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1、机械原理典型例题（第四章）机械原理典型例题（第四章）平面机构力分析平面机构力分析2012.12例例1：如图按：如图按1：1的比例绘制的四杆机构运动简图，的比例绘制的四杆机构运动简图，构件构件1为原动件，在驱动力矩为原动件，在驱动力矩Md的作用下沿的作用下沿1方向转动，构方向转动，构件件3受到阻力受到阻力Q的作用，图中点划线小圆为摩擦圆（半径如的作用，图中点划线小圆为摩擦圆（半径如所示）。若不计各构件的重力和惯性力。试在图上标出：所示）。若不计各构件的重力和惯性力。试在图上标出：44123ABD1MdQ构件构件2上各转动副总反力上各转动副总反力的作用线位置和方向；的作用线位置和方向；构件构件3上
2、各转动副总反力上各转动副总反力的作用线位置和方向；的作用线位置和方向；构件构件1上各转动副总反力上各转动副总反力的作用线位置和方向；的作用线位置和方向；4123ABCD21Q23R32R1214MdR2334R43R21R41例例2：所示为偏心圆凸轮杠杆机构的运动简图（绘图比例：所示为偏心圆凸轮杠杆机构的运动简图（绘图比例l），），A、C处的实心圆为转动副处的实心圆为转动副A、C的摩擦圆，偏心轮的摩擦圆，偏心轮1与杠杆与杠杆2接触点接触点B处的摩擦角处的摩擦角15。若不计各构件的惯。若不计各构件的惯性力和重力，试用图解法求在图示位置时，为提升重物性力和重力，试用图解法求在图示位置时，为提升重物
3、所应加于凸轮所应加于凸轮1上的平衡力矩上的平衡力矩M1的大小和方向，为此请回的大小和方向，为此请回答下列答下列2个问题：个问题：、在图上画出构件、在图上画出构件2所受所受各力的作用点和方向，并各力的作用点和方向，并画出力多边形（重力的画出力多边形（重力的大小和比例尺可任选）；大小和比例尺可任选）；、在图上画出构件、在图上画出构件1所受所受各力的作用点和方向，并各力的作用点和方向，并说明平衡力矩说明平衡力矩M1的方向。的方向。23R12QR32R21R31M1QR32R1213例例3：图为平底凸轮推杆：图为平底凸轮推杆1，它在力，它在力P的作用下，沿导轨的作用下，沿导轨2向上运动，设向上运动，设
4、1、2两者的摩擦系数为两者的摩擦系数为f。试求为了避免自。试求为了避免自锁导轨长度锁导轨长度l2应满足什么条件？应满足什么条件？NaNbN21NlPl2NtgPNaFfa推杆推杆1不自锁，即满足：不自锁，即满足：Fx=0Mb=0Fy: F阻力阻力 v ， 故该斜面机构反行程时不故该斜面机构反行程时不能自锁。能自锁。25. 7127. 0arctanarctan127. 060sin11. 0sinvvvfffNWFWFvvvv25.369cos)sin()90sin()sin(vvWFcos)sin(vVF + W + R21 = 0 例例5：破碎机原理简图如图所示：破碎机原理简图如图所示.设
5、要破碎的料块为圆柱设要破碎的料块为圆柱形形,其重量忽略不计其重量忽略不计, 料块和鄂板之间的摩擦系数是料块和鄂板之间的摩擦系数是f，求，求料块被夹紧又不会向上滑脱时鄂板夹角料块被夹紧又不会向上滑脱时鄂板夹角应多大应多大?n不考虑料块的重量时，料块的受不考虑料块的重量时，料块的受力方程为：力方程为：n 联立两个方程得：联立两个方程得：n料块被夹紧又不会向上滑脱时鄂料块被夹紧又不会向上滑脱时鄂板夹角板夹角应为应为:12cos( - )cosXRR ：12sin( - )sinYRR ：farctantan)-tan(-2VR1VR2例例6：图示偏心盘杠杆机构。偏心盘直径：图示偏心盘杠杆机构。偏心盘
6、直径d=50mm，偏心距，偏心距e=15mm，偏心盘与杠杆接触点，偏心盘与杠杆接触点B处的摩擦角处的摩擦角=30，AC处的摩处的摩擦圆半径擦圆半径=5mm（D处摩擦不计），处摩擦不计），BC=45mm，CD=15mm，AO和和BD均处在水平位置。重力均处在水平位置。重力w=100N。试求图示位置时，需加。试求图示位置时，需加在偏心盘上的平衡力矩在偏心盘上的平衡力矩M。V12R21R31R12R32WR12R32hR12=57.9N213112= sin30cos3030.557.9 30.5 17671.767RRMM Rhh remmMN mmN m 与 形成力偶矩与 平衡，即：例例7：图示
