机械原理复习题.ppt

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1、1.41.4计算下列各机构的自由度。注意分析其中的虚约束、局计算下列各机构的自由度。注意分析其中的虚约束、局计算下列各机构的自由度。注意分析其中的虚约束、局计算下列各机构的自由度。注意分析其中的虚约束、局部自由度合复合铰链等。部自由度合复合铰链等。部自由度合复合铰链等。部自由度合复合铰链等。解：解：解：解：（b b）5577（d d）9912122 2a)a)、A A、D D构件构成了虚约束。构件构成了虚约束。构件构成了虚约束。构件构成了虚约束。771010d)d)对称结构构成虚约束。对称结构构成虚约束。对称结构构成虚约束。对称结构构成虚约束。5577（g g）对称结构构成虚约束对称结构构成虚

2、约束对称结构构成虚约束对称结构构成虚约束 33332 2 1.61.6在题图在题图在题图在题图1-6a1-6a、b b、c c中，分别限中，分别限中，分别限中，分别限ABAB及及及及EFEF为原动件时，为原动件时，为原动件时，为原动件时，划分其基本杆组，确定机构的级别。将题图划分其基本杆组，确定机构的级别。将题图划分其基本杆组，确定机构的级别。将题图划分其基本杆组，确定机构的级别。将题图1-6d1-6d、e e、f f中的虚约束、局部自由度除去，并在高副低代后，划分中的虚约束、局部自由度除去，并在高副低代后，划分中的虚约束、局部自由度除去，并在高副低代后，划分中的虚约束、局部自由度除去，并在高

3、副低代后，划分其基本杆组，确定机构的级别。其基本杆组，确定机构的级别。其基本杆组，确定机构的级别。其基本杆组，确定机构的级别。解：解：解：解：557711解：解：解：解：2 2、构件在点构成复合铰。、构件在点构成复合铰。、构件在点构成复合铰。、构件在点构成复合铰。以为原动件时：以为原动件时：以为原动件时：以为原动件时：机构级别为级。机构级别为级。机构级别为级。机构级别为级。以为原动件时：以为原动件时：以为原动件时：以为原动件时：机构级别为级。机构级别为级。机构级别为级。机构级别为级。（c c）解：）解：）解：）解：77101011（e e）解：）解：）解：）解：99121211d d）解：）解

4、：）解：）解：其中、处的滚子具有局部自由度。其中、处的滚子具有局部自由度。其中、处的滚子具有局部自由度。其中、处的滚子具有局部自由度。高副低代后的瞬时替代机构为：高副低代后的瞬时替代机构为：高副低代后的瞬时替代机构为：高副低代后的瞬时替代机构为：44551 1nACIBDEFGHJP16FF）解：）解：）解：）解：滚子具有局部自由度，虚约束。滚子具有局部自由度，虚约束。滚子具有局部自由度，虚约束。滚子具有局部自由度，虚约束。高副低代高副低代高副低代高副低代CBDAIFGHJP级机构级机构HIGJACBDFP级机构级机构第二章第二章习题习题第一次：第一次：2-3，2-5，2-7，第二次：第二次：

5、2-8，2-10，2-13，2-14第三次：第三次：2-18，2-19，2-21例例例例11在图示的连杆机构中，已知各构件的尺寸为：在图示的连杆机构中，已知各构件的尺寸为：在图示的连杆机构中，已知各构件的尺寸为：在图示的连杆机构中，已知各构件的尺寸为：l lABAB160mm160mm，l lBCBC260mm260mm，l lCDCD200mm200mm，l lADAD80mm80mm；并已；并已；并已；并已知构件知构件知构件知构件ABAB为原动件，沿顺时针方向匀速转动，试确定：为原动件，沿顺时针方向匀速转动，试确定：为原动件，沿顺时针方向匀速转动，试确定：为原动件，沿顺时针方向匀速转动，试

