与标准直齿圆柱齿轮相比,两者在分度圆上的压力角大小_相_等、模数m大小_ 相__等、分度圆大小不变;14.双头蜗杆每分钟240转,蜗轮齿数为80;则蜗轮每分钟 6 转;15.标准直齿圆柱齿轮的模数为2mm,齿数为20,则齿距等于 6.28 mm;16.渐开线齿廓在基圆上的曲率半径等于 0 ,渐开线齿条齿廓上任意一点的曲率半径等于 ;17.一对渐开线标准齿轮非标准安装时,节圆与分度圆不重合,分度圆的大小取决于模数和齿数 ;三、选择题1.渐开线直齿圆柱外齿轮顶圆压力角 A 分度圆压力角;A.大于B.小于C.等于2.一对渐开线直齿圆柱齿轮的啮合线切于 C ;A. 两分度圆B.两节圆C.两基圆3.一对渐开线标准齿轮在标准安装情况下,两齿轮分度圆的相对位置应该是 B ;A.相交的B.相切的C.分离的4.已知一渐开线标准直齿圆柱齿轮,齿数25,齿顶高系数为1,顶圆直径135mm, 则其模数大小应为 C ;A.2 mmB.4 mmC.5 mm5.为保证一对渐开线齿轮可靠地连续定传动比传动,应使实际啮合线长度A 基节;A.大于B.等于C.小于6.渐开线齿轮齿条啮合时,其齿条相对齿轮作远离圆心的平移时,其啮合角B ;A .加大 B.不变 C.减小7.一对渐开线直齿圆柱齿轮传动,其啮合角与节圆压力角C ;A .可能相等可能不相等B .一定不相等C .一定相等8. 一对渐开线标准齿轮在标准安装情况下,两齿轮分度圆的相对位置应该是B ;A .相交的B .相切的C .分离的9. 负变位齿轮分度圆上的齿距应是 C πm;A .大于B .小于C .等于10.渐开线齿轮的齿廓离基圆越远,渐开线压力角就 A ;A 越大B 越小C 趋 近 于 2011.当一对渐开线齿轮切制成后,即使两轮的中心距稍有变化,其角速度比仍保持不变,原因是 B ;A 节圆半径不变B 基圆半径不变C 啮合角不变12.渐开线标准直齿圆柱外齿轮的齿数增加,齿顶圆压力角将 C ;A 不变B 增大C 减小13.满足正确啮合条件的一对直齿圆柱齿轮,其齿形 B 相同;A 一定B 不一定C 一定不14.标准蜗杆传动的中心距a 为 B ; A 2)(21z z m + B 2)(2z q m + C 221a a d d + 15.用齿条形刀具范成法加工标准齿轮时,齿轮产生根切的原因是 A ;A 齿轮齿数太少B 齿条刀齿数太少C 齿轮齿全高太长16.斜齿轮传动比直齿轮传动平稳,是因为 B ;A 斜齿轮有轴向力存在B 斜齿轮是逐渐进入和退出啮合的C 斜齿轮有法面模数17.变位齿轮在分度圆上的压力角 B 标准齿轮在分度圆上的压力角;A 小于B 等于C 大于第11章齿轮系及其设计一、正误判断题:在括号内正确的画“√”,错误的画“×”;1. 周转轮系中,自由度为2的轮系是行星轮系 ; ×二、填空题1.行星轮条中必须有一个中心轮是固定不动的;2.差动轮系的自由度为2;3.实现两轴间的多种速比传动,用定轴轮系是较方便的;三、选择题1.周转轮系中的差动轮系自由度为 C ;A.3 B.1 C.22.标准齿轮传动的实际中心距稍微大于标准中心距时,其传动比 B ;A.增大 B.不变 C.减小。
机械的效率和自锁(有答案)
§5 机械的效率和自锁填空题:1.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r P 0,则机器效率的计算式是η = r P 0/rP 。
2.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r Q 0,则机器效率的计算式是 η= r Q /rQ 0 。
3.假设某机器由两个机构串联而成,其传动效率分别为1η和2η,则该机器的传动效率为 1η*2η 。
4.假设某机器由两个机构并联而成,其传动效率分别为1η和2η,则该机器的传动效率为 (P 1*η1+ P 2*η2)/(P 1+P 2) 。
