西北工業(yè)大學機械原理課后答案第3章-1

1、C3第三章平面機構(gòu)的運動分析題3-3 試求圖示各機構(gòu)在圖示位置時全部瞬心的位置（用符號Pj直接標注在圖上）解：OOP3F23(P24)3P3(P34)4R2CR2ACOTP41 一(a)3CO、P23R4斗B324c AP12c1 (b)4Cy P4f3jfJrBP23XMfCOP4F34CO1iP14VM1 I4224P21(d)P3圖解法求機構(gòu)在圖示位置時構(gòu)件3上C點的速度及加速度。C3圖解法求機構(gòu)在圖示位置時構(gòu)件3上C點的速度及加速度。C3題3-4在圖示在齒輪-連桿機構(gòu)中，試用瞬心法求齒輪1與齒輪3的傳動比w1/w3.c2P12F23St-Pl3Pl6A1圖解法求機構(gòu)在圖示位置時構(gòu)件3上

2、C點的速度及加速度。C3圖解法求機構(gòu)在圖示位置時構(gòu)件3上C點的速度及加速度。C3解：1）計算此機構(gòu)所有瞬心的數(shù)目K=N（N -役卡2）為求傳動比-/ 3需求出如下三個瞬心P,6、P36、P13如圖3-2所示。3）傳動比-/ 3計算公式為:巳6 p3p6p3題 3-6 在圖 a 所示的四桿機構(gòu)中，lAB=60mm , lcD=90mm , l AD=lBc=120mm , 3 2=10rad/s，試用瞬心法求：B3 2P232A JP121P34DP14(a)Pl33 2(b)F34P332(c)1）當0 =165。時，點C的速度Vc ;2）當$ =165。時，構(gòu)件3的BC線上速度最小的一點 E

3、的位置及速度的大小;3）當Vc=O時，$角之值（有兩個解）解：1）以選定比例尺，繪制機構(gòu)運動簡圖。（圖3-3 ）VbI AB2丨 AB和BP3= 2.56rad. svC 二 JlCP13-0.4 m s2）求Vc，定出瞬心P13的位置。如圖3-3 （a）圖解法求機構(gòu)在圖示位置時構(gòu)件3上C點的速度及加速度。C3圖解法求機構(gòu)在圖示位置時構(gòu)件3上C點的速度及加速度。C33）定出構(gòu)件3的BC線上速度最小的點 E的位置。因為BC線上速度最小的點必與 P13點的距離最近，所以過 P13點引BC線延長線的垂線交于 E點。如圖3-3 (a)vE =片 ER3們3 =0.375m/s4）當VC =0時，P13

4、與C點重合，即AB與BC共線有兩個位置。作出 vC = 0的兩個位置。量得 二26.42 =226.6圖解法求機構(gòu)在圖示位置時構(gòu)件3上C點的速度及加速度。C3圖解法求機構(gòu)在圖示位置時構(gòu)件3上C點的速度及加速度。C3題3-12在圖示的各機構(gòu)中，設(shè)已知各構(gòu)件的尺寸、原動件 1以等角速度3 1順時針方向轉(zhuǎn)動。試用圖解法求機構(gòu)在圖示位置時構(gòu)件3上C點的速度及加速度。解：a)速度方程：VC3 - VB VC3B - VC2 VC2C3、ntntkr加速度方程：ac3 ac3 二 ab ac3B ac3B = ac2 ac3c2 ac3C2p(c k 8 a)p(Q d、a)1,?xA 31c2(a)b

5、(n)b)速度方程：VB3 二 VB2 VB3B2加速度方程:ntaB3 aB3 二 aB2a；3B2B3B2p (n da)p(b,d,c,a)(bi k c )(b)c)速度方程：VB3 二 VB2 VB3B2加速度方程:a；3 a；3 二 aB2KaB3B2raB3B2p(a,d)4b3(c)b2(b1,b3)題3-14在圖示的搖塊機構(gòu)中，已知l AB=30mm , lAc=100mm , lBD=50mm , lDE=40mm。曲柄以等角速度3仁10rad/s回轉(zhuǎn)，試用圖解法求機構(gòu)在 $仁45。位置時，點D和點E的速度和加速度，以及構(gòu)件2的角速度和角加速度。解：1）選定比例尺l ABA

6、B0.0315=0.002mmm繪制機構(gòu)運動簡圖。（圖（a）2）速度分析：圖（b）Vb = ll AB =10 x 0.03 = 0.3 m/ s速度方程 Vc2 = Vb Vc2B = Vc3 Vc2C3VbPb罟0.005人由速度影像法求出Ve速度多邊形如圖3-6 （b）Vd =%pd =0.005 44.83 =0.224 msvE=%P= 0.005 34.18 = 0.171 msVcb-vbC20.005 49.51 BCl Bc0.002 61.53Qs（順時針）3）加速度分析：圖3-6（ c）aB2p b 75= 0.04mnac2 = aBac2Ba；2B二 aC3 aC2C

