机械原理课后习题答案部分Word格式文档下载.docx
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增添一个活动构件,一个低副。
改正方
案好多,现供给两种。
※2-13图示为一新式偏爱轮滑阎式真空泵。
其偏爱轮1绕固定轴心A转动,与外环2固连
在一同的滑阀3在可绕固定轴心C转动的圆柱4中滑动。
当偏爱轮按图示方向连续展转时可将设施中的空气吸入,并将空气从阀5中排出,进而形成真空。
(1)试绘制其机构运动简图;
(2)计算其自由度。
(1)取比率尺作机构运动简图以下图。
(2)F=3n-(2p1+ph-p’)-F’=3×
4-(2×
4+0-0)-1=1
2-14解:
1)绘制机构运动简图
1)绘制机构运动简图
F=3n-(2Pl+Ph–p’)-F’=3×
5-(2×
7+0-0)-0=1
2)曲折90o时的机构运动简图
※2-15试绘制所示仿人手型机械手的食指机构的机构运动简图(以手掌8作为相对固定的
机架),井计算自由度。
(1)取比倒尺肌作机构运动简图;
(2)计算自由度F372101
2-17计算以下图各机构的自由度。
(a)F=3n-(2Pl+Ph–p’)-F’=3×
5+1-0)-0=1(A处为复合铰链)
(b)F=3n-(2Pl+Ph–p’)-F’=3×
7-(2×
8+2-0)-2=1(2、4处存在局部自由度)
(c)p’=(2Pl’+Ph’)-3n’=2×
10+0-3×
6=2,F=3n-(2Pl+Ph–p’)-F’=3×
11-(2×
17+0-2)-0=1
(C、F、K处存在复合铰链,重复部分引入虚拘束)
※2-21图示为一收放式折叠支架机构。
该支架中的件1和5分别用木螺钉连结于固定台板
1’和括动台板5’上.二者在D处铰接,使活动台板能相关于固定台极转动。
又经过件1,
2,3,4构成的铰链四杆机构及连杆3上E点处的销子与件5上的连杆曲线槽构成的销槽
连结使活动台板实现收放动作。
在图示地点时,虽在活动台板上放有较重的重物.活动台
板也不会自动收起,一定沿箭头方向推进件2,使铰链B,D重合时.活动台板才可收起(如图中双点划线所示)。
现已知机构尺寸lAB=lAD=90mm;
lBC=lCD=25mm,其余尺寸见图。
试绘制该机构的运动简图,并计算其自由度。
F=3n-(2p1+pb-p’)-F’=3×
6+1-0)-1=1
2-23图示为一内燃机的机构简图,试计算其自由度,并剖析构成此机构的基本杆组。
有
如在该机构中改选EG为原动件,试问构成此机构的基本杆组能否与前有所不一样。
1)计算自由度
F=3n-(2Pl+Ph–p’)-F’=3×
7-(2×
10+0-0)-0=1
2)拆组
3)EG为原动件,拆组
2-24试计算以下图平面高副机构的自由度,并在高副低代后剖析构成该机构的基本杆
组。
1、
F=3n-(2Pl+Ph–p’)-F’=3×
2)从构造上去除局部自由度、虚拘束、剩余的挪动副、转动副(如图2所示)
3)高副低代(如图3所示)
4)拆组(如图4所示)
2、
-(2×
9+1-0)-1=1
2)从构造上去除局部自由度、虚拘束、剩余的挪动副、转动副(如图b所示)
3)高副低代(如图c所示)
4)拆组(如图d所示)
第三章
3—1何谓速度瞬心?
相对瞬心与绝对瞬心有何异同点?
参照教材30~31页。
3—2何谓三心定理?
何种状况下的瞬心需用三心定理来确立?
参照教材31页。
※3-3机构中,设已知构件的尺寸及点B的速度vB(即速度矢量
pb),试作出各机构在图示地点时的速度多边形。
※3-4试判断在图示的两机构中.B点足否都存在哥氏加快度?
又在何地点哥氏加快度为
零?
怍出相应的机构地点图。
并思虑以下问题。
(1)什么条件下存在氏加快度?
(2)根椐上一条.请检查一下所有哥氏加快度为零的地点能否已所有找出。
(3)图(a)中,akB2B3=2ω2vB2B3对吗?
