機(jī)械原理第八版答案

1、機(jī)械原理 課后答案 西北工業(yè)大學(xué)機(jī)械原理及機(jī)械零件教研室編 第八版第 2 章 2-1 何謂構(gòu)件何謂運(yùn)動(dòng)副及運(yùn)動(dòng)副元素運(yùn)動(dòng)副是如何進(jìn)行分類的 答：參考教材 57 頁。 2-2 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖有何用處它能表示岀原機(jī)構(gòu)哪些方面的特征 答：機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖可以表示機(jī)構(gòu)的組成和運(yùn)動(dòng)傳遞情況，可進(jìn)行運(yùn)動(dòng) 分析，而且也可用來進(jìn)行動(dòng)力分析。 2-3 機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件是什么當(dāng)機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件數(shù)少于或多于 機(jī)構(gòu)的自由度時(shí)，機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)將發(fā)生什么情況 答：參考教材 1213 頁。 2-4 何謂最小阻力定律試舉出在機(jī)械工程中應(yīng)用最小阻力定律的 1、 2 個(gè)實(shí)例。 2-5 在計(jì)算平面機(jī)構(gòu)的自由度時(shí)，應(yīng)注意哪些事項(xiàng) 答:參考教

2、材 1517 頁。 2-6 在圖 2-20 所示的機(jī)構(gòu)中，在較鏈 C、B、D處，被連接的兩構(gòu)件 上連接點(diǎn)的軌跡都是重合的，那么能說該機(jī)構(gòu)有三個(gè)虛約束嗎為什么 答：不能，因?yàn)樵谳^鏈 C、B、D中任何一處，被連接的兩構(gòu)件上連接 點(diǎn)的軌跡重合是由于其他兩處的作用，所以只能算一處。 2-7 何謂機(jī)構(gòu)的組成原理何謂基本桿組它具有什么特性如何確定基 本桿組的級別及機(jī)構(gòu)的級別 答：參考教材 1819 頁。 2-8 為何要對平面高副機(jī)構(gòu)進(jìn)行“高副低代 “高副低代”應(yīng)滿足的 條件是什么 答:參考教材 2021 頁。 2-9 任選三個(gè)你身邊己有的或能觀察到的下列常用裝置（或其他裝 置），試畫岀其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖，并計(jì)

3、算其自由度。1）折疊桌或折疊椅； 2）酒瓶軟木塞開蓋器；3）衣柜上的彈簧合頁；4）可調(diào)臂臺(tái)燈機(jī)構(gòu)；5） 剝線鉗；6）磁帶式錄放音機(jī)功能鍵操縱機(jī)構(gòu)；7）洗衣機(jī)定時(shí)器機(jī)構(gòu)； 8）轎車擋風(fēng)玻璃雨刷機(jī)構(gòu)；9）公共汽車自動(dòng)開閉門機(jī)構(gòu)；10）挖掘機(jī)機(jī) 械臂機(jī)構(gòu)； 2-10 請說出你自己身上腿部的骯關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)分別可視為 何種運(yùn)動(dòng)副試畫岀仿腿部機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖，并計(jì)算其自由度。 2-11 圖示為一簡易沖床的初擬設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)者的思路是：動(dòng)力由齒 輪j輸入，使軸 A連續(xù)回轉(zhuǎn)；而固裝在軸八上的凸輪 2 與杠桿 3 組成的 凸輪機(jī)構(gòu)使沖頭 4 上下運(yùn)動(dòng)，以達(dá)到?jīng)_壓的目的。試?yán)L岀其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng) 簡圖（各尺寸由

4、圖上量?。?，分析是否能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖，并提出修改方 案。 1）取比例尺繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖 / = 3x3-2x4-l = 0 不合理 V/ = 0,可改為 2-12 圖示機(jī)構(gòu)為一凸輪齒輪連桿組合機(jī)構(gòu)，試?yán)L制其機(jī)構(gòu)示意簡圖并 計(jì)算自由度。 2）分析是否能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖 解: 2-16 試計(jì)算圖示凸輪-連桿組合機(jī)構(gòu)的自由度 (a) 解：(1)圖示機(jī)構(gòu)在 D處的結(jié)構(gòu)與圖 2-1 所示者一致，經(jīng)分析知該機(jī) 構(gòu)共有 7 個(gè)活動(dòng)構(gòu)件，8 個(gè)低副(注意移動(dòng)副 F與 V, E與 E，均只算 作一個(gè)移動(dòng)副)，2 個(gè)高副；因有兩個(gè)滾子 2、4,所以有兩個(gè)局部自由 度，沒有虛約束，故機(jī)構(gòu)的自由度為 F=3n- (2pi+

