一位技校的师傅在学生们完成一项操作后给他们出了这样一道题:
题:师傅这样说:“我们的车间要安装传送皮带,但这种皮带不是安装在两个皮带轮上,而是要装在三个皮带轮上。”然后给大家看了传送装置示意图(图9-17)。
图9-17 装在三个皮带轮上的传送装置
根据图中标出的尺寸如何计算出皮带的长度?
师傅说:“在示意图中,三个皮带轮的尺寸、直径和轴间距离都具备了,不再进行任何测量,只利用这些已知数据,怎样测定传送皮带的长度?”
面对老师提出的问题,学生们认真地思考起来,不一会儿,有一个学生说:“我认为最困难的事就是图纸上没有标出来皮带环绕每个皮带轮的弧线AB、CD、EF的长度。要确定每条弧线的长度就要知道和它对应的角的角度,要测量这样的角度没有量角器是不可能完成的。”
师傅回答说:“图纸上已经标出尺寸,你说的那几个角度,用三角公式和对数表就可以计算出来,但这个方法太烦琐,其实没有必要求出每段弧线的长度,所以根本用不着量角量,只要知道……”
“只要知道它们的和就可以了?”聪明的几个学生已经抢答出答案了。
“是的,大家回家吧,明天把计算出来的答案给我。”
读者们,请别急着往下看学生交给师傅的答案。
听了师傅的解答,你可以试着解答这道题。
解:的确,传送皮带的长度很容易就计算出来了:三个皮带轮轴距离之和加上一个皮带轮的圆周长就是传送皮带的长度。假设皮带长为L,则:
L=a+b+c+2πr(www.xing528.com)
皮带轮的圆周长为皮带所接触到的弧线长度之和,这个问题可能所有的学生都想到了,但却有很多人不能证明它。
师傅收到了很多学生的答案,他认为最简便的方法是这样的:
假设BC、DE、FA是皮带轮圆周上的切线(图9-18)。向各切点引半径。由于三个皮带轮圆周的半径相等,所以O1BCO2、O2DEO3和O1O3FA的形状都是长方形,所以BC+DE+FA=a+b+c,然后就要证明弧线长度之和AB+CD+EF是一个皮带轮圆周长。
图9-18 怎样根据图上已有尺寸计算出皮带的长度
先作一个半径为r的圆O(图9-18)。引直线OM//O1A,ON//O1B,OP//O2D,由于各角都有平行边,所以,∠MON=∠AO1B,∠NOP=∠CO2D,∠POM=∠EO3F。
则:
AB+CD+EF=MN+NP+PM=2πr
得出皮带长度为:L=a+b+c+2πr。
这个方法还能证明任何数量直径相同的皮带轮,它们的传送皮带的长度都等于它和轴心的距离与一个皮带轮的圆周长之和。
题:如图9-19所示,这个传送皮带安装在四个滚轴上,这四个滚轴直径完全相同(示意图已将原有的间隔滚轴略去,在此处不会对解题造成影响。)
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