为何。
(1)图(a)存在哥氏加快度,图(b)不存在。
(2)因为akB2B3==2ω2vB2B3故ω3,vB2B3中只需有一项为零,则哥氏加快度为零。
图(a)中B
点抵达最高和最低点时构件1,3.4重合,此时vB2B3=0,当构件1与构件3互相垂直.即
_f=;
点抵达最左及最右地点时ω2=ω3=0.故在此四个地点无哥氏加快度。
图(b)中不论在
什么地点都有ω2=ω3=0,故该机构在任何地点哥矢加快度都为零。
(3)对。
因为ω3≡ω2。
3-5
在图示的曲柄滑块机构中,已知
lAB
30mm,lAC
100mm,lBD
50mm,lDE
40mm,曲柄以等
角速度
110rad/s展转,试用图解法求机构在
1
45地点时,点D、E的速度和加快度以及
构件2的角速度和角加快度。
(1)以选定的比率尺
l作机构运动简图
vC2
vB
vC2B
vC3
vC2C3
(2)速度剖析vB
1lAB
0.3m/s(AB)大小:
?
?
方向:
BC
//BC
依据速度影像原理,作bd/bc2BD/BC求得点d,连结pd。
依据速度影像原理,作bde
BDE
求得点e,连结pe,由图可知
v
D
pd
0.23m/s,
Ev
pe
0.173m/s,
C2C3
cc
3
0.175m/s,2
bc
l
2r
ads顺时针
2
2/
/(
)
(3)加快度剖析aB12lAB3m/s2(BA)
依据速度影像原理作b'
d'
/b'
c2'
BD/BC求得点d'
,连结p'
。
依据速度影像原理,作
bde
BDE求得点e,连结
pe,由图可知
aD
ap'
2.64m/s2,aEap'
e'
2.8m/s2,2aC2B/lBCan2'
c2'
/lBC8.36rad/s2(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地点时构件3上C点速度和加快度(比率尺任选)。
(a)
(b)
(c)
3-7
在图示机构中,已知
lAE
70mm,lAB
40mm,l
EF
35mm,lCD
75mm,lBC
50mm,曲柄以等角
速度
50地点时,
C点的速度
vc
和加快度
ac
。
(1)以选定的比率尺l作机构运动简图。
vF5vF4
vF1vF5F1
速度剖析vB
1lAB0.4m/s,vF11lAF10.72m/s大小:
vd用速度影响法求
EF
AF//AF
vC
vD
vCD
vCB
(2)速度剖析大小:
大小:
方向:
ED
CD
AB
(3)加快度剖析aB
12lAB4m/s2(B
A),aF1
12lAF
7.2m/s2(F
A)
a
F4
F1
ak
ar
aF5
aF4
aE
aFn4E
aτF4E
F5
F5F1
F5F1
1vF5F1
大小:
42lEF
ad用加快度影像法求
方向:
F
A
/
//AF
FE
aC
aCDn
aτCD
aCaB
aCBn
aτCB
32lCD
22lCB
p'
c'
a
3m/s2
CDCD
CBCB
3-8在图示凸轮机构中,已知凸轮1以等角速度110rad/s转动,凸轮为一偏爱圆,其半径R25mm,lAB15mm,lAD50mm,190。
试用图解法求构件2的角速度2和角加快度2。
(2)速度剖析:
将机构进行高副低代,其代替机构如图
b所示。
vB1vB41lAB0.15m/s
vB2
vB4vB2B4
大小:
2vB2/lBD
vpb2/lBD2.3rad/s(逆时针)
BD
AB//CD
(3)加快度剖析aB1aB412lAB1.5m/s(BA)
此中,aB2B4
22vB2B4
0.746m/s
aB2D
2lBD
0.286m/s
2aB2D/lBD
an2'
b2'
/lBD
9.143rad/s(顺时针)
k
n
3-11试求图示机构在图示地点时的所有瞬心。
(a)总瞬心数:
4×
3/2=6
对P13:
P12、P23、P13在同向来线上,P14、P34、P13在同向来线上对P24:
P23、P34、P24在同向来线上,P12、P14、P24在同向来线上
d)总瞬心数:
※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。
1)瞬新的数量:
K=N(N-1)/2=6(6-1)/2=15
2)为求ω1/ω3需求3个瞬心P16、P36、P13的地点,
3)ω1/ω3=P36P13/P16P13=DK/AK,由构件1、3在K点的速度方向同样,可知ω3与ω1同向。
3-13在图示四杆机构中,l
mml
CD90
mm
rads
,试用瞬心法求:
(1)当
165
60,
2
10/
时点C的速度vC;
当165
时构件3的BC线上(或其延伸线上)速度最小的一点
E的位
置及其速度大小;
(3)当vC
时角之值(有两解)。
24
为构件2、4
的顺心,则
4
2lP24A
2P24A
4.5rad/s
4lCD
0.4m/s
(2)因P
lP24D
P24D
,vC
对P24:
(3)因构件
3的BC线上速度最小的点到绝对瞬心
P13的距离近来,故从
P13作
BC线的垂线
