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1、机械原理作业题解 第二章第二章 机构的结构分析机构的结构分析 F3n2plph 3 2 341 0 34(251)1 lh F3n(2pp )=+ =+= 1-1 2 3 4 5 7 8 9 Fp)p(2p3nF hl += 138(21020) 1 =+ = 4 6 (2-3) 1 3 3(240)1 lh F3n(2pp )=+ = += Fp)p(2p3nF hl += 1 20)28(273 = += Fp)p(2p3nF hl += 134(250)0 1 =+ = 023032=+=+=3np2pp h l 1 02)017(2113 = += Fp)p(2p3nF hl += 2
2、630102=+= +=3np2pp h l (1)未刹车时(1)未刹车时 n=6，pl=8，ph=0，F=2 (2)刹紧一边时(2)刹紧一边时 n=5，pl=7，ph=0，F=1 (3)刹紧两边时(3)刹紧两边时 n=4，pl=6，ph=0，F=0 机械原理作业题解 第三章第三章 平面机构的运动分析平面机构的运动分析 题题3-1 试求图示各机构在图示位置时全部瞬心。试求图示各机构在图示位置时全部瞬心。 a ) A C B 4 1 3 2 P12 P23 P34 P24 P14P14 P13 题题3-1 试求图示各机构在图示位置时全部瞬心。试求图示各机构在图示位置时全部瞬心。 b ) A C
3、B 4 1 3 2 P12 P34 P24 P14 P13 P23 题题3-1 试求图示各机构在图示位置时全部瞬心。试求图示各机构在图示位置时全部瞬心。 A C B 4 1 3 2 M vM c ) P12 P23 P24 P34 P13 P14 解：解： 1. 绘机构运动简图 2.求瞬心P13 3.求1/3 题题3-2 在图示的齿轮在图示的齿轮-连杆组合机构中连杆组合机构中, 试用瞬心法求齿轮试用瞬心法求齿轮1和和3的传动比的传动比1/ 3 。 C 2 D B A 1 3 5 4 6 P12 P23 P13 13613 3 1613 P P P P = P16 P36 题题3-4 在图示的四
4、杆机构中，lAB=60 mm， lCD=90 mm ，lAD= lBC=120 mm， 2 = 10 rad/s，试用瞬心法求： 1）当=165时，点C的速度vC； 2）当=165时，构件的BC线上（或其延长线上）速度最小的一点E 的位置及其速度的大小； 3）当vC=时， 角之值（有两个解）。 题题3-4解解 取作机构运动简图；并求出各瞬心如图所示。 2 l mm mm = P24 A C B 4 1 3 2D P14 P12 P34 P23 1）当=165时，点C的速度vC=? 242122441424 1224 42 1424 48.5 104.47 (/ ) 108.5 Pll vP P
5、P P P P rad s P P = = 4 4.470.090.40 (/ ) CCD vlm s= 解法： 利用瞬心P24 利用瞬心P13 瞬心P13为构件 3的绝对瞬心 P13 3 1313 BC ll vv P BP C = 1313 2 1313 78.2 100.060.40 (/ ) 118.5 CBAB P CP C vvlm s P BP B = 题题3-4解解 P24 A C B 4 1 3 2D P14 P12 P34 P23 2）当=165时，构件的BC线上（或其延长线上）速度最小的 一点E的位置及其速度的大小 瞬心P13为构件3的绝对瞬心，构件3上各点在该位置的运动
6、是绕P13的 转动，则距P13越近的点，速度越小，过作BC线的垂线P13EBC，垂 足E点即为所求的点。 E点距C点距离为 P13 3 1313 B l E l v P BP v E = 1313 2 1313 70.3 100.060.36 (/ ) 118.5 EBAB P EP E vvlm s P BP B = E 234.368.6 () l CEmm= 题题3-4解解 P24 A C B 4 1 3 2D P14 P12 P34 P23 3）当vC=时， 角之值（有两个解）？ P13 E 4CCD vl= 当=时， vC=，而 1224 42 1424 P P P P = 当P24
7、与P24重合时 12244 000 C P Pv= 则必然是杆2和杆3 共线的位置，有两 共线位置： 重叠共线位置重叠共线位置 拉直共线位置拉直共线位置 2 1 227 26 = = ? ? 1 2 题题3-5 在图示的各机构中，设已知各构件的尺寸及点B的速度，试作出 其在图示位置时的速度多边形。 A C B D E F vB vB A C D F E G B b )a ) 题题3-5 解解 a) 解解: 顺序顺序 A C B D E F vB BCDE vvvv、 CBCB vvv=+ (1) 求vC和vD (2) 求vE ECECDED vvvvv=+=+ p(a, f ) e cd b