5、ph- p )- F =3x7- (2 x 8+2-0)- 2=1A為復(fù)合較鏈 (b) 圖2-1 (2)如將 D處結(jié)構(gòu)改為如圖 b 所示形式， 即僅由兩個(gè)移動(dòng)副組成。 注意，此時(shí)在該處將帶來一個(gè)虛約束。因?yàn)闃?gòu)件 3、6 和構(gòu)件 5、6 均 組成移動(dòng)副，均要限制構(gòu)件 6 在圖紙平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，這兩者是重復(fù)的， 故其中有一個(gè)為虛約束。經(jīng)分析知這時(shí)機(jī)構(gòu)的活動(dòng)構(gòu)件數(shù)為 6,低副 數(shù)為 7,高副數(shù)和局部自由度數(shù)均為 2,虛約束數(shù)為 1,故機(jī)構(gòu)的自由 度為 F=3n- (2p】+ph p )- F =3X6- (2x7+2-1) 2=1 上述兩種結(jié)構(gòu)的機(jī)構(gòu)雖然自由度均為一，但在性能上卻各有千秋：前 者的結(jié)構(gòu)較

6、復(fù)雜，但沒有虛約束，在運(yùn)動(dòng)中不易產(chǎn)生卡澀現(xiàn)象；后者 則相反，由于有一個(gè)虛約束，假如不能保證在運(yùn)動(dòng)過程中構(gòu)件 3、5 始終垂直，在運(yùn)動(dòng)中就會(huì)岀現(xiàn)卡澀甚至卡死現(xiàn)象，故其對制造精度要 F=3n-(2pi+ph-p) -F =3X11-(2X 17+0-2) -0=1 (2)去掉虛約束后 F=3n-(2pi+ph) =3X5-(2X7+0) =1 (d)A、B、C 處為復(fù)合較鏈。自由度為：F=3n-(2P1+ph-p)-F=3X6-(2 X7+3)-0=1 齒輪 3、5 和齒條 7 與齒輪 5 的嚙合高副所提供的約束數(shù)目不同，因?yàn)?齒輪 3、5 處只有一個(gè)高副，而齒條 7 與齒輪 5 在齒的兩側(cè)面均保

7、持接 觸，故為兩個(gè)咼副。 2-13 圖示為一新型偏心輪滑閻式真空泵。 其偏心輪 1 繞固定軸心 A轉(zhuǎn) 動(dòng)，與外環(huán) 2 固連在一起的滑閥 3 在可繞固定軸心 C 轉(zhuǎn)動(dòng)的圓柱 4 中 滑動(dòng)。當(dāng)偏心輪按圖示方向連續(xù)回轉(zhuǎn)時(shí)可將設(shè)備中的空氣吸入，并將 空氣從閥Ph=O, p、二 2pJ +ph-3n =2, 求較高。 5 中排岀，從而形成真空。(1)試?yán)L制其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖；(2) 計(jì)算其自由度。 解(1)取比例尺作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖如圖所示。 (2) F=3n- (2pi+ph-p ) -F二 3 X 4-(2 X 4+0-0)-1=1 2-14 圖示是為高位截肢的人所設(shè)汁的一種假肢膝關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)能 保持人

8、行走的穩(wěn)定性。若以脛骨 1 為機(jī)架，試?yán)L制其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖和 計(jì)一算其自由度，并作岀大腿彎曲時(shí)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖。 解 把脛骨 1 相對固定作為機(jī)架.假肢膝關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖如 圖 所示，大腿彎曲 90。時(shí)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖，如圖中虛線所示。其自 由度為： F=3n-(2p1+ph-p, )-F =3 X 5-(2 X 7+0-0)-0=1 2-15試?yán)L制圖n所示仿人手型機(jī)械手的食指機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖(以 手掌8 作為相對 固定的機(jī)架)，井計(jì)算自由度。 (1) 取比倒尺肌作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖 (2) 計(jì)算自由度 ： 7=3x7-2x10 = 1 2-18 圖示為一剎車機(jī)構(gòu)。剎車時(shí)，操作桿 j 向右拉，通過