5. 从受力观点分析,移动副的自锁条件是 外力的作用线与运动方向法线的夹角小于等于摩擦角 ;转动副的自锁条件是 外力的作用线与摩擦圆相切或相割 ;从效率观点来分析,机械自锁的条件是 效率小于等于零 。
综合题1:某滑块受力如图所示,已知滑块与地面间摩擦系数f ,试求F 与Q 分别为驱动力时的机构运动效率。
F 为驱动力:f tg1-=ϕ于是由正弦定理:)90sin()90sin(00ϕθϕ--+=Q F 令0=ϕ,得)90sin(00θ-=QF 因此,其效率为)90sin()90sin()90sin(00θϕϕθη-+--==F F 当Q 为驱动力,F 变为阻力,取ϕ-代替上式中的ϕθ-)90sin()90sin(90sin(000ϕθϕθη+---==)F F 第四章习题中,综合题5,要求计算该机构效率。
(可直接利用前面的计算结果)0153077.8==-f tg ϕ由正弦定理:)90sin()2180sin(0210ϕβγϕ-=--+R P 和)90sin()2sin(012ϕϕβ+=-R Q 于是Q P *-+*---+=)2sin()90sin()90sin()2180sin(00ϕβϕϕβγϕ代入各值得:N P 7007.1430=取上式中的00=ϕ,可得N P 10000=于是6990.00==PP η综合题2:图 示 为 由 A 、B 、C 、D 四 台 机 器 组 成 的 机 械 系统,设 各 单 机 效 率 分 别 为ηA 、ηB 、ηC 、ηD , 机 器B 、D 的 输 出 功 率 分 别 为N B 和N D 。
第五章机构的效率与自锁
计算公式:
η= Nr /Nd =G vG/(F vF) 设: η0=1的理想机械 η0=1= G vG/ (F0 vF) 则有: η= F0/ F 或η= M0/ M
(F0/ M0不考虑摩擦时的理想驱动力/矩)
斜面机构的效率
正行程:F=G*tg(α+ φ)
φ)
反行程 F’=G*tg(α-
(F为驱动力)
3。利用效率≤0(驱动力所作的功不足克服其所引起的最 大损失功 因驱动力G=FR32 G=FR32 = F sin(90+) /sin(-2) =F cos / sin(-2) G0 = F / sin = G0/G = (F/sin)/(Fcos /sin(-2)) = sin(-2)/ (sin cos ) ≤0 sin(-2) ≤0 -2≤0 即自锁条件为 ≤ 2
2、驱动力F ≤0(即必须加一个反向的作用力才能将楔形块拉出 对上例中楔形块2,F+FR12+FR32=0 利用正弦定律: F/sin(-2)= FR32 /sin(90+) = FR12 /sin(90-+) 因为 F ≤0 所以 sin(-2) ≤0 即自锁条件为: ≤ 2
3)混联系统
§5-2机构的自锁
一.定义 由于摩擦力的存在,使机构无论在多大的驱动力的作用下 都无法运动的现象,称为自锁. 例: 1、螺旋千斤顶 A 旋转螺母,使重物上升 B 撤去旋转力F,则无论 重物多重,都不能使螺 母反转,使重物下降。 - - - - - -可利用的自锁
二、自锁的条件
1、移动副 分析右图所示滑块机构,要使滑块 向右滑动或有向右滑动的趋势, 则:Ff<Ft 因 Ft=Fsin Fn=Fcos Ff=Fn tg= F cos tg 有 F sin> F cos tg tg > tg 故 > 反之,当≤时,无论作用在滑 块上的力有多大,Ff≥Ft,机构自锁, 也即当驱动力作用在摩擦锥内时, 机构自锁。
机械的效率和自锁机械原理
第五章机械的效率和自锁研究内容:1 机械的效率2 机械的自锁第1讲机械的效率5.1.1 机械效率的概念5.1.2机械效率的计算5.1.3机组效率的计算机械效率的概念及意义:(1) 概念: 机械效率 η 机械损失率 ξ η=W r W d 摩擦损失是不可避免的,总有 ξ >0 和 η < 1;机械效率反映了输入功在机械中的有效利用的程度。
