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1、理论力学理论力学 1.曲杆曲杆OABCD的的OB段与段与Y轴重合，轴重合，BC段与段与X轴平行，轴平行，CD段与段与Z轴平行，已知：轴平行，已知：P1=50N，P2=50N；P3=100N，P4=100N，L1=100mm，L2=75mm。试求以。试求以B点为简化中心将此四个力点为简化中心将此四个力简化成最简单的形式，并确定其位置。简化成最简单的形式，并确定其位置。解：向B简化Rx=50N RY=0 RZ=50NR=50R方向： cos= cos=0 cos=主矩B MxB=2.5m MYB=mzB=0 MB=2.5Nm主矩方向 cos=1 cos=0 cos=0 B不垂直MnB=1.76Nm
2、 MiB=1.76Nmd=MB/R=0.025m 2.图示结构受矩为图示结构受矩为M=10KN.m的力偶作用。若的力偶作用。若a=1m，各，各杆自重不计。则固定铰支座杆自重不计。则固定铰支座D的反力的大小为的反力的大小为 ，方向，方向 。答案：10KN；方向水平向右； 3.不计重量的直角杆不计重量的直角杆CDA和和T字形杆字形杆DBE在在D处铰结并支处铰结并支承如图。若系统受力作用，则承如图。若系统受力作用，则B支座约束力的大小为支座约束力的大小为 ,方向方向 。答案：2P；方向向上； 4.直角弯杆直角弯杆ABCD与直杆与直杆DE及及EC铰接如图，作用在铰接如图，作用在DE杆杆上力偶的力偶矩上
3、力偶的力偶矩M=40kNm，不计杆重和摩擦，尺寸如图。求，不计杆重和摩擦，尺寸如图。求支座支座A、B处的约束力及处的约束力及EC杆的受力。杆的受力。 kN答案：kNkN 5.图示一滑道连杆机构，在滑道连杆上作用水平力图示一滑道连杆机构，在滑道连杆上作用水平力 。已。已知知 ，滑道倾角为，滑道倾角为，机构重量和各处摩擦均不计。试，机构重量和各处摩擦均不计。试求当机构平衡时，作用在曲柄求当机构平衡时，作用在曲柄OA 上的力偶的矩上的力偶的矩M 与角之间的与角之间的关系。关系。 答案： 6.构架尺寸如图所示（尺寸单位为构架尺寸如图所示（尺寸单位为m），不计各杆件自重，），不计各杆件自重，载荷载荷F
4、= 60kN。求。求A、E铰链的约束力及杆铰链的约束力及杆BD、BC的内力。的内力。 7.平面机构如图示。已知：平面机构如图示。已知：AB=CD=L=3m，CB=0.5L=1.5 m，杆重不计，杆重不计，q0=500 Nm，M=300 Nm。为了保持机构在图示位置。为了保持机构在图示位置平衡，需在平衡，需在CD的中点的中点E作用多大的力作用多大的力P，其，其A、D支座反力多大支座反力多大? 8.图示刚架由图示刚架由T字刚杆字刚杆CBD、直杆、直杆AC在在C处铰接而成，自重处铰接而成，自重不计。已知：不计。已知：Pll2kN，P2=4kN，q=2kNm，M=l8kNm，L=3m。试求固定端。试求
5、固定端A的约束力。的约束力。 9.由直角曲杆由直角曲杆ABC、DE、直杆、直杆CD及滑轮组成的结构如图所及滑轮组成的结构如图所示，示，AB杆上作用有水平均布载荷杆上作用有水平均布载荷q。不计各构件的自重，在。不计各构件的自重，在D处处作用一铅垂力作用一铅垂力F，在滑轮上悬吊一重为，在滑轮上悬吊一重为P的重物。滑轮的半径的重物。滑轮的半径r = a，且，且P=2F，CO=OD。求支座。求支座E及固定端及固定端A的约束力。的约束力。 答案：FE =，FAx=，FAy =，MA= 10.图示为机床夹具中常用的偏心夹紧装置。转动偏图示为机床夹具中常用的偏心夹紧装置。转动偏心轮手柄，就可使杠杆一端心轮手