9、構(gòu)件 2、3、 4、5、6 使兩閘瓦剎住車輪。試計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度，并就剎車過程說 明此機(jī)構(gòu)自由度的變化情況。(注；車輪不屬于剎車機(jī)構(gòu)中的構(gòu)件。 (1)未剎車時(shí)，剎車機(jī)構(gòu)的自由度 2)閘瓦 G、J 之一剃緊車輪時(shí).剎車機(jī)構(gòu)的自由度 3)閘瓦 G、J 同時(shí)剎緊車輪時(shí)，剎車機(jī)構(gòu)的自由度 3 f=3x4-2x6=1 2-23 圖示為一內(nèi)然機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖，試計(jì)算自由度 t并分析組成此 機(jī)構(gòu)的基本桿組。如在該機(jī)構(gòu)中改選 EG為原動(dòng)件，試問組成此機(jī)構(gòu)的 基本桿組是否與前者有所不同。 z/zZ W-： 枸件AB為原動(dòng)件時(shí)機(jī)構(gòu)曲壟左桿 取構(gòu)件EG為匝動(dòng)件時(shí)就粒構(gòu)身基 2-21 圖示為一收放式折疊支架機(jī)構(gòu)。該支

10、架中的件 1 和 5 分別用 木螺釘連接于固定臺(tái)板 r 和括動(dòng)臺(tái)板 5上.兩者在 D處較接, 使活動(dòng)臺(tái)板能相對于固定臺(tái)極轉(zhuǎn)動(dòng)。又通過件 1, 2, 3, 4 組 成的較鏈四桿機(jī)構(gòu)及連桿 3 上 E點(diǎn)處的銷子與件 5 上的連桿曲 線槽組成的銷槽連接使活動(dòng)臺(tái)板實(shí)現(xiàn)收放動(dòng)作。在圖示位置 時(shí)，雖在活動(dòng)臺(tái)板上放有較重的重物.活動(dòng)臺(tái)板也不會(huì)自動(dòng)收 起，必須沿箭頭方向推動(dòng)件 2,使較鏈 B, D重合時(shí).活動(dòng)臺(tái)板 才可收起（如圖中雙點(diǎn)劃線所示）?，F(xiàn)已知機(jī)構(gòu)尺寸 g 二 1 滬 90 mm； 1BC=1CD=25 mm,其余尺寸見圖。試?yán)L制該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡圖, 并計(jì)算其自由度。 B 解：機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡圖如下: 、B

11、F=3n- (2pi+pb-p) - F =3 X5-(2X 6+1-0)-1=1第 3 章 3-1 何謂速度瞬心相對瞬心與絕對瞬心有何異同點(diǎn) 答： 參考教材 3031 頁。 3-2 何謂三心定理何種情況下的瞬心需用三心定理來確定 答：參考教材31 頁。 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 P,直接標(biāo) 注在圖上) (a) 3-4 標(biāo)出圖示的齒輪一連桿組合機(jī)構(gòu)中所有瞬心，并用瞬心法求齒輪1 與齒輪 3 的傳動(dòng)比 3 1/3 3。（2分） K=N(N-1 )/2=6 (6-1)/2 二 15 3 i/3 3二 P36P13/P16P 13DK/AK 由構(gòu)件 1、3 在 K點(diǎn)的

12、速度方向相同，可知33與 3同向。 3-6 在圖示的四桿機(jī)構(gòu)中，LAB二 60mm , LcD=90mm, LAD=LBc=120mm, w2=10rad/s,試用瞬心法求： 1） 當(dāng) 4=165 時(shí)，點(diǎn)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)，（1）角之值（有兩個(gè)解）o C X r O 003m/mm 解：1）以選定的比例尺 U機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡圖（圖 b） 2）求 vc定出瞬心 pl2 的位置（圖 b） 因皿為構(gòu)件 3 的絕對瞬心，則有 3 3=VB/1BPI3= 3 21AB/ U =10 X X 78= （