(2) 意义: 降耗节能是国民经济可持续发展的重要任务之一。
机械效率的高低是机械中的一个主要性能指标。
—— 机械的输出功(W r )与输入功(W d )之比—— 机械的损失功(W f )与输入功(W d )之比=1−Wf W d =1−ξ机械效率的计算:1) 以功表示的计算公式 η=W r W d =1−W f W d2) 以功率表示的计算公式 η=P r P d =1−P f P d 3) 以力或力矩表示的计算公式η=F 0F =M 0M实际机械装置 ηF 0v F机械传动装置 Gv Gη=P r P d =Gv G Fv F η0=Gv G F 0v F =1即 η=理想驱动力实际驱动力=理想驱动力矩实际驱动力矩机组 ——由若干个机器组成的机械系统整机 ——由若干个机构组成的整台机器 已知机组各机器的效率,便可计算该机组的总效率。
1. 串联机组1) 功率传动特点: 前一机器的输出功率即为后一机器的输入功率。
2) 总机械效率:η=P r P d =P 1P d P 2P 1…P k P k−1=η1η2…ηn⋯1 2kP dP 1P 2P k -1P k串联机组模型结论:串联机组中任一机器效率很低,整个机械效率就会极低;且串联机器的数目越多,机械效率也越低。
2.并联机组1)传动功率特点:机组的输入功率为各机器的输入功率之和,而输出功率为各机器的输出功率之和。
2) 总机械效率:η=P riP di=P1η1+P2η2+⋯+P kηkP1 +P2 +⋯+P kη1 η2 ηkP1η1P1 P2 P kP dP2η2Pkηk结论:⏹并联机组的总效率与各机器的效率和传动功率大小均有关;⏹其总效率主要取决于传动功率大的机器的效率;⏹要提高并联机组的总效率,应着重提高传动功率大的路线的效率。
机械原理(第5章 机械中的摩擦、机械效率及自锁)
二、转动副中摩擦力:
轴 轴承
轴径
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第五章 机械中的摩擦、机械效率及自锁
二、转动副中摩擦力:
1.轴径摩擦: 轴用于承受径向力放在轴承中的部分称为轴径。 1)摩擦力矩的确定: 设有径向载荷G作用的轴径1,在驱 动力矩Md的作用下,在轴承2中等速运动。 此时转动副两元素必将产生摩擦力以阻 止轴径向对于轴承的滑动。则:
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第五章 机械中的摩擦、机械效率及自锁
一、移动副中摩擦力的确定:
2)三角形螺纹螺旋中的摩擦:
β
β △N β △N
Q
△N
△N
β
Q
β-牙形半角
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第五章 机械中的摩擦、机械效率及自锁
一、移动副中摩擦力的确定:
2)三角形螺纹螺旋中的摩擦: 螺母和螺纹的相对运动完全相同两者受力分析的方法一致。 运动副元素的几何形状不同在轴向载荷完全相同的情况下, 两者在运动副元素间的法向反力不同接触面间产生的摩擦力不 同。 引入当量摩擦系数: 当量摩擦角: fv = f / cosβ
第五章 机械中的摩擦、机械效率及自锁
二、研究机械中摩擦的内容:
1.几种常见的运动副中摩擦的分析; 2.考虑摩擦时机构的受力分析; 3.机械效率的计算; 4.由于摩擦的存在而可能发生的所谓机械的“自锁” 现 象,以及自锁现象发生的条件。
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第五章 机械中的摩擦、机械效率及自锁
