第三章平面机构的运动分析习题与答案.pdf
第三章 平面机构的运动分析 1 机构运动分析包括哪些内容 2 对机构进行运动分析的目的是什么 3 什么叫速度瞬心 4 相对速度瞬心和绝对速度瞬心有什么区别 5 在进行机构运动分析时，速度瞬心法的优点及局限是什么 6 什么叫三心定理 7 怎样确定组成转动副、移动副、高副的两构件的瞬心怎样确定机构中不组成运动副的两构件的瞬心 8 在同一构件上两点的速度和加速度之间有什么关系 9 组成移动副两平面运动构件在瞬时重合点上的速度和加速度之间有什么关系 10 平面机构的速度和加速度多边形有何特性 11 什么叫“速度影像”和“加速度影像”，它在速度和加速度分析中有何用处 12 机构运动时在什么情况下有哥氏加速度出现它的大小及方向如何决定 13 如何根据速度和加速度多边形确定构件的角速度和角加速度的大小和方向 14 如何确定构件上某点法向加速度的大小和方向 15 当某一机构改换原动件时，其速度多边形是否改变其加速度多边形是否改变 16 什么叫运动线图它在机构运动分析时有什么优点 17 当两构件组成转动副时,其相对速度瞬心在 处;组成移动副时,其瞬心在 处;组成滑动兼滚动的高副时,其瞬心在 处.18 相对瞬心与绝对瞬心相同点是 ,而不同点是 .19 速度影像的相似原理只能用于 两点,而不能用于机构 的各点.20 速度瞬心可以定义为互相作平面相对运动的两构件上 的点.21 3 个彼此作平面平行运动的构件共有 个速度瞬心,这几个瞬心必位于 .含有 6 个构件的平面机构,其速度瞬心共有 个,其中 个是绝对瞬心,有 个相对瞬心.22 在图示机构中，已知原动件1以匀角速度?沿逆时针方向转动，试确定：（1）机构的全部瞬心；（2）构件3的速度v3（需写出表达式）。23 如图所示齿轮?连杆机构中，已知齿轮2和5的齿数相等，即25zz，齿轮2以2100rad/s顺时针方向转动，试用瞬心法求构件3的角速度3的大小和方向。（取0.001lm/mm。）24 图示为按比例尺绘制的牛头刨床机构运动简图和速度矢量多边形。试由图中的比例尺计算导杆3的角速度3和滑块2的角速度2，并指出其方向。(提示：S3为构件3上特殊点，据3S BCD、3DS Dv求得，作题时不必去研究vS3如何求得。)(取0.005lm/mm，0.003v(m/s)/mm。)25 在图示机构中，已知机构位置图和各杆尺寸，1=常数，BDBEll，13EFBCBElll，试用相对运动图解法求vF、aF、vC、aC及2、?。26 在图示机构中，已知：各杆长度，1为常数。试求v5及a5。27 在图示机构中，已知ABBEECEFCD12，AB BC，BC EF，BC CD，1常数，求构件5的角速度和角加速度大小和方向。28 图示为十字滑块联轴器的运动简图。若115rad/s，试用相对运动图解法求：（1）3、?；（2）杆2相对杆1和杆3的滑动速度；（3）杆2上C点的加速度aC。（l 0002.m/mm。）29 已知机构位置如图，各杆长度已知，活塞杆以v匀速运动。求：（1）3v、3a、2；（2）5v、5a、2。（用相对运动图解法，并列出必要的解算式。）30 在图示机构中，已知各构件尺寸1ABll，2ACll，3CDll，4DEll，原动件1以等角速度1沿逆时针方向转动。用解析法求滑块2对于杆3的相对滑动速度rrvs和加速度rras，杆3、4的加速度3、4和角加速度3、4，以及滑块5的速度vE和加速度aE。第三章 平面机构的运动分析 17.当两构件组成转动副时,其相对速度瞬心在 转动副的圆心 处;组成移动副时,其瞬心在 垂直于移动导路的无穷远 处;组成滑动兼滚动的高副时,其瞬心在接触点两轮廓线的公法线上.18.相对瞬心与绝对瞬心相同点是 都是两构件上相对速度为零,绝对速度相等的点,而不同点是 相对瞬心的绝对速度不为零,而绝对瞬心的绝对速度为零.19.速度影像的相似原理只能用于 同一构件上的 两点,而不能用于机构 不同构件上 的各点.20.速度瞬心可以定义为互相作平面相对运动的两构件上,相对速度为零,绝对速度相等 的点.21.3 个彼此作平面平行运动的构件共有 3 个速度瞬心,这几个瞬心必位于 同一条直线上.含有 6 个构件的平面机构,其速度瞬心共有 15 个,其中 5 个是绝对瞬心,有 9 个相对瞬心.22（1）求出瞬心数(1)4 3622k kN 瞬心如图。