13、rad/s） Vc= U c pn 3 3 二 X 52 X 二（m/s） （3分）C 4 3）定出構(gòu)件 3 的 BC 線上速度最小的點(diǎn) E 的位置， 因 BC 線上速度最小的 點(diǎn)必與 P13 點(diǎn)的距離最近，故叢 P13 引 BC 線的垂線交于點(diǎn) E,由圖可 得 vE= 口 sX X = （m/s） 4）定岀 vc二 0 時(shí)機(jī)構(gòu)的兩個(gè)位置（圖 c）量出 i= 3-8 機(jī)構(gòu)中，設(shè)已知構(gòu)件的尺寸及點(diǎn) B 的速度 w（即速度矢量 pb），試 作出 各機(jī)構(gòu)在圖示位置時(shí)的速度多邊形。 答: D 答: 3-11 速度多邊形和加速度多邊彤有哪些特性試標(biāo)岀圖中的方向。 答 速度多邊形和加速度多邊形特性參見下圖

14、，各速度方向在圖中用 箭頭標(biāo)岀。 （10 分） 3-12 在圖示的機(jī)構(gòu)中，設(shè)已知構(gòu)件的尺寸及原動(dòng)件 1 的角速度 5 （順 時(shí)針），試用圖解法求機(jī)構(gòu)在圖示位置時(shí) C 點(diǎn)的速度和加速度。（a） （2 分） （ “皿 心 d0, （2 分） VC2=VB+Vc2B=VC3+VC2C3 （ 2 分） 3 3二 3 2二 0 （ 1 分） 弄心曲答: aC2=0 VC3=VB+VC3B &C3二 &B+&nC3B+&七C3B二 d；2+S C3C2+C3C2 （1分） （3分） Vc2=0 （2分） （3分） （b） c -o 答： 2 c2C3 VB3=VB2+VB3

15、B2 （2 分） a B3+d B3二 QBz+d B3Bz+d B3B2 3- 13試判斷在圖示的兩機(jī)構(gòu)中.B點(diǎn)足否都存在哥氏加速度又在何 位置哥氏加速度為零忤岀相應(yīng)的機(jī)構(gòu)位置圖。并思考下列問題。 （1） 什么條件下存在氏加速度 （2） 根據(jù)上一條請檢查一下所有哥氏加速度為零的位置是否已全 部找出O 解 1）圖 Q）存在哥氏加速度，圖（b）不存在。 （2）由丁 8；2B3二二 2 3 2VB2B3故 3 3, VB2B3中只要有一項(xiàng)為零，則哥氏加 速度為零。圖（&）中 B點(diǎn)到達(dá)最高和最低點(diǎn)時(shí)構(gòu)件 1, 34 重合，此 時(shí)VB2B3=0 ,當(dāng)構(gòu)件 1 與構(gòu)件 3 相互垂直.即_f二；點(diǎn)

16、到達(dá)最左及最右位 置時(shí) 32 二 33 二 0.故在此四個(gè)位置無哥氏加度。圖（b）中無論在什么 位置8B+8 C2呂+d C2B=a：3a C2C （3分） （c） 答: A（bjL j J ? （2分） （1 分） （3 分） Vc=VB3.VcB3 （ 2 分） 3 2VB2B3對嗎為什么。 都有 32 二 33 二 0,故該機(jī)構(gòu)在任何位置哥矢加速度都為零。 對。因?yàn)?0）3 三 5。 3-14 在圖示的搖塊機(jī)構(gòu)中， 已知 1 期二 30mm, lAc=100mm, IBD二 50 mm, IDE二 40 mm,曲柄以等角速度 i=40rad / S 回轉(zhuǎn)，試用圖解法求機(jī)構(gòu)在（1 兒二45

17、 位置時(shí)， 點(diǎn) D 及 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）以 S 作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖 Q）所示。 （2）速度分析: 以 C 為重合點(diǎn)，有 VC2 二 VB + Vc2B = Vc3 + VC2C3 大小 51 屈 0 方向 丄 AB 丄 BC /BC 以心作速度多邊形圖（b）,再根據(jù)速度影像原理，作厶 bde- / ABDE 求得d 及 e,由圖可得 vD= u vPd 二 0. 23 m / s vE= U二 0. 173m/s 3 2 二 u vbc2/lBc=2 rad/s （順時(shí)針） a C2B 十 a C2B = &C3 十 a C2C3 十 a C