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第五章 机械中的摩擦、机械效率及自锁
第五章 机械的效率和自锁武汉理工大学,机械原理,课件
2. 并联 图示为几种机器并联组成的机组。
Nd1 Nd2
1 2 总输入功率为: Nr1 Nr2 Nd = Nd1 + Nd2 + …+ NdK 总输出功率为: Nr = Nr1 + Nr2 + …+ NrK ∵hi= Nri/Ndi 而 Nr = Nd1h1 + Nd2h2 + …+ NdKhK
Nd Nd3 NdK
c. 力(矩)表示 设:F——实际驱动力;Q——实 际生产阻力;VF、VQ作用点沿力方向线 速度。 Q 设想机器中无有害阻力——理想机器。设F0为对应(克服)同一生产 阻力Q时的理想阻力。对于理想机器,有
h = Nr / Nd = QVQ /FVF
vQ
vF F
h0= QVQ /F0VF = 1
即: QVQ = F0VF
越大,表明自锁越可靠。
四、楔形面自锁条件 与平面摩擦相对应,对于楔形面摩擦可
θ 1
θ
以直接用fv代替f,相应地可以用jv代替j。
结论:自锁条件——a≤jv 五、斜面自锁条件
N′ n R21 1 F
2 Q N′
1. 等速上升
建立力平衡条件,有P = Q tg (a + j) 于是: P0 = Q tg a 即斜面的机械效率为
h
h
h3
Nr3 Nr
hK
NrK
∴h =
=
(Nd1h1 + Nd2h2 + …+ NdKhK) (Nd1 + Nd2 + …+ NdK) (Nd1h1 + Nd2h2 + …+ NdKhK) Nd
∴h = (Nd1h1 + Nd2h2 + …+ NdKhK) / (Nd1 + Nd2 + …+ NdK) = (Nd1h1 + Nd2h2 + …+ NdKhK) / Nd
孙恒《机械原理》(第八版)学习辅导书第5章 机械的效率和自锁【圣才出品】
第5章 机械的效率和自锁5.1 复习笔记本章主要介绍了机械的效率和自锁条件的计算。
考试时,常与第4章摩擦力的计算及机构的受力分析综合考察,主要是计算题。
复习时需要把握其具体内容,重点掌握。
一、机械的效率1.功和效率(见表5-1-1)表5-1-1 功和效率注:η+ξ=1,由于实际情况下,摩擦损失不可避免,故必有η<1和ξ>0。
2.机器(或机组)的效率(见表5-1-2)表5-1-2 机器(或机组)的效率注:①若已知各机构的效率,则可计算确定整个机构的效率。
常用机构的效率见教材表5-1。
②设各机器的效率分别为η1、η2、…、ηk,输入功率分别为P1、P2、…P k,则各机器的输出功率分别为P1η1、P2η2、…、P kηk。
3.提高机械的效率的方法(1)减小介质阻力①使用流线型外形设计;②应注意高速旋转零件的结构设计,减小风阻。
(2)减小运动副中的摩擦①用滚动摩擦代替滑动摩擦;②注意各运动副的润滑;③对高速轴承可采用空气轴承、磁悬浮轴承等。
二、机械的自锁(见表5-1-3)表5-1-3 机械的自锁图5-1-1 移动副的自锁图5-1-2 转动副的自锁5.2 课后习题详解5-1 眼镜用小螺钉(M1×0.25)与其他尺寸螺钉(例如M8×1.25)相比,为什么更易发生自动松脱现象(螺纹中径=螺纹大径-0.65×螺距)?解:(1)求眼镜用小螺钉的螺纹升角M1×0.25型螺纹,其大径d′为1mm,螺距P′为0.25mm。
则M1×0.25螺钉的螺纹中径为d′2=(1-0.65×0.25)mm=0.8375mm;螺纹升角为α′=arctan(P′/d′2)=arctan(0.25/0.8375)=16.62°(2)求其他尺寸螺钉的螺纹升角同理,M8×1.25型螺钉,其大径d″为8mm,螺距P″为1.25mm。
则M8×1.25螺钉的螺纹中径为d″2=(8-0.65×1.25)mm=7.1875mm;螺纹升角为α′′=arctan(P′′/d′′2)=arctan(1.25/7.1875)=9.87°<α′。
