机械原理习题(申永胜).ppt

1.51.5计算下列各机构的自由度。注意分析其中的虚约束、局计算下列各机构的自由度。注意分析其中的虚约束、局计算下列各机构的自由度。注意分析其中的虚约束、局计算下列各机构的自由度。注意分析其中的虚约束、局部自由度合复合铰链等。部自由度合复合铰链等。部自由度合复合铰链等。部自由度合复合铰链等。解：解：解：解：（b b）5577（d d）9912122 21精选e)e)、A A、D D构件构成了虚约束。构件构成了虚约束。构件构成了虚约束。构件构成了虚约束。771010f)f)对称结构构成虚约束。对称结构构成虚约束。对称结构构成虚约束。对称结构构成虚约束。55772精选（g g）对称结构构成虚约束对称结构构成虚约束对称结构构成虚约束对称结构构成虚约束 33332 23精选1.61.6说明图示各机构的组成原理，并判别机构的级别和所说明图示各机构的组成原理，并判别机构的级别和所说明图示各机构的组成原理，并判别机构的级别和所说明图示各机构的组成原理，并判别机构的级别和所含杆组的数目。含杆组的数目。含杆组的数目。含杆组的数目。（a a）解：）解：）解：）解：5577114精选（c c）解：）解：）解：）解：771010115精选（e e）解：）解：）解：）解：991212116精选bb）解：）解：）解：）解：其中、处的滚子具有局部自由度。其中、处的滚子具有局部自由度。其中、处的滚子具有局部自由度。其中、处的滚子具有局部自由度。高副低代后的瞬时替代机构为：高副低代后的瞬时替代机构为：高副低代后的瞬时替代机构为：高副低代后的瞬时替代机构为：1.71.7计算图示各机构的自向度，并在高副低代后，分析组计算图示各机构的自向度，并在高副低代后，分析组计算图示各机构的自向度，并在高副低代后，分析组计算图示各机构的自向度，并在高副低代后，分析组成这些机构的基本杆组及杆组的级别。成这些机构的基本杆组及杆组的级别。成这些机构的基本杆组及杆组的级别。成这些机构的基本杆组及杆组的级别。7精选44551 18精选（c c）解：）解：）解：）解：44442 2其中其中其中其中C C处的滚子具有局部自由度。处的滚子具有局部自由度。处的滚子具有局部自由度。处的滚子具有局部自由度。高副低代高副低代高副低代高副低代9精选10精选例例例例 在图在图在图在图c c中，分别限及为原动件时，划分其基本杆组，中，分别限及为原动件时，划分其基本杆组，中，分别限及为原动件时，划分其基本杆组，中，分别限及为原动件时，划分其基本杆组，确定机构的级别。确定机构的级别。确定机构的级别。确定机构的级别。解：解：解：解：22、构件在点构成复合铰。、构件在点构成复合铰。、构件在点构成复合铰。、构件在点构成复合铰。以为原动件时：以为原动件时：以为原动件时：以为原动件时：机构级别为级。机构级别为级。机构级别为级。机构级别为级。以为原动件时：以为原动件时：以为原动件时：以为原动件时：机构级别为级。机构级别为级。机构级别为级。机构级别为级。11精选nACIBDEFGHJP16FF）解：）解：）解：）解：滚子具有局部自由度，虚约束。滚子具有局部自由度，虚约束。滚子具有局部自由度，虚约束。滚子具有局部自由度，虚约束。高副低代高副低代高副低代高副低代12精选CBDAIFGHJP级机构级机构13精选HIGJACBDFP级机构级机构14精选2.52.5在图示的连杆机构中，已知各构件的尺寸为：在图示的连杆机构中，已知各构件的尺寸为：在图示的连杆机构中，已知各构件的尺寸为：在图示的连杆机构中，已知各构件的尺寸为：l lABAB160mm160mm，l lBCBC260mm260mm，l lCDCD200mm200mm，l lADAD80mm80mm；并已；并已；并已；并已知构件知构件知构件知构件ABAB为原动件，沿顺时针方向匀速转动，试确定：为原动件，沿顺时针方向匀速转动，试确定：为原动件，沿顺时针方向匀速转动，试确定：为原动件，沿顺时针方向匀速转动，试确定：(1)(1)四杆机构四杆机构四杆机构四杆机构ABCDABCD的类型；的类型；的类型；的类型；(2)(2)该四杆机构的最小传动角该四杆机构的最小传动角该四杆机构的最小传动角该四杆机构的最小传动角 minmin；(3)(3)滑块滑块滑块滑块F F的行程速度变化系数的行程速度变化系数的行程速度变化系数的行程速度变化系数K K。