18、2C3 3 21BC 0 2 3 3Vc2C3 cB 丄 BC 丄 BC /BC &；2。3 二 2 3 3VC2C3=0 7m / S f 以 Um 作加速 aD= u ap d = 4m/S2 aE= u ap e =2. 8m/s a 2=atC2B/lBc= Uan 2C 2/1BC=S2（順時(shí)針） i （3）加速度分析： 以 C 為重合點(diǎn)，有 O.C2 = 8.B 大小 3 CAB 方向 BA 由圖可得 其中 anC2B= w221BC=0. 49 m / s2, （ 3- 15 在圖（a）示的機(jī)構(gòu)中，已知1AE=70 mm, ； 二 40mm, 1 疔二 60mm, 1DE

19、=35 mm, ICD二 75mm, IBC二 50mm.原動(dòng)件以等角速度 i=10rad/s 回 轉(zhuǎn).試以圖解法求機(jī)構(gòu)在(二 50。 位置時(shí)點(diǎn) C 的速度 V。 和加速度 a。 解：1)速度分析：以 F為重合點(diǎn).有 VF.1=VF5=VF1+VF5F1 以 ul作速度多邊形圖如圖(b)得，fdfJ 點(diǎn)，再利用速度影像 求得 b及 d 點(diǎn) 根據(jù)VC=VB+VCB=VD+VCD繼續(xù)作速度圖，矢量 PC 就代表了 Vc 2 )加速度分析:根據(jù) a F4 3 F1+ a ；4= a F1+ 扌 F5F1+ a，F(xiàn)5F1 以UQ作加速度多邊形圖(c),得 f、4(fJ 點(diǎn)，再利用加速度影像 求得 b及

20、 d點(diǎn)。 木艮 de二 QB+Q CB+Q CB二 8D+Q CD+Q CD 繼續(xù)作圖，則矢量 p J 就代表了氏則求得 vc= u vpc=0. 69 m / s ac= u apc=3m / s2 3-16 在圖示凸輪機(jī)構(gòu)中，已知凸輪 1 以等角速度 3 二 10 rad / s 轉(zhuǎn)動(dòng), 凸輪為一偏心圓，其半徑 R=25 mm, lAB=15mm. lAD=50 mm,(1 兒二 90 ，試 用圖解法求構(gòu)件 2 的角速度 3 2 與角加速度 a 2。 提示： 可先將機(jī)構(gòu)進(jìn)行高副低代， 然后對其替代機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析。 解（1）以 u 1 作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖如圖（a）所示。 （2）速度分析： 先將

21、機(jī)構(gòu)進(jìn)行高副低代， 其替代機(jī)構(gòu)如圖 Q）所示, 并以 B為重合點(diǎn)。有 大小 方向丄 BD 丄 AB /|CD LU u v= rn / s2作速度多邊形圖如圖（b）,由圖可得 3 2=vB2 / 1BD= u vpb2 （ u 1BD）二 rad / s （逆時(shí)針） （3）加速度分析： _ n . t _ . k , r QB2 & B2 十 a B2 QBI 十 a B2B1 十 & B2B1 方向 B-D 丄 BD B-A 丄 CD /CD 其中 anB2= 221BD =0. 286 m/s% akB2Bi =0. 746 m / s2-作圖（c）得 a 二 /1BD=

22、U an 2b 2/1BD= rad / s2：（順時(shí)針） 3-18 在圖（a）所示的牛頭刨機(jī)構(gòu)中二200mnl,咕二960 mm, lDE=160 mm,設(shè)曲柄以等角速度1=5 rad / s.逆時(shí)針方向回轉(zhuǎn).試以圖解法 求機(jī)構(gòu)在 i=135 位置時(shí)刨頭點(diǎn)的速度 Vc。大小 2*1BD 3 f IAB 2 3 VB2B4 VB2B4 解 1）以 S 作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖.如圖（a）o 2）利用瞬心多邊形圖（b）依次定出瞬心 P36, Vc=Vpi5= 31AP15 U 1=1. 24 m/S 3 -19 圖示齒輪一連桿組合機(jī)構(gòu)中，MM為固定齒條，齒輪 3 的直徑 為齒輪 4 的 2 倍.設(shè)已知原動(dòng)

