西北工業(yè)大學(xué)機(jī)械原理課后答案第3章

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1、第三章 平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析 題3-3 試求圖示各機(jī)構(gòu)在圖示位置時(shí)全部瞬心的位置(用符號(hào)Pij直接標(biāo)注在圖上) 解： 題3-4 在圖示在齒輪-連桿機(jī)構(gòu)中,試用瞬心法求齒輪1與齒輪3 的傳動(dòng)比w1/w3. 解：1）計(jì)算此機(jī)構(gòu)所有瞬心的數(shù)目 2）為求傳動(dòng)比需求出如下三個(gè)瞬心、、如圖3-2所示。 3）傳動(dòng)比計(jì)算公式為： 題3-6在圖a所示的四桿機(jī)構(gòu)中，lAB=60mm，lCD=90mm，lAD=lBC=120mm，ω2=10rad/s，試用瞬心法求： 1） 當(dāng)φ=165時(shí)，點(diǎn)C的速度Vc； 2） 當(dāng)φ=165時(shí)，構(gòu)件3的BC線上速度最小的一點(diǎn)E的位置及速

2、度的大?。? 3） 當(dāng)Vc=0時(shí)，φ角之值（有兩個(gè)解） 解：1) 以選定比例尺,繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。(圖3-3 ) 2）求VC，定出瞬心P13的位置。如圖3-3（a） 3）定出構(gòu)件3的BC線上速度最小的點(diǎn)E的位置。 因?yàn)锽C線上速度最小的點(diǎn)必與P13點(diǎn)的距離最近，所以過(guò)P13點(diǎn)引BC線延長(zhǎng)線的垂線交于E點(diǎn)。如圖3-3（a） 4）當(dāng)時(shí)，P13與C點(diǎn)重合，即AB與BC共線有兩個(gè)位置。作出的兩個(gè)位置。 量得 題3-12 在圖示的各機(jī)構(gòu)中，設(shè)已知各構(gòu)件的尺寸、原動(dòng)件1以等角速度ω1順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。試用圖解法求機(jī)構(gòu)在圖示位置時(shí)構(gòu)件3上C點(diǎn)的速度

3、及加速度。 解：a)速度方程： 加速度方程： b) 速度方程： 加速度方程： c) 速度方程： 加速度方程： 題3-14 在圖示的搖塊機(jī)構(gòu)中，已知lAB=30mm，lAC=100mm，lBD=50mm，lDE=40mm。曲柄以等角速度ω1=10rad/s回轉(zhuǎn)，試用圖解法求機(jī)構(gòu)在φ1=45位置時(shí)，點(diǎn)D和點(diǎn)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, 繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。(圖 (a)) 2）速度分析：圖（b） 速度方程 由速度影像法求出VE 速度多邊形如圖3-6 (b) （順

4、時(shí)針） 3）加速度分析：圖3-6（c） 由加速度影像法求出aE 加速度多邊形如圖 (c) （順時(shí)針） 題3-15在圖示的機(jī)構(gòu)中，已知lAE=70mm，lAB=40mm，lEF=60mm，lDE=35mm，lCD=75mm，lBC=50mm，原動(dòng)件1以等角速度ω1=10rad/s回轉(zhuǎn)，試以圖解法求點(diǎn)C在φ1=50時(shí)的速度Vc和加速度ac。 解：1) 速度分析： 以F為重合點(diǎn)(F1、F5、、F4) 有速度方程： 以比例尺速度多邊形如圖3-7 (b)，由速度影像法求出VB、VD 2) 加速度分析：以比例尺 有加速度方程： 由加速

5、度影像法求出aB、aD 題3-16 在圖示的凸輪機(jī)構(gòu)中，已知凸掄1以等角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪為一偏心圓，其半徑，試用圖解法求構(gòu)件2的角速度與角加速度 。 解：1) 高副低代，以選定比例尺,繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。 2) 速度分析：圖（b） 取B4、、B2 為重合點(diǎn)。 速度方程： 速度多邊形如圖(b) 轉(zhuǎn)向逆時(shí)針 3）加速度分析：圖（c） 轉(zhuǎn)向順時(shí)針。 題3-18 在圖a所示的牛頭刨床機(jī)構(gòu)中，h=800mm，h1=360mm，h2=120mm，lAB=200mm，lCD=960mm，lDE=160