7、缓冲器中，若已知各楔形块接触面间的摩擦系：图示缓冲器中，若已知各楔形块接触面间的摩擦系数数f及弹簧的压力及弹簧的压力FQ，试求当楔形块，试求当楔形块2、3被等速推开及等被等速推开及等速恢复原位时力速恢复原位时力F的大小、该机构的机械效率以及此缓冲的大小、该机构的机械效率以及此缓冲器正反行程均不自锁的条件。器正反行程均不自锁的条件。12420QRRV13R31R21正行程（推开时）正行程（推开时）：构件构件1：21310PRRV24R42R12V122121sin(18022 )sin()2cos()RPPR1212sin(22 )sin(90)12 sin()RQQR12cos()2 sin(
8、)/tan()PQPQ00/tan/tantan()0/tan()tan0PQPQPQ理想驱动力：不自锁条件：构件构件2：2112RR例例7：图示缓冲器中，若已知各楔形块接触面间的摩擦系：图示缓冲器中，若已知各楔形块接触面间的摩擦系数数f及弹簧的压力及弹簧的压力FQ，试求当楔形块，试求当楔形块2、3被等速推开及等被等速推开及等速恢复原位时力速恢复原位时力F的大小、该机构的机械效率以及此缓冲的大小、该机构的机械效率以及此缓冲器正反行程均不自锁的条件。器正反行程均不自锁的条件。V13R31R21正行程（推开）：正行程（推开）：V24R42R12V12/tan()PQ00/tan/tantan()0
9、/tan()tan0PQPQPQ理想驱动力：不自锁条件：00/ tantan0tan()90PQPP理想阻力：不自锁条件：90所以，正反行程均不发生自锁的条件是：/tan()PQ反行程（推进）：反行程（推进）：基本概念题基本概念题1.选择题（单选）：选择题（单选）： (1)运动链的动态静定条件是指在对进行力分析时，独立平衡方程式的数目运动链的动态静定条件是指在对进行力分析时，独立平衡方程式的数目_所有未知量的数目。所有未知量的数目。 A.等于等于 B.大于大于 C.小于小于 (2)对于发生自锁的机器，其正、反行程的效率对于发生自锁的机器，其正、反行程的效率_ 。 A. 均大于零均大于零 B.
10、均小于等于零均小于等于零 C. 正行程大于零、反行程小于等于零正行程大于零、反行程小于等于零 (3) 对于由对于由A、B两构件组成的移动副，在考虑摩擦情况下，两构件组成的移动副，在考虑摩擦情况下，B对对A的总反力方向的总反力方向 与与A相对于相对于B的运动方向成的运动方向成_夹角。夹角。 A.90。+ B. 90。- C. 90。 (4)摩擦圆的大小与摩擦圆的大小与_ 有关。有关。 A . 外载荷外载荷 B. 摩擦系数摩擦系数 C. 摩擦系数和轴颈尺寸摩擦系数和轴颈尺寸 (5) 对于作变速稳定运动的机器，一个运动循环内重力作功对于作变速稳定运动的机器，一个运动循环内重力作功_ 等于零。等于零。
11、 A. 一定一定 B.不一定不一定 C.一定不一定不ABACA(6) 三角螺纹的摩擦三角螺纹的摩擦_ 大于矩形螺纹的摩擦。大于矩形螺纹的摩擦。 A. 一定一定 . B.不一定不一定(7) 楔形滑块的摩擦楔形滑块的摩擦_ 大于平滑块的摩擦。大于平滑块的摩擦。 A. 一定一定 B. 不一定不一定(8) 对于作匀速稳定运动的机器，其瞬时效率一定对于作匀速稳定运动的机器，其瞬时效率一定_ 循环效率。循环效率。 A .等于等于 B. 小于小于 C.大于大于(9) 对于作变速稳定运动的机器，其瞬时效率对于作变速稳定运动的机器，其瞬时效率_ 循环效率。循环效率。 A. 一定等于一定等于 B. 一定小于一定小
12、于 C. 一定大于一定大于 D.不一定等于不一定等于 AAAD2.判断题：(1) 机构发生自锁的原因是因为驱动力太小。机构发生自锁的原因是因为驱动力太小。(2)机器发生自锁的原因是由于其正反行程的效率均不大于零。机器发生自锁的原因是由于其正反行程的效率均不大于零。(3) 楔形滑块的摩擦总大于平滑块的摩擦。楔形滑块的摩擦总大于平滑块的摩擦。(4)三角螺纹的摩擦小于矩形螺纹的摩擦。三角螺纹的摩擦小于矩形螺纹的摩擦。(5) 对于匀速稳定运动的机器，其瞬时效率等于循环效率。对于匀速稳定运动的机器，其瞬时效率等于循环效率。XX习题评讲习题评讲4-13:图示曲柄滑块机构的四个不同位置，图示曲柄滑块机构的四个不同位置，F为作用在活为作用在活塞上的力。若不计各构件的重力和惯性力，试确定在此塞上的力。若不计各构件的重力和惯性力，试确定在此四个位置时，连杆四个位置时，连杆AB运动副总反力的真实方向。运动副总反力的真实方向。23232121R R1212R R323221212323R R3232R R1212R R3232R R121223232121R R1212R R323221212323