4.3　名校考研真题详解

一、选择题

1在带传动中，三角胶带作用于从动带轮上的摩擦力属于（　　）。[浙江工业大学2011研]

A．惯性力

B．有害阻力

C．生产阻力

D．驱动力

【答案】D

【解析】带传动是依靠带与带轮间的摩擦力来传递运动的。C项生产阻力是指机械在生产过程中为了改变工作物的外形、位置或状态等所受到的阻力。如机床中工件作用于刀具上的切削阻力，起重机提升重物的重力等均为生产阻力。

2如果作用在径向轴颈上的外力加大，那么轴颈上摩擦圆（　　）。[武汉科技大学2007研]

A．变大

B．变小

C．不变

D．变大或不变

【答案】C

【解析】摩擦圆半径：ρ＝f_vr，其中，f_v为当量摩擦系数，r为轴径。因此，摩擦圆的大小与力无关。

二、计算分析题

1如图4-3-1所示，已知作用在导杆3上的生产阻力矩M₃＝100Nm，a＝200mm，d＝400mm，φ₁＝60°，（此时，φ₃＝80.1039°，s＝581.8626mm）。不计各运动副的摩擦，求构件1上的平衡力矩M_b及各运动副反力。[武汉科技大学2008研]

图4-3-1

解：分别对三个构件进行受力分析，如图4-3-2所示。

图4-3-2

根据力的平衡条件得F₂₃＝M₃/s＝100/0.582＝171.8N。

则有F₃₂＝F₁₂＝171.8N。

构件1上的平衡力矩M_b＝F₁₂h。

其中h＝acos（φ₃－φ₁）＝0.2×cos20.1039°＝0.188m。

故有M_b＝F₁₂h＝171.8×0.188＝32.298N·m。

2如图4-3-3所示曲柄滑块机构运动简图。已知各转动副轴颈半径r＝20mm，当量摩擦系数f_v＝0.15，移动副的摩擦系数f＝0.1，作用于滑块上的生产阻力为Q。试：

（1）在该简图上画出各运动副总反力（包括方向及作用线位置）；

（2）写出构件1、3的力平衡方程式，并画出其力多边形。[北京交通大学2005研]

图4-3-3

解：（1）各转动副摩擦圆半径为ρ＝rf_V＝3mm。

以各转动中心A、B、C为中心，ρ为半径作圆即得各转动副的摩擦圆。

移动副摩擦角为φ＝arctanf≈5.71°。

如图4-3-4所示，即可得各运动副总反力。

图4-3-4

（2）由图4-3-4中1、3所受的各力首尾相接，即可得到如图4-3-5所示两个力三角形。

图4-3-5

其中，构件1、3的力平衡方程分别为

F＋F_R21＋F_R41＝0

Q＋F_R23＋F_R43＝0

3图4-3-6所示为肘杆式夹钳，设所有转动副的摩擦圆半径均为ρ，F为驱动力，Q为钳口剪力。调整螺丝为右旋螺纹。

（1）画出机构在图示位置各个运动副反力的方向。

（2）如何确定力F和力Q大小之间的关系。

（3）在力F和Q作用点、方向均不变的条件下，为了提供大小相同的力Q而减小力F，应当如何转动调整螺丝。[西南交通大学2005研]

图4-3-6

解：（1）作出各个运动副反力，如图4-3-7（a）所示。

图4-3-7

（2）对2杆分析可知，其中受杆1和4作用的两个力，由平衡方程可得F_R42＝F_R12；同时，由F作用下的力矩平衡，可得F_R12和F_R42；

对1杆分析可知，有矢量式F_R21＋F_R31＋F＝0，其中F_R12与F_R21是作用力与反作用力关系，可得F_R31的大小与方向；

对3杆分析可知，有矢量式F_R13＋F_R43＋Q＝0，其中F_R13与F_R31是作用力与反作用力关系，可得F_R43的大小与方向；

然后绘制力的三角形，如图4-3-7（b）所示，由此根据各杆长度关系，即可确定Q与F的关系。

（3）在力F和Q作用点、方向均不变的条件下，为了提供大小相同的力Q而减小力F，应当向外（左）调整镙丝，使AD增大。