机械原理课后习题答案部分
第二章2-1 何谓构件?何谓运动副及运动副元素?运动副是如何进行分类的?答:参考教材5~7页。
2-2 机构运动简图有何用处?它能表示出原机构哪些方面的特征?答:机构运动简图可以表示机构的组成和运动传递情况,可进行运动分析,也可用来进行动力分析。
2-3 机构具有确定运动的条件是什么?当机构的原动件数少于或多于机构的自由度时,机构的运动将发生什么情况?答:参考教材12~13页。
2-5 在计算平面机构的自由度时,应注意哪些事项?答:参考教材15~17页。
2-6 在图2-22所示的机构中,在铰链C、B、D处,被连接的两构件上连接点的轨迹都是重合的,那么能说该机构有三个虚约束吗?为什么?答:不能,因为在铰链C、B、D中任何一处,被连接的两构件上连接点的轨迹重合是由于其他两处的作用,所以只能算一处。
2-7 何谓机构的组成原理?何谓基本杆组?它具有什么特性?如何确定基本杆组的级别及机构的级别? 答:参考教材18~19页。
2-8 为何要对平面高副机构进行“高副低代"?“高副低代”应满足的条件是什么?答:参考教材20~21页。
2-11 如图所示为一简易冲床的初拟设计方案。
设计者的思路是:动力由齿轮1输入,使轴 A连续回转;而固装在轴A上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构将使冲头上下运动以达到冲压目的。
试绘出其机构运动简图,分析其是否能实现设计意图?并提出修改方案。
解:1)取比例尺绘制机构运动简图。
2)分析其是否可实现设计意图。
F=3n-( 2P l +P h –p’ )-F’=3×3-(2×4+1-0)-0=0此简易冲床不能运动,无法实现设计意图。
3)修改方案。
为了使此机构运动,应增加一个自由度。
办法是:增加一个活动构件,一个低副。
修改方案很多,现提供两种。
※2-13图示为一新型偏心轮滑阎式真空泵。
其偏心轮1绕固定轴心A转动,与外环2固连在一起的滑阀3在可绕固定轴心C转动的圆柱4中滑动。
机械原理第五章机械的效率和自锁
机械效率和机械自锁的关系
机械效率和机械自锁密切相关,一些自锁机构的应用可 以提高机械效率,更加安全可靠。
机械自锁的定义和分类
机械自锁是指机械装置自身具有防止倒退或松动的特性,分为正向自锁和反向自锁。正向自锁是 防止负载向反向移动,反向自锁是防止负载向正向移动载倒退。
自锁蜗轮机构
利用蜗轮和蜗杆的摩擦阻力,确保负载在停止状态下不会移动。
丝杠自锁机构
利用丝杠和螺母的摩擦阻力,防止负载向下滑动。
自锁机构的应用范围
自锁机构被广泛应用于各种机械装置中,如起重机、传送带、滑车、石材切割机等。它们可以防止因负载运动产 生的安全事故,提高设备效率和可靠性。
双蜗杆自锁机构
棘轮与制动器自锁机构
双蜗杆自锁机构通过两个蜗杆不同的螺旋角度实现自锁。 棘轮与制动器自锁机构通过摩擦力和弹簧力实现自锁。
自锁机构的设计和计算
自锁机构的设计和计算需要考虑多个因素,如负载大小和重量、自锁机构的类型和材料、以及工 作环境和要求等。设计过程需要综合材料力学、机械结构、热力学和工程力学等知识。
材料选择
材料选择需要考虑自锁机构的使用环境和要求,如机械性能、耐磨性、耐腐蚀性等。
自锁角计算
自锁角是指自锁机构能保持自锁状态的最大倾斜角度。当自锁角大于工作角度时,自锁机构 才能起到良好的效果。
弹簧力计算
有些自锁机构需要利用弹簧力来实现自锁,弹簧力的大小和设计也需要计算和考虑。
机械效率和自锁的关系
1
石材切割机
在切割大理石或花岗岩的时候,自锁机构可以确保切割刀不发生倒退或滑动。
2
电梯传动系统
在电梯传动系统中,自锁机构可以保证电梯不会发生自由下落。
机械原理第五章 机械的效率和自锁.