15精选E1 1E2 2C1 1C2 2F F1 1B B1 1B B2 2F F2 216精选77图示六杆机构中，各构件的尺寸为：图示六杆机构中，各构件的尺寸为：图示六杆机构中，各构件的尺寸为：图示六杆机构中，各构件的尺寸为：l lABAB30mm30mm，l lBCBC55mm55mm，l lADAD=50mm=50mm，l lCDCD=40mm=40mm，l lDEDE20mm20mm，l lEFEF60mm60mm 滑滑滑滑块为运动输出构件试确定：块为运动输出构件试确定：块为运动输出构件试确定：块为运动输出构件试确定：）四杆机构的类型四杆机构的类型四杆机构的类型四杆机构的类型）机构的行程时间比系数为多少？机构的行程时间比系数为多少？机构的行程时间比系数为多少？机构的行程时间比系数为多少？）滑块的行程为多少？滑块的行程为多少？滑块的行程为多少？滑块的行程为多少？）求机构的最小传动角求机构的最小传动角求机构的最小传动角求机构的最小传动角 minmin17精选解：解：解：解：）按比例尺作机构运动简图。）按比例尺作机构运动简图。）按比例尺作机构运动简图。）按比例尺作机构运动简图。22）四杆机构中，最短杆，最长杆）四杆机构中，最短杆，最长杆）四杆机构中，最短杆，最长杆）四杆机构中，最短杆，最长杆因为因为因为因为llABABl lBCBCllCDCDl lADAD，且以最短杆的邻边为机架，且以最短杆的邻边为机架，且以最短杆的邻边为机架，且以最短杆的邻边为机架,故故故故该四杆机构为曲柄摇杆机构。该四杆机构为曲柄摇杆机构。该四杆机构为曲柄摇杆机构。该四杆机构为曲柄摇杆机构。33）摇杆处于极限位置时，滑块亦分别处于其极限位置，先）摇杆处于极限位置时，滑块亦分别处于其极限位置，先）摇杆处于极限位置时，滑块亦分别处于其极限位置，先）摇杆处于极限位置时，滑块亦分别处于其极限位置，先求极位夹角求极位夹角求极位夹角求极位夹角，再求行程速比系数，再求行程速比系数，再求行程速比系数，再求行程速比系数HF2B2C2E239.2o行程速比系数（行程速比系数（）（）（）1.56 F1B1C1E1FCDAEB18精选滑块的行程滑块的行程滑块的行程滑块的行程F F2 2F F1 175.6775.67）机构的最小传动角）机构的最小传动角）机构的最小传动角）机构的最小传动角 minmin出现在杆垂直于导路出现在杆垂直于导路出现在杆垂直于导路出现在杆垂直于导路作图得作图得作图得作图得minmin78.478.4o oFCDAEBmin19精选2-82-8题图所示六杆机构已知题图所示六杆机构已知题图所示六杆机构已知题图所示六杆机构已知l lABAB200mm200mm，l lACAC585mm585mm，l lCDCD=30mm=30mm，l lDEDE=700mm=700mm，ACAC ECEC，11为常数试求：为常数试求：为常数试求：为常数试求：）机构的行程时间比系数；机构的行程时间比系数；机构的行程时间比系数；机构的行程时间比系数；22）构件的行程；构件的行程；构件的行程；构件的行程；33）滑块的最大压力角滑块的最大压力角滑块的最大压力角滑块的最大压力角 maxmax发生的位置及大小；发生的位置及大小；发生的位置及大小；发生的位置及大小；44）在其他尺寸不变的情况下，欲使行程为原行程的倍，问曲柄在其他尺寸不变的情况下，欲使行程为原行程的倍，问曲柄在其他尺寸不变的情况下，欲使行程为原行程的倍，问曲柄在其他尺寸不变的情况下，欲使行程为原行程的倍，问曲柄长度应为多少？长度应为多少？长度应为多少？长度应为多少？20精选解：解：解：解：1.1.