8、DBDB vvv=+ 题题3-5 解解 b) 解解: 顺序顺序 BCEF vvvv CBCB vvv=+ (1) 求vC (2) 求vE: 用速度影像法 FEFE vvv=+ vB A C D F E G B (3) 求vF p(a, d, g )(c)b (e)(f ) 题题3-8 b) 解解 b ) 1 A C D B 在图示各机构中，设已知各构件的尺寸，原动件以等角速度1顺时针方 向转动；试以图解法求机构在图示位置时构件3上C点的速度及加速度。 2 3 4 1 解解 （1）取作机构运动简图； （2）速度分析 取B为重合点：B(B1, B2, B3) 1) 求vB2 AB l lm mmA
9、B = 2133 () BBBC vvvv= 211BBAB vvl= 2) 求vB3 3232 BBB B vvv=+ B(B1, B2, B3) 方向： 方向： BDBA CD 大小：大小：? ? 1 1 / B v vm s mmpb = 取作速度图 p(d) b2 (b1) (b3)(c3) 3) 求vC3 : 用速度影像法 3 0 C v= 3 3 0 C CD v l =同时可求得 题题3-8 b) 解解(续) b ) 1 A C D B 2 3 4 1 解解 （1）取作机构运动简图； （2）速度分析 （3）加速度分析 1) 求aB2 方向:BA 2 2111 n BBB AAB
10、aaal= 2) 求aB3 B(B1, B2, B3) 方向：方向：BD BDBA 0CD 大小：大小：? 0? 2 1 1 / B a am s mmp b = 取作加速度图 p(d) b2 (b1) (b3)(c3) 3) 求aC3 : 用加速度影像法 2 3231 aBABC ap cal= 2133 () BBBC aaaa= 33323232 ntkr BB DB DBB BB B aaaaaa=+=+ 其中 k 2B3B2 B3B2 a= 2v= 0 ? p(d) b2 (b1) k b3 c3 (n3) 题题3-8 c) 解解 在图示各机构中，设已知各构件的尺寸，原动件以等角速度
11、1顺时针方 向转动；试以图解法求机构在图示位置时构件3上C点的速度及加速度。 解解 （1）取作机构运动简图； （2）速度分析 取B为重合点：B(B1, B2, B3) 1) 求vB2 AB l lm mmAB = 2133 () BBBC vvvv= 211BBAB vvl= 2) 求vB3 3232 BBB B vvv=+ 方向： 方向： BDBA CB 大小：大小：? ? 1 1 / B v vm s mmpb = 取作速度图 p(d) b2 (b1)(b3) (c3) 3) 求vC3 : 用速度影像法 33Cv vpc= A B C D 1 2 3 4 1 33 33 pcpbDC pc
12、pb DCDBDB = 31 CDCD CBAB BCBC ll vvl ll = 题题3-8 c) 解解(续续1) 解解 （3）加速度分析 1) 求aB2 1 2 211 n BBB AAB aaal= 2) 求aB3 A B C D 1 2 3 4 1 p(d) b2 (b1)(b3) (c3) 方向:BA 方向：方向：BD BDBA 0CD 大小：大小：? 0? 其中0)0( k 2B3B2 B3 B 2 3B2 B va= 2v= ? 2 1 1 / B a am s mmp b = 取作加速度图 2133 () BBBC aaaa= 33323232 ntkr BB DB DBB B
13、B B aaaaaa=+=+ 题题3-8 c) 解解(续续2) 解解 （3）加速度分析 1) 求aB2 2) 求aB3 A B C D 1 2 3 4 1 p(d) b2 (b1)(b3) (c3) 方向：方向：BD BDBA 0CD 大小：大小：? 0? 2 1 1 / B a am s mmp b = 取作加速度图 p(d) b2 (b1) k b3 c3 3) 求aC3 : 用加速度影像法 33 b c dBCD作 33 aC ap c= 2133 () BBBC aaaa= 33323232 ntkr BB DB DBB BB B aaaaaa=+=+ 题题3-10 解解 在图示的摇块
14、机构中，已知lAB=30 mm， lAC=100 mm ，lBD=50 mm， lDE=40 mm，1 = 10 rad/s，试用图解法求机构在1=45位置时，点D和 E的速度和加速度；以及构件2的角速度和角加速度。 B A C D 2 3 4 1 1 E 1 解解 （1）取作机构运动简图； （2）速度分析 取C为重合点：C( C2, C3) 0.002 l m mm = 22 22 cos135 3010030 100cos135123() BCABACABAB lllll mm =+ =+= ? ? 2 , BCDE2 vvvv 题题3-10 解解(续续) B A C D 2 3 4 1 1 E 1 解解 （1）取作机构运动简图； （2）速度分析 取C为重合点：C( C2, C3) 1) 求vB 1 100.030.3 (/ ) BAB vlm s= 2) 求vC2 22323 CBC BCC C vvvvv=+=+ 方向：方向：ABBC0BC 大小：大小：? 0? / 0.005 v m s mm = 取作速度图 p(c3) b c2 2 , BCDE2 vvvv 题题3-10 解解(续续2) B A C D 2 3 4 1 1 E 1 解解 （2）速度分析 1) 求v