23、件 1 以等角速度 3頁時(shí)針方向回轉(zhuǎn)，試 以圖解法求機(jī)構(gòu)在圖示位置時(shí) E 點(diǎn)的速度以及齒輪 3, 4 的速度影 像。 （2）速度分斫： 此齒輪連桿機(jī)構(gòu)可看作， ABCD受 DCEF兩個(gè)機(jī)構(gòu)串聯(lián)而成， 則可 寫出： Vc 二 VB+VCB VE=VC+VEC 以口、作速度多邊形如圖（b）所示.由圖得 vE= u vpe m/S 取齒輪 3 與齒輪 4 的嚙合點(diǎn)為 k,根據(jù)速度影像原理，作厶 dck-A DCK求得 k點(diǎn)。然后分別以 c, e為圓心，以 ck. ek 為半徑作圓得圓 g3 和圓 g4o圓 g3 代表齒輪 3 的速度影像，圓創(chuàng)代表齒輪 4 的速度影像。 3-21 圖示為 一汽車雨刷機(jī)

24、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 用來保征兩者始終嚙合），固連于輪 3 上的雨刷 3作往復(fù)擺動(dòng)。設(shè)機(jī) 構(gòu)的尺寸為1AB=18 mm,輪 3 的分度圓半徑 r3=12 mm,原動(dòng)件 1 以等角 速度 3二 1 rad/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)雨刷的角速度和角加速度。 解：（1）以 U 1 作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖（&）。 在圖作岀齒條 2與齒輪 3嚙合擺動(dòng)時(shí)占據(jù)的兩個(gè)極限位置 C, C”可 知擺程角（I）如圖所不： （2）速度分析： 將構(gòu)件 6 擴(kuò)大到 B點(diǎn)，以 B 為重合

25、點(diǎn)，有 VB6 = VB2 + VB6B2 大小 3】1AB 方向丄 BD丄 AB /BC vB2= WI1AB= 8 m / S 以 S 作速度多邊形圖(b),有 3 2 二 3 6=VB6/1BD= U v-pbe/ U 1BD=S (逆時(shí)針) 八 X 大小3*1BD 方向 B-D 3 I 1AB 丄 BD B-A 22VB6B2 丄 BC /BC （3）加速度分 &B5 = & B6 + V _ “ a B6 a B2 十 a B6B2 十 & B6B2 其 中,anB2= 3 I21AB=0. 08m/s2 , anB6= 3 621BD= 1 8m / s2

26、, 盛緲二 2 3 eVB2B6=0. 00217m / s2.以口 a作速度多邊形圖（c）。有 a 6 二乳G/IBD二 u a be r/lBD=l, 71 rad / s(順時(shí)針) 3-22 圖示為一縫紉機(jī)針頭及其挑線器機(jī)構(gòu)，設(shè)已知機(jī)構(gòu)的尺寸 1 期二32mm, lBC=100 mm, lBE=28mm, lFG=90mm,原動(dòng)件 1 以等角速度 3 】二 5 rad/ s 逆時(shí)針方向回轉(zhuǎn).試用圖解法求機(jī)構(gòu)在圖示位置時(shí)縫紉機(jī)針頭 和挑線器擺桿 FG上點(diǎn) G的速度及加速度。 解：(1)以 3 作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖如圖)所示。 (2)速度分析: Vc2 = VB? + Vc2B2 大小 al AB

27、 方向 /AC 丄 AB 丄 BC 以-作速度多邊形圖如圖(b),再根據(jù)速度影像原理；作厶匕? “BCE求得 e2,即 6。由圖得 G)2=VC2B2/1BC= U aCbz/lBC二 Y&d / S (逆 H寸纟十) 以 u a=0, 01 (rn / s2) / mm作加速度多邊形圖(c),再利用加速度影像 求得以 E 為重合點(diǎn) 大小 方向 繼續(xù)作圖求得vE5, VE5=VE4+VE5E4 V 丄 EF V /EF 再根據(jù)速度影像原理 求得 vG= u vpg=0 077 m/ s 3 5 二 u vPg / 1FG= rad / s (逆時(shí)針) VESE4= U ve5e4= r