交于E点。
P12、P23、P13在同向来线上,P14、P34、P13在同向来线上,故
E
PE
P
2lABPE0.357m/s
313
PBu
13
PB
(4)若vC
0,则4
0,4
lP24A
lP24D
若24
0,则
与P重合,对P:
P、P、P在同向来线上,P、P、P在同向来线上
PA
12
23
34
14
若P24A
0,则A、B、C三点共线。
AC12
AD2
C1D2
2180arccos(
AC22
C2D2
1arccos(
2AC1
)26.4,
2AC2
)226.6
AD
※3-15在图示的牛头刨机构中,lAB=200mnl,lCD=960mm,lDE=160mm,
h=800mm,h1=360mm,h2=120mm。
设曲柄以等角速度ω1=5rad/s.逆时针方向展转.试以图
解法求机构在φ1=135o地点时.刨头点的速度vC。
解:
(1)以l作机构运动简图,如所图示。
(2)利用顺心多边形挨次出定瞬心P36,P13,P15
vcvp151AP15l1.24m/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顺时针方向展转,试以图解法求机构在图示地点时E点的速度
vE以及齿轮3,4的速度影像。
(1)以μl作机构运动简图如(a)所示。
(2)速度剖析:
此齿轮连杆机构可看作,ABCD受DCEF两个机构串连而成,则可写出:
vC=vB+vCB,vE=vC+vEC
以μv作速度多边形如图(b)所示.由图得vE=μvpem/S
齿轮3与齿轮4的啮合点为k,依据速度影像原理,作△dck∽△DCK求得k点。
而后分别以c,e为圆心,以ck、ek为半径作圆得圆g3和圆g4。
圆g3代表齿轮3的速度影像,圆g4代表齿轮4的速度影像。
※3-19图示为一汽车雨刷机构。
其构件l绕固定轴心A转动,齿条2与构件1在B点处铰
接,并与绕固定轴心D转动的齿轮3啮合(滚子5用来保征二者一直啮合),固连于轮3上的雨刷3’作来去摇动。
设机构的尺寸为lAB=18mm,轮3的分度圆半径r3=12mm,原动件1以等角速度ω=lrad/s顺时针展转,试以图解法确立雨刷的摆程角和图示地点时雨刷的
角速度和角加快度。
(1)以μl作机构运动简图(a)。
在图作出齿条2与齿轮3啮合摇动时占有的两个极限地点C’,C”可知摆程角φ以下图:
将构件6扩大到B点,以B为重合点,有
vB6=vB2+vB6B2
大小?
ω1lAB?
方向┴BD┴AB∥BC
vB2=ωllAB=0.018m/s
以μv作速度多边形图(b),有ω2=ω6=vB6/lBD=μvpb6/μlBD=0.059rad/s(逆时针)
vB2B6=μvb2b6=0.01845rn/s
(3)加快度剖析:
aB5=a
+a
t
=a
r
B6
B2
B6B2
ω
2ω
大小ω
6
方向B-D┴BDB-A┴BC∥BC
此中,anB2=ω12lAB=0.08m/s2,anB6=ω62lBD=0.00018m/s2,akB2B6=2ω6vB2B6=0.00217m/s2.以μa作速度多边形图(c)。
有α6=atB6/lBD=μab6``r`/lBD=1,71rad/s2(顺时针)
※图示为一缝纫机针头及其挑线器机构,设已知机构的尺寸lAB=32mm,lBC=100mm,,lBE=28mm,
lFG=90mm,原动件1以等角速度ω1=5rad/s逆时针方向展转.试用图解法求机构在图示位
置时缝纫机针头和挑线器摆杆FG上点G的速度及加快度。
(1)以μl作机构运动简图如图(a)所示。
vC2=vB2+vC2B2
ωlAB?
方向//AC┴AB┴BC
以μv作速度多边形图如图(b),再依据速度影像原理;
作△b2c2e2∽△BCE求得e2,即e1。
由图得
ω2=vC2B2/lBC=μac2b2/lBC=0.44rad/s(逆时针)
以E为重合点vE5=vE4+vE5E4
√?
方向┴EF√//EF
持续作图求得vE5,再依据速度影像原理,求得vG=μvpg=0.077m/s
ω5=μvpg/lFG=0.86rad/s(逆时针)vE5E4=μve5e4=0.165rn/s
C2=a
C2B2
ω1
ω2lBC
方向//ACB-AC-B┴BC
此中
n2
aB2=ω1lAB=0.8m
2nn2/s,aC2B2=ωaC2B2=0.02m/S
以μa=0,01(m/s2)/mm作加快度多边形图c,利用加快度影像求得e’2。
再利用重合点E
成立方程anE5十atE5=aE4+akE5E4+arE5E4持续作图。
矢量p’d5就代表aE5。
利用加快度影像得g’。
aG=μap’g’=0.53m/S2
第四章平面机构的力剖析
※4-10图示为一曲柄滑块机构的三个地点,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,试决定在此三个地点时,作用在连杆AB上的作使劲的真切方向(
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