机械原理课后习题答案(部分) - 图文

解:(1)以选定的比例尺?l作机构运动简图

vC2?vB?vC2B?vC3?vC2C3(2)速度分析vB??1lAB?0.3m/s(?AB)大小:??方向:??0?//BC

??BC根据速度影像原理,作bd/bc2?BD/BC求得点d,连接pd。根据速度影像原理,作?bde??BDE求得点e,连接pe,由图可知

vD??vpd?0.23m/s,vE??vpe?0.173m/s,vC2C3??vc2c3?0.175m/s,?2??vbc2/lBC?2rad/s(顺时针)

2(3)加速度分析aB??1lAB?3m/s2(B?A)

n?aC2?aB?aC2B?aC2BkraC2?aC3?aC2C3?aC2C3大小:?方向:?2??2lBC? 大小:?02?2vC2C3??BC//BC

?C?B?BC方向:?根据速度影像原理作b'd'/b'c2'?BD/BC求得点d',连接p'd'。根据速度影像原理,作?b?d?e???BDE求得点e?,连接p?e?,由图可知

''2aD??ap'd'?2.64m/s2,aE??ap'e'?2.8m/s2,?2?a?) C2B/lBC??an2c2/lBC?8.36rad/s(顺时针

3-6 在图示机构中,设已知各构件的尺寸,原动件1以等角速度?1顺时针方向转动,试用图解法求机构在图示位置时构件3上C点速度和加速度(比例尺任选)。

(a)

(2)加速度分析

naB?aBA??12lAB解:(1)速度分析vB??1lAB(?AB)vC3?vB?vC3B?vC2?vC3C2大小:?方向:?????BC0?//BC(B?A)n?aC3?aB?aC3B?aC3B大小:?方向:???0??BCkraC3?aC2?aC3C2?aC3C2

vC3??vpc3??1lAB,vC3B?0,?3?vC3B/lBC?0,vC3C2??1lAB大小:?方向:?aC3?000?//BC6

(b)

(2)加速度分析解:(1)速度分析vB1??1lAB(?AB)vB2?vB1??1lAB大小:??(?AB)?vB3?vB2?vB3B2naB1?aBA??12lAB (B?A)(B?A)aB2?aB1??12lAB大小:?方向:???kraB3?aB2?aB3B2?aB3B20?//CD?aB3D??BD?aB3?方向:?BD?//CDvB3?0,?3?vB3/lBD?0,vC3??3lCD?0大小:?方向:?naD?aB3D

00aC3?aB1??12lAB(B?A)(c)

解:vB3?vB2?vB3B2大小:???kraB3?aB2?aB3B2?aB3B2

n?aB3?aD?aB3D?aB3D大小:???0?//BC大小:?0????BD

方向:?BD?//BC 方向:? 方向:?

3-7 在图示机构中,已知lAE?70mm,lAB?40mm,lEF?35mm,lCD?75mm,lBC?50mm,曲柄以等角速度?1?10rad/s回转,试用图解法求机构在?1?50?位置时,C点的速度vc和加速度ac。

解:(1)以选定的比例尺?l作机构运动简图。

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vF5?vF4?vF1?vF5F1速度分析vB??1lAB?0.4m/s,vF1??1lAF1?0.72m/s 大小:方向:?EF??AF//AF vd用速度影响法求

vC?vD?vCDvC?vB?vCB大小:??AB?BC

(2)速度分析大小:方向:?

?ED?CD 方向:vC?pc??v?0.69m/s,?4?vF4/lEF?pf4??v/lEF?26.7rad/s(逆),?3?vCD/lCD?cd??v/lCD?13rad/s(逆),?2?vCB/lCB?cb??v/lCB?6rad/s(顺)22(3)加速度分析aB??1lAB?4m/s2(B?A),aF1??1lAF?7.2m/s2(F?A)

kraF5?aF4?aF1?aF5F1?aF5F1nτaF5?aF4?aE?aF4E?aF4E

大小:方向: 大小:F?A/?//AF方向:?2?1vF5F1naC?aB?aCB?aτCB2??2lCB2??3lCD02?4lEF ad用加速度影像法求

F?E?EFnaC?aD?aCD?aτCD大小:方向: 大小:?C?D?CD方向: aC?p'c'??a?3m/s2

?C?B?CB

3-8 在图示凸轮机构中,已知凸轮1以等角速度?1?10rad/s转动,凸轮为一偏心圆,其半径

R?25mm,lAB?15mm,lAD?50mm,?1?90?。试用图解法求构件2的角速度?2和角加速度?2。

解:(1)以选定的比例尺?l作机构运动简图。

(2)速度分析:将机构进行高副低代,其替代机构如图b所示。vB1?vB4??1lAB?0.15m/s

vB2?vB4?vB2B4大小:??? ?2?vB2/lBD??vpb2/lBD?2.3rad/s(逆时针)