28、n / s (3)加速度分析： &C2 = & B2 十 a C2B2 十 大小 WTIAB 221BC 方向 /AC B-A C-B 其中 anB2= w I21AB =0. 8 m / s2 a C2B2 丄 & C2B2 =w arc2B2=0. 02 m / S2 e、2。然后利用重合點(diǎn) E建立方程 十 a aEi+aEi+a1 E5E1 繼續(xù)作圖。則矢量 pds 就代表了治。再利用加速度影像求得 g。 第 3 章 3-1 何謂速度瞬心相對瞬心與絕對瞬心有何異同點(diǎn) 答： 參考教材 3031 頁。 3-2 何謂三心定理何種情況下的瞬心需用三心定理來確定 答：參考教

29、材31 頁。 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P,直接標(biāo) 注在圖上) (a) （10 分）(d) 3-4 標(biāo)出圖示的齒輪一連桿組合機(jī)構(gòu)中所有瞬心，并用瞬心法求齒輪 1 （2分） 由構(gòu)件 1、3 在 K點(diǎn)的速度方向相同，可知 33與 5 同向。 3-6 在 圖示的 四桿機(jī)構(gòu)中，LAB二 60mm , LcD=90mm, LAD=LBc=120mm, w2=10rad/s,試用瞬心法求： 1） 當(dāng) 4=165 時(shí)，點(diǎn)的速度 vc； 2） 當(dāng)（1）=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 二 0 時(shí)，（I角之值（有兩個(gè)解）

30、。的位置 與齒輪 3 的傳動(dòng)比 3 1/ W K 二 N(N-1)/2 二 6 (6-1)/2 16、 卩36、 3 1/3 3二 P36P13/P16P 13=DK/AK F=I65* X 0. 003m/mm 解：1）以選定的比例尺 u 機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡圖（圖 b） 2）求 vc定出瞬心 pl2 的位置 （圖 b） 因M為構(gòu)件 3 的絕對瞬心，則有 3 3=VB/1BPI3= 3 21AB/ U =10 X X 78= （rad/s） 3）定出構(gòu)件 3 的 BC 線上速反取少的點(diǎn) E 的位置， 因 BC 線上速度最小的 點(diǎn)必與 P13 點(diǎn)的距離最近，故叢 P13 引 BC 線的垂線交于點(diǎn) E,由

31、圖可 得 vE= X = （m/s） 3 三 32。 3-14 在圖示的搖塊機(jī)構(gòu)中，已知 1 期二 30mm, hLlOOmm, IBD二 50 mm, IDE二 40 mm,曲柄以等角速度 j=40rad / S 回轉(zhuǎn)，試用圖解法求機(jī)構(gòu)在（1 兒二45 位置時(shí)， 點(diǎn) D 及 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）以 U 1 作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖（8）所示。 （2）速度分析: 以 C 為重合點(diǎn)，有 VC2 二 VB + VC2B 二 Vc3 + VC2C3 大小 3 JAB 0 方向 丄 AB 丄 BC /BC 以作速度多邊形圖（b）,再根據(jù)速度影像原理，作厶 bde- /

32、 ABDE 求得d 及 e,由圖可得 vD= u vpd=O. 23 m / s vE= u vpe=0 173m/s s 2 二 u vbc2/lBc=2 rad/s （順時(shí)針） （3）加速度分析： 以 C 為重合點(diǎn)，有 _ 1 n . t . k . r &C2 = &B 十 & C2B 十 & C2B = &C3 十 & C2C3 十 & C2C3 大小 3 1 IAB 3 21BC 0 2 3 3VC2C3 方向 BA cB 丄 BC 丄 BC /BC 其中 anc2B= w221BC=0. 49 m/ sS akC2c3=23v

33、C2C3=0. 7m / s 以 作加速 aE= u ap e =2 8m/s2 a 2 二&/1BC二 uan 2C 2/1BC=S2 (順時(shí)針) i 3- 15 在圖(a)示的機(jī)構(gòu)中，已知1AE=70 mm, ； 二 40mm, 咯二 60mm, 1DE=35 mm, ICD二 75mm, IBC二 50mm.原動(dòng)件以等角速度 i=10rad/s 回 轉(zhuǎn).試以圖解法求機(jī)構(gòu)在1)i=50o位置時(shí)點(diǎn) C 的速度 V。和加速度 解：1)速度分析：以 F為重合點(diǎn).有 VF4=VF5=VF1+VF5F1 以 ul作速度多邊形圖如圖(b)得，fdfj 點(diǎn)，再利用速度影像 求得 b及 d 點(diǎn) 根

