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1、平面机构的结构分析1、如图a所示为一简易冲床的初拟设计方案，设计者的思路是：动力由齿轮1输入，使轴A连续回转；而固装在轴A上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构将使冲头4上下运动以达到冲压的目的。试绘出其机构运动简图（各尺寸由图上量取），分析其是否能实现设计意图并提出修改方案。b)。解1）取比例尺i绘制其机构运动简图（图2）分析其是否能实现设计意图。由图b可知，n 3, pl 4 , ph故：F 3n (2pl ph p) F因此，此简单冲床根本不能运动（即由构件 运动的刚性桁架），故需要增加机构的自由度。图b )图a)1,p0,F033(2410)003、4与机架5和运动副日CD组成不能3）提出修
2、改方案（图c）。为了使此机构能运动，应增加机构的自由度（其方法是：可以在机构的适当位置增加一个活动构件和一个低副，或者用一个高副去代替一个低副，其修改方案很多，图c给出了其中两种方案）。2、试画出图示平面机构的运动简图，并计算其自由度。图a)解：n3,pl4,ph0,F3n2plph1解：n4，pi5,ph1,F3n2plph1机构中的原动件用圆弧3、计算图示平面机构的自由度。将其中的高副化为低副。箭头表示。E3n 2pl ph 1, G E复合饺链。解31：n7,pl10,ph0,F3n 2 plph1 ,局部自由度解32：n8,pl11,ph1,F解33：n9,pl12,ph2,F3n2p
3、lph1M4、试计算图示精压机的自由度解：n10,pl15,ph0解：n11,pl17,ph0p2plp h3n 2 5 0 3 3 1p 2pl p h3n 2 10 3 6 2F0F3n(2piphp)F310(21501)01(其中E、D及H均为复合钱链)F0F3n(2piphp)F311(21702)01(其中GF、K均为复合钱链)5、图示为一内燃机的机构简图，试计算其自由度，并分析组成此机构的基本杆组。又如在该机构中改选EG为原动件，试问组成此机构的基本杆组是否与前者有所不同。解1）计算此机构的自由度F 3n (2piphp) F3 7 2 10 12）取构件AB为原动件时机构的基本
4、杆组图为此机构为n级机构3）取构件EG为原动件时此机构的基本杆组图为此机构为出级机构Pj直接标注在图上）平面机构的运动分析1、试求图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置（用符号2、在图a所小的四杆机构中，1AB=60mmlCD=90mmlAD=lBC=120mm2=10rad/s,试用瞬心法求：1）当二165时，点C的速度Vc；2）当二165时，构件3的BC线上速度最小的一点E的位置及其速度的大小；3）当vc=0时，角之值（有两个解）。2）求vC,定出瞬心P13的位置（图b）因Pi3为构件3的绝对速度瞬心，则有：wVb1bp13W21abUi瓯100.06/0.003782.56（rad/s）v
5、CulCP13w30.003522.560.4（m/s）3）定出构件3的BC线上速度最小的点E的位置因BC线上速度最小之点必与P3点的距离最近，故从P13引BC线的垂线交于点E,由图可得:VeUiP13EW30.00346.52.564）定出vC=0时机构的两个位置图C处），量出i26.42226.60.357(m/s)3、在图示的机构中，设已知各构件的长度lAD=85mm1AB=25mmlCD=45mm和加速度aE以及构件2的角速度2及角加速度 2a） i=mm解1）以 产mm作机构运动简图（图 a）2）速度分析 根据速度矢量方程：vC vB vCB以v = （m/s）/mm作其速度多边形（
6、图 b）。 b）（继续完善速度多边形图，并求Ve及2）。根据速度影像原理，作bce BCE,且字母顺序一致得点e,由图得：1bc=70mm原动件以等角速度i=10rad/s转动，试用图解法求图示位置时点E的速度Vevevpe0.005620.31（ms）w2vbclBC0.00531.5/0.072.25（ms）（顺时针）w3vpclCO0.00533/0.0453.27（ms）（逆时针）3）加速度分析根据加速度矢量方程：aCacacaBaCBaCB以a=（m/s2）/mm作加速度多边形（图c）。（继续完善加速度多边形图，并求aE及2）。根据加速度影像原理,作bceBCE,且字母顺序一致得点e