方向:?BD?AB//CD(3)加速度分析aB1?aB4??12lAB?1.5m/s(B?A)

kraB2?aB4?aB2B4?aB2B4n?aB2?aD?aB2D?aB2D2??2lBD?大小:?方向:? 大小:???CD//CD方向:??2?2vB2B4?

?B?D?BDkn22其中,aB m/s2,aBm/s2,?2?a?(顺时针)2B4?2?2vB2B4?0.7462D??2lBD?0.286B2D/lBD??an2'b2'/lBD?9.143rad/s

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3-11 试求图示机构在图示位置时的全部瞬心。解:(a)总瞬心数:4×3/2=6

对P13:P12、P23、P13在同一直线上, P14、P34、P13在同一直线上 对P24:P23、P34、P24在同一直线上,P12、P14、P24在同一直线上 d) 总瞬心数:4×3/2=6

对P13:P12、P23、P13在同一直线上, P14、P34、P13在同一直线上 对P24:P23、P34、P24在同一直线上,P12、P14、P24在同一直线上

※3-12 标出图示的齿轮一连杆组合机构中所有瞬心,并用瞬心法求齿轮1与齿轮3的传动比ω1/ω3。

解:1)瞬新的数目:K=N(N-1)/2=6(6-1)/2=15 2)为求ω1/ω3需求3个瞬心P16、P36、P13的位置,

3)ω1/ω3= P36P13/P16P13=DK/AK,由构件1、3在K点的速度方向相同,可知ω3与ω1同向。

3-13 在图示四杆机构中,lAB?60mm,lCD?90mm,?2?10rad/s,试用瞬心法求:(1)当??165?时点C的速度vC;当??165?时构件3的BC线上(或其延长线上)速度最小的一点E的位置及其速度大小;(3)当vC?0时?角之值(有两解)。

解:(1)以选定的比例尺?l作机构运动简图

??l??PA(2)因P24为构件2、4的顺心,则?4?2P24A?224?4.5rad/s,vC??4?lCD?0.4m/s

lP24DP24D对P24:P23、P34、P24在同一直线上,P12、P14、P24在同一直线上

(3)因构件3的BC线上速度最小的点到绝对瞬心P13的距离最近,故从P13作BC线的垂线交于E点。

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对P13:P12、P23、P13在同一直线上, P14、P34、P13在同一直线上,故

vB?2?lABvE??3?lP13E??3?P?P?P13E??l?13E??l?13E?0.357m/s

P13B?ulP13B(4)若vC?0,则?4?0,?4??2?lP24AlP24D??2?P24AP24D

若P24A?0,则P24与P12重合,对P24:P23、P34、P24在同一直线上,P12、P14、P24在同一直线上 若P24A?0,则A、B、C三点共线。

2AC12?AD2?C1D2AC2?AD2?C2D2?1?arccos()?26.4?,?2?180??arccos()?226.6?

2AC1?AD2AC2?AD

※3-15 在图示的牛头刨机构中,lAB=200 mnl,lCD=960 mm,lDE=160 mm,

h=800mm,h1=360mm,h2=120mm。设曲柄以等角速度ω1=5 rad/s.逆时针方向回转.试以图解法求机构在φ1=135o位置时.刨头点的速度vC。

解:(1)以?l作机构运动简图,如图所示。(2)利用顺心多边形依次定出瞬心P36,P13,P15

vc?vp15??1AP15?l?1.24m/s

※3-16 图示齿轮一连杆组合机构中,MM为固定齿条,齿轮3的直径为齿轮4的2倍.设已知原动件1以等角速度ω1顺时针方向回转,试以图解法求机构在图示位置时E点的速度vE以及齿轮3,4的速

度影像。

解:(1)以μl作机构运动简图如(a)所示。

(2)速度分析:此齿轮连杆机构可看作,ABCD受DCEF两个机构串联而成,则可写出: vC=vB+vCB,vE=vC+vEC

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