7、3-aC2C3由加速度影像法求出aE加速度多邊形如圖aB 二 111ab = 102 0.03 = 3ms2（C）aC2B = 121cB = 22 0.122= 0.5 二 m s2kaC2C3=2 -23vC2C3 = 2 2. 0.175 = 0.7m s2a。=巴卩=0.0465 = 2.6%2aE T p e =0.04 71 =2.8:2taC2B1 BCC2C2衛(wèi)y 8.0.002 61.532（順時針）C3Imi jfjFpi4E（a）題 3-15 在圖示的機構(gòu)中， 已知 lAE=70mm , Iab =40mm , lEF=60mm , lDE=35mm , lcD=75mm

8、 , lBc=50mm ,原動件1以等角速度3仁10rad/s回轉(zhuǎn)，試以圖解法求點C在$仁50。時的速度Vc和加速度 比。解：1）速度分析: 以F為重合點（F1、F5、F4）有速度方程：Vf4 =Vf5 = Vf1 + Vf5F1由速度影像法求出Vb、Vd以比例尺Jv = 0.03m smm速度多邊形如圖3-7 （b）,Vc = Vb VcB 二 Vd - VcDac - aBVcac以比例尺a =0.6m sntaF4 - aF4aF 4 = aFntnaCBaCB-aDacD有加速度方程:2）加速度分析:taCDk1 aF5F1 =巴 pC = 0.69嘆raF5F1由加速度影像法求出aB

9、、aD(F 1,F 5,F 4)2(a)(C)f 4（ f 5，）A圖3-7題3-16在圖示的凸輪機構(gòu)中，已知凸掄1以等角速度 = =10rads轉(zhuǎn)動,凸輪為一偏心圓，其半徑R=25mm,lAB =15mm,lAD = 50mm,打=90，試用圖解法求構(gòu)件 2的角速度2與角加速度解：1）高副低代，以選定比例尺，繪制機構(gòu)運動簡圖。2）速度分析：圖（b)v B4 - vB1 =1 l AB=10 0.015 = 0.15m s取 B4、B2為重合點。速度方程：vB2-VB4 VB2 B4速度多邊形如圖（b）vB2 =巴臥=0.005沃23.5 =0.1175叫vB2B4 二 b4b2 = 0.00

10、5 32 = 0.16VB22 ll BD_ % pb2l BD=2吋0.00125 4s轉(zhuǎn)向逆時針3）加速度分析：圖（c)naB2taB2 二 aB4KraB2B4 aB2B4naB4n2 .-3b1 二 11l AB2I 2=102 0.015 = 1.5ms2naB2缶=2.292 0.00125 41 = 0.2 6 m. s2kaB2B4-2 2vB2B4 =2 2.29 0.16-0.732 m s22圭=墻冷嚴6Q轉(zhuǎn)向順時針。3 1A_._!_題 3-18 在圖 a 所示的牛頭刨床機構(gòu)中，h=800mm , m=360mm , h2=120mm , l AB=200mm , lc

11、D=960mm ,IDE=160mm ,設(shè)曲柄以等角速度 3 i=5rad/s逆時針方向回轉(zhuǎn)， 試用圖解法求機構(gòu)在 0 1=135。位置時, 刨頭上點C的速度Vc。解： 選定比例尺, 叫二= 0.001mmm繪制機構(gòu)運動簡圖。(圖(a)AB 12/mm解法一：速度分析：先確定構(gòu)件3的絕對瞬心P36,利用瞬心多邊形，如圖(b)由構(gòu)件3、5、6組成的三角形中，瞬心 P36、P35、P56必在一條直線上，由構(gòu)件3、4、6組成的三角形中，瞬心P36、P34、P46也必在一條直線上，二直線的交點即為絕對瞬心P36。速度方程 Vb3 二 Vb2Vb3B2VbPb20vB2 = vB1 _ 1l AB =5

12、 0.2 = 1m s方向垂直AB。VB3的方向垂直BG(BP36), Vb3B2的方向平行BD。速度多邊形如圖(c)速度方程Vc =VB3VCB3Vc 二 JV pc = 1.24m s232344(d)1(e)解法二：確定構(gòu)件3的絕對瞬心P36后，再確定有關(guān)瞬心P16、P12、P23、P13、卩15,利用瞬心多邊形，如圖3-9(d)由構(gòu)件1、2、3組成的三角形中，瞬心P12、P23、P13必在一條直線上，由構(gòu)件 1、3、6組成的三角形中，瞬心 P36、P16、P13也必在一條直線上，二直線的交點即為瞬心P13。利用瞬心多邊形，如圖3-9 ( e)由構(gòu)件1、3、5組成的三角形中，瞬心P15、