6、柄，就可使杠杆一端O1升高，从而压紧工件。设不升高，从而压紧工件。设不计偏心轮和杠杆的自重，要在图示位置夹紧工件后不致自计偏心轮和杠杆的自重，要在图示位置夹紧工件后不致自动松开，偏心矩动松开，偏心矩e应为多少？已知偏心轮半径为应为多少？已知偏心轮半径为r，与台面，与台面间摩擦系数为间摩擦系数为f。 答案：理论力学理论力学 1导槽导槽BC和和EF之间放一小圆柱销之间放一小圆柱销M，导槽，导槽BC运动时带动运动时带动小圆柱销小圆柱销M在固定导槽在固定导槽EF中运动，如图所示。已知曲柄中运动，如图所示。已知曲柄AB以以=osint的规律绕轴的规律绕轴A左右摆动，式中左右摆动，式中o=60，=1rad
7、/s，且，且AD=BC，AB=CD=r=0.20m。试求当。试求当=30时，小圆柱销时，小圆柱销M在在导槽导槽EF及及BC中的速度和加速度。中的速度和加速度。答案：va=0.09(m/s),vr=0.157(m/s2)；aa=0.09(m/s2),ar=0.173(m/s2) 2在如图所示的具有摆动式汽缸的曲柄机构中，曲柄长在如图所示的具有摆动式汽缸的曲柄机构中，曲柄长OA=0.10m，以，以=10(rad/s)的匀角速度转动，若在摆动式汽的匀角速度转动，若在摆动式汽缸上固连一动坐标系，试求在图示位置时，活塞缸上固连一动坐标系，试求在图示位置时，活塞B的科氏加的科氏加速度。速度。答案：aC=5
8、1(m/s2) 3图示机构中，滑块图示机构中，滑块B带动摇杆带动摇杆O1C绕垂直于图面的轴绕垂直于图面的轴O1转转动。设动。设=t，=/3，OA=AB=0.15m，OO1=0.20m，O1C=0.50m。试求当。试求当t=7s时，摇杆时，摇杆O1C的端点的端点C的速度的速度vc。答案：vC=0.436(m/s) 4牛头刨床机构如图所示，曲柄长牛头刨床机构如图所示，曲柄长OA=r，以匀角速度，以匀角速度O绕轴绕轴O转动。当曲柄转动。当曲柄OA处于图示水平位置时，连杆处于图示水平位置时，连杆BC与铅垂与铅垂线的夹角线的夹角=30。求此时滑块。求此时滑块C的速度。的速度。答案： 5机构如图所示，滑块
9、机构如图所示，滑块A的速度为常值，的速度为常值，vA = 0.2m/s，AB = 0.4m。求当。求当AC = CB，时杆，时杆CD的速度和加速度。的速度和加速度。 答案： m/s， m/s2 6图示行星轮传动机构中，曲柄图示行星轮传动机构中，曲柄OA以匀角速度绕以匀角速度绕O轴转动，轴转动，使与齿轮使与齿轮A固结在一起的杆固结在一起的杆BD运动。杆运动。杆BE与与BD在在B点铰接，点铰接，并且杆并且杆BE在运动时始终通过固定铰支的套筒在运动时始终通过固定铰支的套筒C。如定齿轮的。如定齿轮的半径为半径为2r，动齿轮的半径为，动齿轮的半径为r，且，且AB = r。图示瞬时，曲柄图示瞬时，曲柄OA
10、在铅直位置，在铅直位置，BDA在水平位置，杆在水平位置，杆BE与水平线成角。求此时与水平线成角。求此时杆杆BE上与上与C重合一点的速度和加速度。重合一点的速度和加速度。答案： 答案：3=0.29(rad/s2),ar=65(mm/s2) 7图示机构中，导杆向上作加速动动，当图示机构中，导杆向上作加速动动，当=30时，具有速时，具有速度度10 mm/s和加速度和加速度a1=10 mm/s2。此时控制杆。此时控制杆2的一端的一端B与与杆杆1的导杆相距的导杆相距BO=30mm，且杆，且杆2具有向左的速度具有向左的速度v2=50mm/s和和减速度减速度a2=10mm/s2。求此时槽杆。求此时槽杆3的角加速度和滑块的角加速度和滑块B相对于槽相对于槽杆杆3的加速度。的加速度。