7、,由图得:aEape0.05703.5(m/s2)a2aCB/lBCanC/lBC0.0527.5/0.0719.6(rad/s2)(逆时针)4、在图本的摇块机构中，已知1AB=30mm1AC=100mmlBD=50mrmlDE=40mrm曲柄以1=10rad/s等角速度回转，试用图解法求机构在1=45时，点D和点E的速度和加速度，以及构件2的角速度和角加速度。解1）以l=0.002m/mm作机构运动简图（图a）。2）速度分析v=（m/s）/mm选C点为重合点，有：vC2VB方向？ABVC2BBCvC3/BCk aC2C32W2Vc2c32 2 0.005 35 0.7大小？WilAB以v作速
8、度多边形（图b）再根据速度影像原理，作bd/bC2BD/BC,bdeBDE,求得点d及e,由图可得vDvpd0.00545.50.23(m/s)Vevpe0.00534.50.173(m/s)w2vbci./lBC0.00548.5/0.1222(rad/s)(顺时针)3)加速度分析a=(m/s2)/mm根据ac2aBnaC2BtaC2Bac3kac2c3rac2c3方向?BACBBCBC/BC大小?2.W1labW2lBC?02W3Vc2C3?其中：aC2Bw2lBC220.1220.49以a作加速度多边形（图C）,由图可得:a；2B/lcBan2c2/0.122 0.04 25.5/0.1
9、22 8.36(rad/s2)(顺时针)试以图解法求机构在图示位置时，E点的2、aDapd0.04662.64(m/s)2、aEape0.04702.8(m/s)a2-连杆组合机构中，MMK/固定齿条，齿轮3的齿数为齿轮4的2倍，设5、已知原动件1以等角速度1顺时针方向回转,速度vE及齿轮3、4的速度影像。解1)以l作机构运动简图(图a)2)速度分析(图b)此齿轮连杆机构可看作为ABCDMDCEF两个机构串连而成，则可写出VcVbVcbvEVCvEC取v作其速度多边形于图b处，由图得vEvpe(m/s)取齿轮3与齿轮4啮合点为K,根据速度影像原来，在速度图图b中，作dckDCK求出k点，然后分
10、别以c、e为圆心，以ck、ek为半径作圆得圆g3及圆g4。求得vEvpe齿轮3的速度影像是g3齿轮4的速度影像是g41以等速度1=10rad/s逆时针方向转动，1=50、220时，试用矢量方程解析法求构件2和构件3的速度V3和加速度3。6、在图示的机构中，已知原动件1AB =100mm lBC=300mm e=30mm 当2的角位移2及角速度 2、角加速度解取坐标系xAy,并标出各杆矢量及方位角如图所示： 1)位置分析机构矢量封闭方程l112S3e(a),11cos112cos2S3分别用i和j点积上式两端，有1122(b)11sin1l2sin2e故得：2arcsin(e11sin1)/12
11、s311cos112cos2(c)11wie1t 12w2e2 v3i(d)上式两端用j点积，求得：w211w1cos1/12 cos 2(e)2)速度分析式a对时间一次求导，得式d)用e2点积，消去w2,求得v3l1w1sin(12)/cos2(f)3)加速度分析将式(d)对时间t求一次导，得：l1w1e1l22e2l2W2e2a3i(g)用j点积上式的两端，求得：a2l1w12sin1l2W2sin2112cos2(h)用e2点积(g),可求得：a3l1w2cos(12)l2w2cos2(i)1502202()W2(rad/s)一a22(rad/s)一V3(m/s)一a3(m/s2)一7、
12、在图示双滑块机构中，两导路互相垂直，滑块1为主动件，其速度为100mm/s,方向向右，1AB=500mm图示位置时xA=250mm求卞件2的角速度和构件2中点C的速度vC的大小和方向。解：取坐标系oxy并标出各杆矢量如图所示。1）位置分析机构矢量封闭方程为：lOC xA1 acACXa ei 2221801xCAB-cos2XA4cos222lABycsin222)速度分析11cos 1 lDB cosscl1 sin 1 lDB sinXcyc当 Va 100mm/s, Xc 50mm/syc 28.86m/s,lABlABw2sin2vAw2sin222lABw2cos222120,w20
13、.2309rad/s（逆时针）VcxCyC57.74mm/s像右下方偏30。8、在图本机构中，已知1=45,1=100rad/s,方向为逆时针方向，1AB=40mm=60。求构件2的角速度和构件3的速度。解，建立坐标系Axy,并标示出各杆矢量如图所示：I .位置分析机构矢量封闭方程II SdlDBlAi1ol乂)lesclDBe2.速度分析消去lDB，求导，w20vCl1w1cos1cotsin11195.4mm/s1、平面连杆机构及其设计在图布钱链四杆机构中，已知：lBC=50mmlCD=35mmlAD=30mrmAD为机架,解:1)2)3)1)若此机构为曲柄摇杆机构，且若此机构为双曲柄机构,若此机构为双摇杆机构,AB为最短杆l AB lBC l CDl ADl ABmax 15mmAD为最短杆，若l ABl BCl AD l BC lCDl AB若
