西北工業(yè)大學(xué)機(jī)械原理課后答案第3章

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)Pj直接標(biāo)注在圖上解:8F13(、F23P3P12F23(P24)3(a)P34343BCM4出!PPl21(b)8F34LBc aP121(d)Pl3(P34) P134ViPl4*w1/w3.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Pl3P23 校5F36 DP124Pl6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，l AB=60mm l cD=90mm l ad=I BC=120mm 3 2

2、=10rad/s ,試用瞬心法求:C1 P34 i>Pl33/'/P3B2 2p23P4B32.5七32A公-P2 11）當(dāng)4 =165°時(shí)，點(diǎn)C的速度Vc；2）當(dāng)4 =165°時(shí)，構(gòu)件3的BC線上速度最小的一點(diǎn) E的位置及速度的大??；3）當(dāng)Vc=0時(shí)，。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

3、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3 1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l AB=30mm l Ac=100mrm l BD=50mm l DE=40mm曲柄以等角速度co1=10rad/s回轉(zhuǎn)，試用圖解法求機(jī)構(gòu)在41=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）

4、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）BD 2CA3314E(a)(b)(c)題 3-15 在圖示的機(jī)構(gòu)中，已知 l AE=70mm l AB=40mm l EF=60mm l DE=35mm l cD=75mm l Bc=50mm 原動(dòng)件1以等角速度co 1=10rad/s回轉(zhuǎn)，試以圖解法求自C在。1=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

5、像法求出Vb、Vd2）加速度分析：以比例尺有加速度方程：由加速度影像法求出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、B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 hi=360mm h2=120mm l ab=200mm l cD=960mmlDE=160mm設(shè)曲柄以等角速度coi=5rad/s逆時(shí)針?lè)较蚧剞D(zhuǎn)，試用圖解法求

6、機(jī)構(gòu)在41=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ARVB3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1L_5島明。護(hù)5“3中5P13j 小311麻產(chǎn)1舊2舊3)aXT12P16 工 /Y4VD： £P341PB

7、6X.111 1二6 d62625 . 35- 344(b) (d)1 .1.21|553(c) 4(e)(a)p P36G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、Pi2、P23、 Pl3、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 I三角形中，瞬心 自6、Pl6、Pl3也必在一條直線上,P12、P23、Pi3必在一條直線上，由構(gòu)件 1、3、6組成的直線的交點(diǎn)即為瞬心R3O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

8、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) P 15為構(gòu)件1、5的瞬時(shí)等速重合點(diǎn)題3-19在圖示白齒輪-連桿組合機(jī)構(gòu)中，MMK/固定齒條，齒輪3的齒數(shù)為齒輪4的2倍，設(shè)已知原試以圖解法求機(jī)構(gòu)在圖示位置時(shí)，E點(diǎn)的速度Ve以及齒輪3、動(dòng)件1以等角速度3 1順時(shí)針?lè)较蚧剞D(zhuǎn), 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：以比例尺作速度多邊形，如圖 取齒輪3與齒輪4的嚙合點(diǎn)為 ,求出k點(diǎn)，以c為圓心，以此齒輪-連桿機(jī)構(gòu)可看成ABC飯DCEFW個(gè)機(jī)構(gòu)串聯(lián)而成。則 速度方程：(b)K,根據(jù)速度影像原理，在速度圖(b)中作ck為半徑作圓g3即為齒輪3的速度

9、影像。同理，以 e為圓心，以ek為半徑作圓g4即為齒輪4的速度影像。(a)(b)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=130mml BC=340mm l c=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=s送進(jìn)時(shí)，求曲柄1的角速度i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)構(gòu)

10、。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)處較接, 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 l AB=18mnp;輪3的分度圓半徑3=lcD=12mm原動(dòng)件1以等角速度1=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