13、P13、P35必在一條直線上，由構(gòu)件1、5、6組成的三角形中，瞬心P56、P16、P15也必在一條直線上，二直線的交點即為瞬心 P15如圖3-9P15為構(gòu)件1、5的瞬時等速重合點Vc 二VP15 二 1AR57 =1.24ms題3-佃 在圖示的齒輪-連桿組合機構(gòu)中，MM為固定齒條，齒輪 3的齒數(shù)為齒輪4的2倍，設(shè)已知原動件1以等角速度3 1順時針方向回轉(zhuǎn)，試以圖解法求機構(gòu)在圖示位置時，E點的速度Ve以及齒輪3、4的速度影像。解：1）選定比例尺叫繪制機構(gòu)運動簡圖。（圖（a）2）速度分析： 此齒輪-連桿機構(gòu)可看成 ABCD及DCEF兩個機構(gòu)串聯(lián)而成。則速度方程：VC = VBVCBVe = VCV

14、EC以比例尺 j作速度多邊形，如圖（b）Ve二 pe取齒輪3與齒輪4的嚙合點為K，根據(jù)速度影像原理，在速度圖（b）中作dck s DCK，求出k點，以c為圓心，以ck為半徑作圓g3即為齒輪3的速度影像。同理：fek s FEK，以e為圓心，以ek為半徑作圓g4即為齒輪4的速度影像。(a)題3-20如圖a所示的擺動式飛剪機用于剪切連續(xù)運動中的鋼帶。設(shè)機構(gòu)的尺寸為lAB=130mm,lBc=340mm ,lcD=800mm。試確定剪床相對鋼帶的安裝高度H（兩切刀E及E應(yīng)同時開始剪切鋼帶 5）;若鋼帶5以速度V5=0.5m/s送進時，求曲柄1的角速度3 1應(yīng)為多少才能同步剪切？解：1）選定比例尺,J

15、i =o.Q1mmm繪制機構(gòu)運動簡圖。兩切刀E和E同時剪切鋼帶時,E和E重合,由機構(gòu)運動簡圖可得 H = 708.9mm 2）速度分析：速度方程：VC二 VBvcb由速度影像.：pec s .）dCEvE 二-v pe3） Ve必須與V5同步才能剪切鋼帶。Vbpb%pb vEpb V5ABABpe lABAB加速度方程:aB3B3二 aB2aB3B2B3B2題3-21圖a所示為一汽車雨刷機構(gòu)。其構(gòu)件 1繞固定軸心A轉(zhuǎn)動，齒條2與構(gòu)件1在B點處鉸接， 并與繞固定軸心 D轉(zhuǎn)動的齒輪3嚙合（滾子5用來保證兩者始終嚙合），固聯(lián)于輪3的雨刷3作往 復(fù)擺動。設(shè)機構(gòu)的尺寸為lAB=18mm ,;輪3的分度圓

16、半徑r3=lcD=12mm，原動件1以等角速度w 1=1rad/s 順時針回轉(zhuǎn)，試以圖解法確定雨刷的擺程角和圖示位置時雨刷的角速度。解：1）選定比例尺，片=0.001%口繪制機構(gòu)運動簡圖。在圖中作出齒條2和齒輪3嚙合擺動時占據(jù)的兩個極限位置C 和C，可得擺程角：3max 二 39.52）速度分析：圖 3-12 （ b） VB2 “訂 AB = 0.018m S速度方程：VB3 - VB2 VB3B2以比例尺V作速度多邊形，如圖 （b）VB3：2-3 逆3 =0.059rad s轉(zhuǎn)向逆時針 叫BDVB3B23）加速度分析：n22n22aB2 二 1 * ab 二 0.018m. saB3 二 l

17、 bd 二 0.0 0 0 1r8 s1 BDa；3B2 = 2,，3Vb3B2 = 0.00217 m S以比例尺a作加速度多邊形如圖（c）：3taB3Bdb3b3叫BD轉(zhuǎn)向順時針。(b)1、4，設(shè)已知機構(gòu)的尺寸題3-24圖a所示為一可傾斜卸料的升降臺機構(gòu)。此升降機有兩個液壓缸 為 lBC = lCD = lCG = lFH = lEF = 750mm ， lIJ = 2000mm，mi = 500mm。若兩活塞的相對移動速度分別為v21 = 0.05m s二常數(shù)和v54 - -0.03m. s二常數(shù)，試求當兩活塞的相對移動位移分別為S21 =350mm和S54 - -260mm時（以升降臺位于水平且 DE與CF重合時為起始位置），工件重心S處的速度及加速度和工件的角速度及角加速度。解：1）選定比例尺，和=0.05mmm繪制機構(gòu)運動簡圖。此時m. s2）速度分析：取 匕=0.002 Vb2 = Vbi Vb2B1mm再根據(jù)作速度多邊形，如圖（b）由