问答题
在下图所示楔块机构的传动中，已知楔块斜面角β=60°，各接触面间的摩擦系数均为f=0.15。求当Q=100N时，不计楔块质量，需加多大的水平力F才能使楔块1克服力Q而等速上升?又需加多大的力F才能维持楔块1在Q作用下等速下降?若要求不加水平力F，而使楔块在力Q作用下不向下移动的条件是什么。
【正确答案】
【答案解析】解题要点：
(1)注意楔块1等速上升时Q为阻力，F为驱动力；而楔块1等速下降时，Q为驱动力，F为阻抗力；
(2)明确三力构件中三个力的作用线必然相交于一点；
(3)明确移动副中某构件受到的总反力方向必与该构件的运动方向成钝角关系。
解：(1)进行机构力分析(正行程)。
当楔块2在水平力F的作用下向左运动时，楔块1垂直向上运动。
如题图(a)所示，分别以构件1、2为示力体，由于构件均为简单的三力构件，根据构件间的相对运动关系可画出每个示力体所受之力的作用线。图中φ为摩擦角，其值为φ=arctanf=8.53°。
按 Q+R 21 +R 31 =0 和 R 12 +F+R 32 =0
作力多边形abcd(如题图(c)所示)，根据几何关系可得
F/sin(β+2φ)=R 12 /sin(90°-φ) ①
和 Q/sin[90°-(β+2φ)]=R 12 /sin(90°+φ) ②
联立式①和②可得
(2)反行程机构受力分析。
现要求构件1在垂直力Q作用下向下运动时，构件2水平向右运动。
如题图(b)所示，仍以构件1、2为示力体，根据构件间的运动关系，分别画出构件1、2所受之力的作用线。
仍按 Q+R 21 +R 31 =0 和 R 12 +F+R 32 =0
作力多边形abcd(见题图(d))，根据几何关系可得
F/sin(β-2φ)=R 12 /sin(90°+φ) ④
和 Q/sin[90°-(β-2φ)]=R 12 /sin(90°-φ) ⑤
联立式④和⑤可得
(1)注意楔块1等速上升时Q为阻力，F为驱动力；而楔块1等速下降时，Q为驱动力，F为阻抗力；
(2)明确三力构件中三个力的作用线必然相交于一点；
(3)明确移动副中某构件受到的总反力方向必与该构件的运动方向成钝角关系。
解：(1)进行机构力分析(正行程)。
当楔块2在水平力F的作用下向左运动时，楔块1垂直向上运动。
如题图(a)所示，分别以构件1、2为示力体，由于构件均为简单的三力构件，根据构件间的相对运动关系可画出每个示力体所受之力的作用线。图中φ为摩擦角，其值为φ=arctanf=8.53°。
按 Q+R 21 +R 31 =0 和 R 12 +F+R 32 =0
作力多边形abcd(如题图(c)所示)，根据几何关系可得
F/sin(β+2φ)=R 12 /sin(90°-φ) ①
和 Q/sin[90°-(β+2φ)]=R 12 /sin(90°+φ) ②
联立式①和②可得
(2)反行程机构受力分析。
现要求构件1在垂直力Q作用下向下运动时，构件2水平向右运动。
如题图(b)所示，仍以构件1、2为示力体，根据构件间的运动关系，分别画出构件1、2所受之力的作用线。
仍按 Q+R 21 +R 31 =0 和 R 12 +F+R 32 =0
作力多边形abcd(见题图(d))，根据几何关系可得
F/sin(β-2φ)=R 12 /sin(90°+φ) ④
和 Q/sin[90°-(β-2φ)]=R 12 /sin(90°-φ) ⑤
联立式④和⑤可得