机械原理第五章习题答案_机械原理习题集答案

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第五章 机械的效率与自锁

习题5-6

取长度比例尺l0.005m20N，力比例尺F。由题可知： mmmm摩擦圆半径fvr0.1101mm，移动副的摩擦角arctanfarctan0.158.530 作有摩擦时的力矢量图可得

FRI12M120000272.15N，FRI23FRI32，FIlFF12.67420253.48N lIl14.6985作无摩擦的力矢量图可得

FRII12M120000II279.6N，FRII23FRIIlFF13.54320270.86N 32，FlIIl14.3085FII253.4893.58% 效率IF270.86 习题5-8 解：运输带的工作功率为NrFv55001.26600w

由于各环节是串联，总效率为平带传动效率、两对齿轮传动效率和运输带传动效率之积，因此有

21230.950.9720.920.822

电机所需功率为NdNr66000.8228029w

因此该机械选择8kw的电机即可。

习题5-9 解：从电机到A、B间齿轮是串联，因此其间传动效率为

s130.970.920.892

锥齿轮处需要的功率为 Ns

则电机的功率为

PA1A1158.505kw 1B0.80.50.97PBNdNss8.5050.8929.53kw

该机械选择10kw的电机即可。

习题5-11 解：1)正行程时，对于滑块2，在三个力作用下保持平衡，因此有

FsFR12FR420

根据三解形正弦定理，有

sin2FsFsFR12 FR12cos2sinFR21FFF R21sin18002sin2cos由上两式可得FFsctg

由于正行程时，力F为驱动力，在无摩擦状态下，理想驱动力F0Fsctg 所以效率为F0Ftantg 自锁条件为：0

2)反行程时，构件2同样三力作用下平衡，如图所示

sin2FsFsFR12 FR12cos2sinFFR21FF R21sin18002sin2cos由上两式可得FFsctg 由于反行程时，Fs为驱动力，而F为阻力，在无摩擦状态下，理想阻力F0Fsctg 所以效率为FF0tantg

自锁条件为：0900，而900时不自锁。

习题5-12 解：1)以滑块3为研究对象

(a)

根据三解形正弦定理，有

(b)FR23FR23sin2FF 0sin90sin2cos自锁条件为F0，即2 解法之二：

若构件2对3的向右的挤压力不足以克服摩擦力，机构也会自锁。构件2对3向右的挤压力为

FdN23sin

而构件1和2对构件3产生的向左的摩擦力为

FfN23fcosN13f

根据力平衡，对于构件3垂直方向的力满足

N13N23cosN23fsin0

将上式带入摩擦力等式有

Ff2N23fcosN23f2sin

则自锁条件为

FdFfsin2fcosf2sintan2ff2tantan2f 21f因为ftan，所以tan2sincossin2tan2，故自锁条件为2。12sin2cos2

2)以石块为研究对象，根据正弦定理有 FR40Fsin2G GR40sinACBsin2sinACB只要两侧反力向上的分力之和小于重力，则石块不会挤压出去。因此，不挤出去的条件为 G0，即2