机械的效率(2/10)
2.机械效率的确定 (1)机械效率的计算确定 1)以功表示的计算公式
实际机械装置 理论机械装置
F0 vF
h0
h=Wr/Wd=1-Wf/Wd
2)以功率表示的计算公式
G0
vG
h = Pr /Pd=GvG /FvF
h=Pr/Pd=1-Pf/Pd
3)以力或力矩表示的计算公式 h=F0/F=M0/M=G/G0=Mr/Mr0 即
2)实验方法 实验时,可借助于磅秤测定出定子平衡杆的压力F来确定出 主动轴上的力矩M主, 即 M主=Fl。 同时,根据弹性梁上的千分表读数(即代表Q力)来确定 制动轮上的圆周力Ft=Q-G, 从而确定出从动轴上的力矩M从,
M从=FtR=(Q-G)R 该蜗杆的传动机构的效率公式为 η =P从/P主 =ω从M从/(ω主M主) =M从/(iM主) 式中 i为蜗杆传动的传动比。 对于正在设计和制造的机械,虽然不能直接用实验法测定其 机械效率,但是由于各种机械都不过是由一些常用机构组合而成 的,而这些常用机构的效率又是可通过实验积累的资料来预先估 定的(如表5-1 简单传动机构和运动副的效率)。 据此,可通过 计算确定出整个机械的效率。
0.94 0.94 0.42
解 机构1、2、3′ 及4′串联的部分
′ 4 )′ =5 kW/(0.982×0.962)=5.649 kW P′d=P′r /(η1η2η3 η 机构1、2、3" 、4"及5"串联的部分 " =Pr"/(η1η2η3 " "5 )" =0.2 kW/(0.982×0.942×0.42)=0.561 kW Pd η4 η 故该机械的总效率为 η = ∑Pr /∑Pd =(5+0.2) kW/(5.649+0.561) kW=0.837
机械原理部分答案
2.2.1 在平面机构中,两构件之间以线接触所组成的平面运动副,称为高副,它引入1个约束,保留了2个自由度。
2.2.2平面运动副的最大约束数为2,最小约束数为1;引入一个约束的运动副为一级副,引入两个约束的运动副为二级副。
2.2.3构成机构的要素是构件和运动副;构件是机构中独立运动的单元体。
2.2.4在平面机构中,一个运动副引入约束的变化范围是1—2。
2.2.5以下几种常见的运动副中,其中(C)是高副。
A.滑动轴承B。
移动副C。
齿轮副D。
螺旋副2.2.6运动副中,凡是以点或线接触的,称为高副,而低副则是以面接触的。
2.2.7 构件是机械中独立的制造单元。
(错)2.2.8 B是构成机械的最小单元,也是制造机械时的最小单元A.机器B.零件C.构件D.机构2.2.9两构件组成运动副的必要条件是两构件(A)A.直接接触且具有相对运动B。
直接接触但无相对运动C.虽然不接触但有相对运动D.既不接触也无相对运动2.2.10平面高副连接的两个构件间,只允许有相对滑动。
(错)2.2.11用平面低副连接的两构件间,具有相对运动的数目是3_ ?2.2.12具有一个自由度的运动副称为I级副。
(错)2.2.13 何为运动副?按接触形式分为几种?其自由度、约束数如何?答案:由两构件直接接触而组成的可动的连接;可分为高副和低副;2.3机构自由度的计算2.31机构组成原理是什么?答案:任何机构都是可以看作是由若干个基本杆组依次连接于原动件和机架上构成的。
2.3.2机构具有确定运动的条件是?答案:原动件的数目应等于该机构的自由度的数目2.3.3计算机构自由度时,若记入虚约束,则机构自由度的数目将(C)A.增大B.不变C.减少D.以上都有可能2.3.4机构中原动件数应等于机构的自由度数(对)2.3.5机构的自由度就是构件的自由度(错)2.3.6既然虚约束对机构的运动实际上不起约束作用,为什么在实际机械中又常常存在虚约束?答案:为了保证连杆运动的连续性2.3.7只有自由度为1的机构才具有确定的运动(对)2.3.8由M个构件组成的复合铰链应包括(M-1)个运动副2.3.9门与门框通常有两个以上的铰链,这是复合铰链的典型例子。
机械原理习题及答案要点
机械原理习题及答案要点机械原理习题及答案要点和;构件是机构中的单元体。
2、具有、、等三个特征的构件组合体称为机器。
3、从机构结构观点来看,任何机构是由三部分组成。