（2）31314 131PvvP P 方向向上 23（1）求出13P （2）求3 23P点速度1323ABBPvll 10ABllABmm 131325BPllBPmm 1332101004025ABBPllrad/s，逆时针方向 24 33333/()/()DCDCvlvld cDC(640.003)/(640.005)0.6rad/s，顺时针方向。23 25（1）速度分析 112BABBvlv 323 2BBB Bvvv，取v作速度多边形，影像法得e和f点。Fvvpf，2333/BBDvBDvlpbl，顺时针方向 22CBCBvvv，2Cvvpc。（或另法2323CCC Cvvv）（2)n21112BBABBaala，ntkr3323232BBBB BB Baaaaa，取a作图，影像法得e和f 点。Faaf，nt222CBCBCBaaaa 其中t233/BBDal，顺时针方向，2Caac 26（1）CBCBvvv，取v作图求出vC、vCB。利用影像法求vD2（扩大杆2）。4242DDD Dvvv 求得544vvpd，指向如图。（2）ntCBCBCBaaaa，取a作图。kr424242DDD DD Daaaa 求得n544 Daaad。27 (1)求5 rvB/rvC，构件2瞬时平动，20 41EBABvvl，4545EEE Evvv，vE4/vE5vE E4 5 450E Ev，4515EEABEFvvll ABEFll，?51，逆时针方向(2)求5 24EEaa nt444EBE BE Baaaa，平动n40E Ba ntkr4554545EEEE EE Eaaaaa 450E Ev，?k4554520E EE Eav tntr25545BE BEEE Eaaaaa 将该式向BC方向投影有 t50Ea，即50 28（1）32115 rad/s，3210（2）2222CACABCBvvvvv，212 1AAA Avvv 232 3BBB Bvvv，220.72CACAvlm/s，221.29CBCBvlm/s 由速度多边形量得：2 122=1.33A AAvvvp am/s，2 322=0.74 B BBvvvp bm/s（3）ntnt222222 CACACABCBCBaaaaaaa kr212 12 1AAA AA Aaaaa，kr232323BBB BB Baaaa 整理得：krnkrn2 12 1223232CA AA ACAB BB BCBaaaaaaa k2 139.9 A Aam/s2，n210.8 CAam/s2 k2322.2 B Bam/s2，n219.8 CBam/s2 由图：n 460 Caacm/s2(比例尺0.02 v(m/s)/mm，1 a(m/s2)/mm)29（1）BABAvvv，选比例尺v作速度多边形 3 Bvvvp b 用影像法求得22 Cvvp c 4242CCC Cvvv 544 Cvvvp c 2/BAABvABvlb al，顺时针方向 422 4C Cvvc c（2）ntBABABAaaaa，选比例尺a作加速度多边形。由影像法求得22 Caac kr424242CCC CC Caaaa 3 Baaab 544 Caaac t242/BABAaBAaln bl，逆时针方向。30(1)(机构位置)封闭矢量方程ABC：12r0llsCDE：340Ellx 位置矢量在x、y轴上的投影：sLrcoscos311,sLLrsinsin3112 LLxE33440coscos,LL33440sinsin(2)速度矩阵方程位置方程微分 vsLrrcossinsin333111,vsLrrsincoscos333111 LLvE3334440sinsin,LL3334440coscos 00cossin0coscos01sinsin000cossin00sincos11111143r443344333r33r3LLvvLLLLssE(3)加速度矩阵方程速度方程微分 avvsLrrrrcossinsin(cossin)cos33333323331121 avvsLrrrrsincoscos(sincos)sin33333323331121 LLLLaE332333344244440cossincossin LLLL332333344244440sincossincos