6、确定：(1)(1)四杆机构四杆机构四杆机构四杆机构ABCDABCD的类型；的类型；的类型；的类型；(2)(2)该四杆机构的最小传动角该四杆机构的最小传动角该四杆机构的最小传动角该四杆机构的最小传动角 minmin；(3)(3)滑块滑块滑块滑块F F的行程速度变化系数的行程速度变化系数的行程速度变化系数的行程速度变化系数K K。E1 1E2 2C1 1C2 2F F1 1B B1 1B B2 2F F2 22-42-4图示六杆机构中，各构件的尺寸为：图示六杆机构中，各构件的尺寸为：图示六杆机构中，各构件的尺寸为：图示六杆机构中，各构件的尺寸为：l lABAB30mm30mm，l lBCBC55m

7、m55mm，l lADAD=50mm=50mm，l lCDCD=40mm=40mm，l lDEDE20mm20mm，l lEFEF60mm60mm 滑滑滑滑块为运动输出构件试确定：块为运动输出构件试确定：块为运动输出构件试确定：块为运动输出构件试确定：）四杆机构的类型四杆机构的类型四杆机构的类型四杆机构的类型）机构的行程时间比系数为多少？机构的行程时间比系数为多少？机构的行程时间比系数为多少？机构的行程时间比系数为多少？）滑块的行程为多少？滑块的行程为多少？滑块的行程为多少？滑块的行程为多少？）求机构的最小传动角求机构的最小传动角求机构的最小传动角求机构的最小传动角 minmin解：解：解：解

8、：）按比例尺作机构运动简图。）按比例尺作机构运动简图。）按比例尺作机构运动简图。）按比例尺作机构运动简图。2 2）四杆机构中，最短杆，最长杆）四杆机构中，最短杆，最长杆）四杆机构中，最短杆，最长杆）四杆机构中，最短杆，最长杆因为因为因为因为l lABABl lBCBCllCDCDl lADAD，且以最短杆的邻边为机架，且以最短杆的邻边为机架，且以最短杆的邻边为机架，且以最短杆的邻边为机架,故故故故该四杆机构为曲柄摇杆机构。该四杆机构为曲柄摇杆机构。该四杆机构为曲柄摇杆机构。该四杆机构为曲柄摇杆机构。3 3）摇杆处于极限位置时，滑块亦分别处于其极限位置，先）摇杆处于极限位置时，滑块亦分别处于其极

9、限位置，先）摇杆处于极限位置时，滑块亦分别处于其极限位置，先）摇杆处于极限位置时，滑块亦分别处于其极限位置，先求极位夹角求极位夹角求极位夹角求极位夹角，再求行程速比系数，再求行程速比系数，再求行程速比系数，再求行程速比系数HF2B2C2E239.2o行程速比系数（行程速比系数（）（）（）1.56 F1B1C1E1FCDAEB滑块的行程滑块的行程滑块的行程滑块的行程F F2 2F F1 175.6775.67）机构的最小传动角）机构的最小传动角）机构的最小传动角）机构的最小传动角 minmin出现在杆垂直于导路出现在杆垂直于导路出现在杆垂直于导路出现在杆垂直于导路作图得作图得作图得作图得minm

10、in78.478.4o oFCDAEBmin2-52-5题图所示六杆机构已知题图所示六杆机构已知题图所示六杆机构已知题图所示六杆机构已知l lABAB200mm200mm，l lACAC585mm585mm，l lCDCD=30mm=30mm，l lDEDE=700mm=700mm，ACAC ECEC，1 1为常数试求：为常数试求：为常数试求：为常数试求：）机构的行程时间比系数；机构的行程时间比系数；机构的行程时间比系数；机构的行程时间比系数；2 2）构件的行程；构件的行程；构件的行程；构件的行程；3 3）滑块的最大压力角滑块的最大压力角滑块的最大压力角滑块的最大压力角 maxmax发生的位置

