班级 姓名 学号 机械原理

平面机构的力分析

1、在图示的曲柄滑块机构中，设已知lAB=0.1m,lBC=0.33m,n1=1500r/min（为常数），活塞及其附件的重量Q1=21N，连杆重量Q2=25N, Jc2=0.0425kgm2, 连杆质心c2至曲柄销B的距离lBc2=lBC/3。试确定在图示位置的活塞的惯性力以及连杆的总惯性力。

解 1）以?l作机构运动简图（图a）

2） 运动分析，以?v和?a作其速度图（图b）及加速图（图c）。由图c得

ac??ap?c??75?24?1800(m/s2) ??75?28.3?2122.5(m/s2) ac2??ap?c2taCB?n?c?75?22a2??a??5000(rad/s2)（逆时针）

lBClBC0.333） 确定惯性力

活塞3：PI3?m3ac?Q321ac??1800 ?3853.2(N) g9.81连杆2：PI2?Q225ac2??2122.5 ?5409(N) g9.81

评语 任课教师 日期

41

班级 姓名 学号 机械原理

MI2?Jc2ac2?0.0425?5000 ?212.5(Nm)（顺时针）

连杆总惯性力：PI?2?PI2 ?5409(N)

lh2?MI2PI2?212.55409 ?0.0393(m)

??（将PI3及PI?2示于图a上）

2、图示为一曲柄滑块机构的三个位置，P为作用在活塞上的力，转动副A及B上所画的虚线小圆为摩擦圆，试决定在此三个位置时，作用在连杆AB上的作用力的真实方向（各构件的重量及惯性力略去不计）。

解 1）判断连杆2承受拉力还是压力（如图）； 2）确定ω21、ω23的方向（如图）；

3）判断总反力应切于A、B处摩擦圆的上方还是下方（如图）； 4）作出总反力（如图）。

3、图示为一摆动推杆盘形凸轮机构，凸轮1沿逆时针方向回转,Q为作用在推杆2上的外载荷，试确定各运动副中总反力(R31、R12、R32)的方位（不考虑构件的重量及惯性力，图中虚线小圆为摩擦圆，运动副B处摩擦角为φ=10）。 解

○

评语 任课教师 日期

42

班级 姓名 学号 机械原理

4、在图示楔块机构中，已知：γ=β=60,Q=1000N, 各接触面摩擦系数f=0.15。如

○

Q为有效阻力，试求所需的驱动力F。

解：设2有向右运动的趋势，相对运动方向 如图所示，分别取1，2对象：

F?R31?R12?0Q?R32?R21?0作力的多边形，由图可得：

F?Q

sin(????2?)?1430(N)

sin(??2?)

评语 任课教师 日期

43

班级 姓名 学号 机械原理

机械的平衡

1、在图a所示的盘形转子中，有四个偏心质量位于同一回转平面内，其大小及回转半径分别为m1=5kg，m2=7kg，m3=8kg，m4=10kg，r1=r4=10cm，r2=20cm，r3=15cm，方位如图a所示。又设平衡质量mb的回转半径rb=15cm。试求平衡质量mb的大小及方位。

解 根据静平衡条件有

?????mbrb?m1r1?m2r2?m3r3?m4r4?0

以?w作质径积多边形图b，故得

mb??wwbrb?5?16.1/15?5.37(kg)

?b?119.7?

2、在图a所示的转子中，已知各偏心质量m1=10kg,m2=15kg,m3=20kg,m4=10kg,它们的回转半径分别为r1=40cm,r2=r4=30cm,r3=20cm,又知各偏心质量所在的回转平面间的距离为l12=l23=l34=30cm,各偏心质量的方位角如图。若置于平衡基面I及II中的平衡质量mb1及mbⅡ的回转半径均为50cm，试求mbⅠ及mbⅡ的大小和方位。

解 根据动平衡条件有

?2?1??m1r1?m2r2?m3r3?mb?rb??0

33?2?1??m4r4?m3r3?m2r2?mb?rb??0

33

评语 任课教师 日期

44

班级 姓名 学号 机械原理

以?w作质径积多边形图b和图c，由图得 平衡基面I

m???b?w?Wbrb??10?2850?5.6(kg)

?b??6?

平衡基面П

m??b??w?Wbrb??10?3750?7.4(kg)

?b??145?

评语 任课教师

45

日期