6、mm，設(shè)曲柄以等角速度ω1=5rad/s逆時(shí)針?lè)较蚧剞D(zhuǎn)，試用圖解法求機(jī)構(gòu)在φ1=135位置時(shí)，刨頭上點(diǎn)C的速度Vc。 解： 選定比例尺, 繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。(圖 (a)) 解法一： 速度分析：先確定構(gòu)件3的絕對(duì)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(diǎn)即為絕對(duì)瞬心P36。 速度方程 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

7、 解法二： 確定構(gòu)件3的絕對(duì)瞬心P36后，再確定有關(guān)瞬心P16、P12、P23、P13、P15，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(diǎn)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、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(diǎn)即為瞬心P15。 如圖3-9 (a) P15為構(gòu)件1、5的瞬時(shí)等速重合點(diǎn)

8、題3-19 在圖示的齒輪-連桿組合機(jī)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(dòng)件1以等角速度ω1順時(shí)針?lè)较蚧剞D(zhuǎn)，試以圖解法求機(jī)構(gòu)在圖示位置時(shí)，E點(diǎn)的速度VE以及齒輪3、4的速度影像。 解： 1) 選定比例尺 繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。(圖 (a)) 2）速度分析： 此齒輪-連桿機(jī)構(gòu)可看成ABCD及DCEF兩個(gè)機(jī)構(gòu)串聯(lián)而成。則 速度方程： 以比例尺作速度多邊形，如圖 (b) 取齒輪3與齒輪4的嚙合點(diǎn)為K，根據(jù)速度影像原理，在速度圖(b)中作 ，求出k點(diǎn)，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，以e為圓心，以ek為半徑

9、作圓g4即為齒輪4的速度影像。 題3-20 如圖a所示的擺動(dòng)式飛剪機(jī)用于剪切連續(xù)運(yùn)動(dòng)中的鋼帶。設(shè)機(jī)構(gòu)的尺寸為lAB=130mm，lBC=340mm，lCD=800mm。試確定剪床相對(duì)鋼帶的安裝高度H（兩切刀E及E`應(yīng)同時(shí)開始剪切鋼帶5）；若鋼帶5以速度V5=0.5m/s送進(jìn)時(shí)，求曲柄1的角速度ω1應(yīng)為多少才能同步剪切？ 解：1) 選定比例尺, 繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。 兩切刀E和E’同時(shí)剪切鋼帶時(shí), E和E’重合,由機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖可得 2) 速度分析：速度方程： 由速度影像 3）VE必須與V5同步才能剪切鋼帶。 加速度方程： 題3-21 圖a所示為一汽車雨刷機(jī)

10、構(gòu)。其構(gòu)件1繞固定軸心A轉(zhuǎn)動(dòng)，齒條2與構(gòu)件1在B點(diǎn)處鉸接，并與繞固定軸心D轉(zhuǎn)動(dòng)的齒輪3嚙合（滾子5用來(lái)保證兩者始終嚙合），固聯(lián)于輪3的雨刷3作往復(fù)擺動(dòng)。設(shè)機(jī)構(gòu)的尺寸為lAB=18mm，；輪3的分度圓半徑r3=lCD=12mm，原動(dòng)件1以等角速度ω1=1rad/s順時(shí)針回轉(zhuǎn)，試以圖解法確定雨刷的擺程角和圖示位置時(shí)雨刷的角速度。 解： 1) 選定比例尺, 繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。 在圖中作出齒條2和齒輪3嚙合擺動(dòng)時(shí)占據(jù)的兩個(gè)極限位置C′和C″，可得擺程角 2）速度分析：圖3-12（b） 速度方程 ： 以比例尺作速度多邊形，如圖 (b) 轉(zhuǎn)向逆時(shí)針 3）加速度

11、分析： 以比例尺作加速度多邊形如圖 (c) 轉(zhuǎn)向順時(shí)針。 題3-24 圖a所示為一可傾斜卸料的升降臺(tái)機(jī)構(gòu)。此升降機(jī)有兩個(gè)液壓缸1、4，設(shè)已知機(jī)構(gòu)的尺寸為。若兩活塞的相對(duì)移動(dòng)速度分別為，試求當(dāng)兩活塞的相對(duì)移動(dòng)位移分別為時(shí)（以升降臺(tái)位于水平且DE與CF重合時(shí)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, 繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。此時(shí) 2）速度分析：取 作速度多邊形，如圖（b） 由速度影像法 ，求得d、g ，再根據(jù) 繼續(xù)作圖求得 ， 再由速度影像法求得： （逆時(shí)針） 2) 加速度分析（解題思路） 根據(jù) 作圖求得 ， 再由加速度影像法根據(jù) 作圖求得 ， 再由加速度影像法求得： ，