34、據(jù)VC=VB+VCB=VD+VCD繼續(xù)作速度圖，矢量 pc就代表了 Vc 2)加速度分析:根據(jù) a. FI二 FI+ a. a. FI+ ak FSFI+ o.r FSFI 以UQ作加速度多邊形圖(c),得 f(f)點(diǎn)，再利用加速度影像 求得 b及 d點(diǎn)。 木艮 iR 8c二已B+Q CB+& CB二8D+& CD+& CD 繼續(xù)作圖，則矢量 P、C、就代表了衣則求得 vc= u vpc=0. 69 m / s ac= u apc=3m / s2 3-16 在圖示凸輪機(jī)構(gòu)中，已知凸輪 1 以等角速度 3二 10 rad / s 轉(zhuǎn)動(dòng), 凸輪為一偏心圓，其半徑 R=25

35、mm, IAB二 15mni. 1AD=50 mm, b i=90 ，試 用圖解法求構(gòu)件 2 的角速度 3 2 與角加速度 a 2o 提示： 可先將機(jī)構(gòu)進(jìn)行高副低代， 然后對其替代機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析。 解（1）以 u 1 作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖如圖（a）所示。 （2）速度分析： 先將機(jī)構(gòu)進(jìn)行高副低代， 其替代機(jī)構(gòu)如圖 Q）所示, 并以 B為重合點(diǎn)。有 大小 5 IAB 方向丄 BD 丄 AB /|CD LU u v= rn / s2作速度多邊形圖如圖（b）,由圖可得 3 2=vB2 / 1BD= u vpb2 （ u 1BD）二 rad / s （逆時(shí)針） （3）加速度分析： _ n . t _ . k

36、 , r QB2 & B2 十 a B2 QBI 十 a B2B1 十 & B2B1 方向 B-D 丄 BD B-A 丄 CD /CD 其中 anB2= w221BD =0. 286 m/s2, =0. 746 m / s2.作圖（c）得 a 二 /1BD= u an 2b 2/1BD= rad / s2：（順時(shí)針） 3-18 在圖（a）所示的牛頭刨機(jī)構(gòu)中.lAB=200mnl, G 二 960mm, 1 =160 mm,設(shè)曲柄以等角速度 5二 5tQd/s.逆時(shí)針方向回轉(zhuǎn).試以圖解法 求機(jī)構(gòu)在（I兒二 135 位置時(shí).刨頭點(diǎn)的速度 Vc。大小 2*1BD 3 f IAB 2

37、3 VB2B4 VB2B4 解 1）以 S 作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖.如圖（a）o 2）利用瞬心多邊形圖（b）依次定出瞬心 P36, Vc=Vpi5= 31AP15 U 1=1. 24 m/S 3 -19 圖示齒輪一連桿組合機(jī)構(gòu)中，MM為固定齒條，齒輪 3 的直徑 為齒輪 4 的 2 倍.設(shè)已知原動(dòng)件 1 以等角速度 3頁時(shí)針方向回轉(zhuǎn)，試 以圖解法求機(jī)構(gòu)在圖示位置時(shí) E 點(diǎn)的速度以及齒輪 3, 4 的速度影 像。 （2）速度分斫： 此齒輪連桿機(jī)構(gòu)可看作， ABCD 受 DCEF兩個(gè)機(jī)構(gòu)串聯(lián)而成， 則可 寫出： a Vc 二 VB+VCB VE=VC+VEC 以口、作速度多邊形如圖（b）所示.由圖得 vE

38、= u vpe m/S 取齒輪 3 與齒輪 4 的嚙合點(diǎn)為 k,根據(jù)速度影像原理，作厶 dck-A DCK求 得 k點(diǎn)。然后分別以 c, e為圓心，以 ck. ek 為半徑作圓得圓 g3 和圓 g4o圓 g3 代表齒輪 3 的速度影像，圓創(chuàng)代表齒輪 4 的速度影像。 3-21 圖示為一汽車雨刷機(jī)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 用來保征兩者始終嚙合），固連于輪 3 上的雨刷 3作往復(fù)擺動(dòng)。設(shè)機(jī) 構(gòu)的尺寸為1AB=18 mm,輪 3 的分度圓半徑 r3=12 mm,原動(dòng)件 1 以等角 速度 3二 1 rad/s 順時(shí)針回轉(zhuǎn)，試以圖解法確定雨刷的擺程角和