分析机构极限位置分析机构极限位置分析机构极限位置分析机构极限位置21精选机构在第一个极限位置机构在第一个极限位置机构在第一个极限位置机构在第一个极限位置22精选机构在第二个极限位置机构在第二个极限位置机构在第二个极限位置机构在第二个极限位置23精选2.82.8在图示的机构中，已知曲柄在图示的机构中，已知曲柄在图示的机构中，已知曲柄在图示的机构中，已知曲柄2 2顺时针方向匀速转动，角速顺时针方向匀速转动，角速顺时针方向匀速转动，角速顺时针方向匀速转动，角速度度度度2 2100rad100rads s，试求在图示位置导杆，试求在图示位置导杆，试求在图示位置导杆，试求在图示位置导杆4 4的角速度的角速度的角速度的角速度4 4的大小的大小的大小的大小和方向。和方向。和方向。和方向。P2424精选PP13O2O3132P12P232方向：逆时针方向方向：逆时针方向方向：逆时针方向方向：逆时针方向 2.10 求图示机构全部瞬心的位置求图示机构全部瞬心的位置求图示机构全部瞬心的位置求图示机构全部瞬心的位置,构件构件构件构件3 3的角速度的角速度的角速度的角速度 3 3的大小和方向。的大小和方向。的大小和方向。的大小和方向。25精选2 299试求图示连杆机构中构件试求图示连杆机构中构件试求图示连杆机构中构件试求图示连杆机构中构件4 4与构件与构件与构件与构件2 2的角速度比的角速度比的角速度比的角速度比4 42 2。26精选P36Vc35 5、4 4构件上重合点构件上重合点构件上重合点构件上重合点C C5 5、C C4 4的速度方程为：的速度方程为：的速度方程为：的速度方程为：V VC4C4=V VC5C5+V VC5C4C5C4 大小大小大小大小？已知已知已知已知？方向方向方向方向 DCDC已知已知已知已知 DCDCpc5c427精选试求题图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置试求题图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置试求题图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置试求题图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置 28精选解：速度分析解：速度分析解：速度分析解：速度分析2 2、3 3构件上重合点构件上重合点构件上重合点构件上重合点B B2 2、B B3 3的速度方程为：的速度方程为：的速度方程为：的速度方程为：V VB3B3=V VB2B2+V VB3B2B3B2 大小大小大小大小？1 1L LABAB？方向方向方向方向 BCBC ABAB BCBCpb2b329精选2 2）加速度分析）加速度分析）加速度分析）加速度分析大小大小？LAB12？0方向方向 BCBA BCpb2b330精选例：巳知图示机构的位置，构件尺寸及原动件例：巳知图示机构的位置，构件尺寸及原动件AB以等角速度以等角速度1逆时方向转动，试用相对运动图解法作出机构的速度图和逆时方向转动，试用相对运动图解法作出机构的速度图和加速度图，求构件加速度图，求构件3的角速度的角速度3和角加速度和角加速度3要求：要求：（1）写出作图的矢量方程和主要步骤；）写出作图的矢量方程和主要步骤；（2）写出）写出3、及、及3的表达式。的表达式。解解解解（1 1）速度分析）速度分析）速度分析）速度分析2 2、3 3构件上重合点构件上重合点构件上重合点构件上重合点B B2 2、B B3 3的速度方程为：的速度方程为：的速度方程为：的速度方程为：V VB3B3=V VB2B2+V VB3B2B3B2 大小大小大小大小？1 1L LABAB？方向方向方向方向 BCBC ABAB BCBC31精选pb2b3pb2b3（2 2）加速度分析）加速度分析）加速度分析）加速度分析大小大小0？LAB12？0方向方向 BCBA BC32精选 （1 1 1 1）速度分析）速度分析）速度分析）速度分析求求求求B B点速度：点速度：点速度：点速度：VVB B=V=VA A+V+VBABA大小大小大小大小？1 1L L112 2L L2 2？