4、运动副元素是指。
5、构件的自由度是指;机构的自由度是指。
6、两构件之间以线接触所组成的平面运动副,称为副,它产生个约束,而保留个自由度。
7、机构具有确定的相对运动条件是原动件数机构的自由度。
8、在平面机构中若引入一个高副将引入______个约束,而引入一个低副将引入_____个约束,构件数、约束数与机构自由度的关系是。
9、平面运动副的最大约束数为,最小约束数为。
10、当两构件构成运动副后,仍需保证能产生一定的相对运动,故在平面机构中,每个运动副引入的约束至多为,至少为。
11、计算机机构自由度的目的是______。
12、在平面机构中,具有两个约束的运动副是副,具有一个约束的运动副是副。
13、计算平面机构自由度的公式为F=,应用此公式时应注意判断:(A)铰链,(B)自由度,(C)约束。
14、机构中的复合铰链是指;局部自由度是指;虚约束是指。
15、划分机构的杆组时应先按的杆组级别考虑,机构的级别按杆组中的级别确定。
16、图示为一机构的初拟设计方案。
试:(1〕计算其自由度,分析其设计是否合理?如有复合铰链,局部自由度和虚约束需说明。
(2)如此初拟方案不合理,请修改并用简图表示。
题16图题17图17、在图示机构中,若以构件1为主动件,试:(1)计算自由度,说明是否有确定运动。
(2)如要使构件6有确定运动,并作连续转动,则可如何修改?说明修改的要点,并用简图表示。
18、计算图示机构的自由度,将高副用低副代替,并选择原动件。
19、试画出图示机构的运动简图,并计算其自由度。
对图示机构作出仅含低副的替代机构,进行结构分析并确定机构的级别。
题19图题20图20、画出图示机构的运动简图。
21、画出图示机构简图,并计算该机构的自由度。
构件3为在机器的导轨中作滑移的整体构件,构件2在构件3的导轨中滑移,圆盘1的固定轴位于偏心处。
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^
取上式中的 ,可得
于是
综合题2:
图示为由A、B、C、D四台机器组成的机械系统,设各单机效率分别为 、 、 、 ,机器B、D的输出功率分别为 和 。
(1)试问该机械系统是属串联、并联还是混联方式
(2)写出该系统应输入总功率 的计算式。
.
综合题3:
已知机构位置图、摩擦圆半径 、摩擦角 如图所示。图中 为已知生产阻力。试
4.假设某机器由两个机构并联而成,其传动效率分别为 和 ,则该机器的传动效率为(P1*η1+P2*η2)/(P1+P2)。
5. 从受力观点分析,移动副的自锁条件是外力的作用线与运动方向法线的夹角小于等于摩擦角;转动副的自锁条件是外力的作用线与摩擦圆相切或相割;从效率观点来分析,机械自锁的条件是效率小于等于零。
(1)该机械装置正行程的机械效率 (用 和摩擦角表示)。
(2)反行程欲自锁, 角应满足什么条件。
§
填空题:
1.设机器中的实际驱动力为 ,在同样的工作阻力和不考虑摩擦时的理想驱动力为 ,则机器效率的计算式是 = / 。
2.设机器中的实际生产阻力为 ,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 ,则机器效率的计算式是 / 。
3.假设某机器由两个机构串联而成,其传动效率分别为 和 ,则该机器的传动效率为 * 。
(1)在图中画出各运动副总反力作用线(方向、位置及指向);
(2)求出机构在图示位置的驱动力 及瞬时效率 。
m/mm
`
综合题4:
图示楔块装置,两面摩擦系数均为 。求将楔块1打入2后能自锁的条件。即撤去 力后,在楔紧力作用下,楔块1不能脱出的条件。
^
综合题5:
图示楔块夹紧机构。各摩擦面间的摩擦系数为 ,正行程时 为阻力, 为驱动力。试求:
综合题1:
^
某滑块受力如图所示,已知滑块与地面间摩擦系数f,试求F与Q分别为驱动力时的机构运动效率。
F为驱动力:
于是由正弦定理:
令 ,得
因此,其效率为
当Q为驱动力,F变为阻力,取 代替上式中的 ,并取倒数,得
第四章习题中,综合题5,要求计算该机构效率。(可直接利用前面的计算结果)
`
…Hale Waihona Puke 由正弦定理:和于是