方向方向方向方向 BDBD OAOA BABA取速度比例尺取速度比例尺取速度比例尺取速度比例尺 v,v,速度极点速度极点速度极点速度极点p,p,作速度多边形。作速度多边形。作速度多边形。作速度多边形。pba方向：逆时针。方向：逆时针。方向：逆时针。方向：逆时针。方向：逆时针。方向：逆时针。方向：逆时针。方向：逆时针。33精选pbac求求求求E E点速度：点速度：点速度：点速度：VVE E=V=VC C+V+VECEC大小大小大小大小？4 4L LECEC？方向方向方向方向 xxxx ECECe作速度多边形。作速度多边形。作速度多边形。作速度多边形。v vE E v vpepe方向：顺时针。方向：顺时针。方向：顺时针。方向：顺时针。34精选（2 2 2 2）加速度分析）加速度分析）加速度分析）加速度分析BB点加速度分析的向量方程：点加速度分析的向量方程：点加速度分析的向量方程：点加速度分析的向量方程：大小大小 L33 2？L112L222L22？方向方向BD BDAOBA AB加速度极点加速度极点加速度极点加速度极点,加速度作图比例尺加速度作图比例尺加速度作图比例尺加速度作图比例尺作加速度多边形作加速度多边形作加速度多边形作加速度多边形pbnab35精选pbnabC大小大小？L442L44？方向方向 xx EC EC作加速度多边形作加速度多边形作加速度多边形作加速度多边形een方向：顺时针方向方向：顺时针方向方向：顺时针方向方向：顺时针方向 36精选2 21616图示为储存器的一个侧壁和活动项部的两个要求位置。图示为储存器的一个侧壁和活动项部的两个要求位置。图示为储存器的一个侧壁和活动项部的两个要求位置。图示为储存器的一个侧壁和活动项部的两个要求位置。试设计一个机构、引导顶部通过这两个位置而不与储存器的试设计一个机构、引导顶部通过这两个位置而不与储存器的试设计一个机构、引导顶部通过这两个位置而不与储存器的试设计一个机构、引导顶部通过这两个位置而不与储存器的例壁发生干涉。例壁发生干涉。例壁发生干涉。例壁发生干涉。37精选221717欲设计一个如图示的铰链四杆机构。设已知其摇杆欲设计一个如图示的铰链四杆机构。设已知其摇杆欲设计一个如图示的铰链四杆机构。设已知其摇杆欲设计一个如图示的铰链四杆机构。设已知其摇杆CDCD的长度的长度的长度的长度l lCDCD75mm75mm，行程速比系数，行程速比系数，行程速比系数，行程速比系数K K1.51.5，机架，机架，机架，机架ADAD的长的长的长的长度度度度l lADAD100mm100mm，又知摇杆的一个极限位置与机架间的夹角，又知摇杆的一个极限位置与机架间的夹角，又知摇杆的一个极限位置与机架间的夹角，又知摇杆的一个极限位置与机架间的夹角 4545o o，试求其曲柄的长度，试求其曲柄的长度，试求其曲柄的长度，试求其曲柄的长度l lABAB和连杆的长度和连杆的长度和连杆的长度和连杆的长度l lBCBC。38精选解：解：36o以以AC为为b-a，则，则AC2为为b+aa，b以以AC为为ba，则，则AC1为为baa，bC2C1MB239精选2-192-19题图示为一已知的曲柄摇杆机构，现要求用一连杆将摇杆题图示为一已知的曲柄摇杆机构，现要求用一连杆将摇杆题图示为一已知的曲柄摇杆机构，现要求用一连杆将摇杆题图示为一已知的曲柄摇杆机构，现要求用一连杆将摇杆和一滑块连接起来，使摇杆的三个已知位置和一滑块连接起来，使摇杆的三个已知位置和一滑块连接起来，使摇杆的三个已知位置和一滑块连接起来，使摇杆的三个已知位置C C1 1D D、C C2 2D D、C C3 3D D和和和和滑块的三个位置滑块的三个位置滑块的三个位置滑块的三个位置F F1 1、F F2 2、F F3 3相对应。试确定此连杆的长度及其与摇相对应。试确定此连杆的长度及其与摇相对应。试确定此连杆的长度及其与摇相对应。试确定此连杆的长度及其与摇杆铰接点的位置。杆铰接点的位置。杆铰接点的位置。杆铰接点的位置。D340精选 2121F2将将将将DFDF22转转转转 2121得得得得FF2 2将将将将DFDF3 3转转转转 3131得得得得FF3 3F3 313141精选