11、及大小；发生的位置及大小；发生的位置及大小；发生的位置及大小；4 4）在其他尺寸不变的情况下，欲使行程为原行程的倍，问曲柄在其他尺寸不变的情况下，欲使行程为原行程的倍，问曲柄在其他尺寸不变的情况下，欲使行程为原行程的倍，问曲柄在其他尺寸不变的情况下，欲使行程为原行程的倍，问曲柄长度应为多少？长度应为多少？长度应为多少？长度应为多少？解：解：解：解：1.1.分析机构极限位置分析机构极限位置分析机构极限位置分析机构极限位置机构在第一个极限位置机构在第一个极限位置机构在第一个极限位置机构在第一个极限位置机构在第二个极限位置机构在第二个极限位置机构在第二个极限位置机构在第二个极限位置2-82-8试求题

12、图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置试求题图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置试求题图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置试求题图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置。PP13O2O3132P12P232方向：逆时针方向方向：逆时针方向方向：逆时针方向方向：逆时针方向 2.10 求图示机构全部瞬心的位置求图示机构全部瞬心的位置求图示机构全部瞬心的位置求图示机构全部瞬心的位置,构件构件构件构件3 3的角速度的角速度的角速度的角速度 3 3的大小和方向。的大小和方向。的大小和方向。的大小和方向。例：在图示的机构中，已知曲柄例：在图示的机构中，已知曲柄例：在图示的机构中，已知曲柄例：在图示的机构中，已知

13、曲柄2 2顺时针方向匀速转动，角速顺时针方向匀速转动，角速顺时针方向匀速转动，角速顺时针方向匀速转动，角速度度度度2 2100rad100rads s，试求在图示位置导杆，试求在图示位置导杆，试求在图示位置导杆，试求在图示位置导杆4 4的角速度的角速度的角速度的角速度4 4的大小的大小的大小的大小和方向。和方向。和方向。和方向。P242-112-11试求图示连杆机构中构件试求图示连杆机构中构件试求图示连杆机构中构件试求图示连杆机构中构件4 4与构件与构件与构件与构件2 2的角速度比的角速度比的角速度比的角速度比4 42 2。P36Vc35 5、4 4构件上重合点构件上重合点构件上重合点构件上重

14、合点C C5 5、C C4 4的速度方程为：的速度方程为：的速度方程为：的速度方程为：V VC4C4=V VC5C5+V VC5C4C5C4 大小大小大小大小？已知已知已知已知？方向方向方向方向 DCDC已知已知已知已知 DCDCpc5c4 （1 1 1 1）速度分析）速度分析）速度分析）速度分析求求求求B B点速度：点速度：点速度：点速度：V VB B=V=VA A+V+VBABA大小大小大小大小？1 1L L112 2L L2 2？方向方向方向方向 BDBD OAOABABA取速度比例尺取速度比例尺取速度比例尺取速度比例尺 v v,速度极点速度极点速度极点速度极点p,p,作速度多边形。作速

15、度多边形。作速度多边形。作速度多边形。pba方向：逆时针。方向：逆时针。方向：逆时针。方向：逆时针。方向：逆时针。方向：逆时针。方向：逆时针。方向：逆时针。pbac求求求求E E点速度：点速度：点速度：点速度：V VE E=V=VC C+V+VECEC大小大小大小大小？4 4L LECEC？方向方向方向方向xxxxECECe作速度多边形。作速度多边形。作速度多边形。作速度多边形。v vE E v vpepe方向：顺时针。方向：顺时针。方向：顺时针。方向：顺时针。（2 2 2 2）加速度分析）加速度分析）加速度分析）加速度分析B B点加速度分析的向量方程：点加速度分析的向量方程：点加速度分析的向

16、量方程：点加速度分析的向量方程：大小大小 L33 2？L112L222L22？方向方向BDBDAOBAAB加速度极点加速度极点加速度极点加速度极点,加速度作图比例尺加速度作图比例尺加速度作图比例尺加速度作图比例尺作加速度多边形作加速度多边形作加速度多边形作加速度多边形pbnabpbnabC大小大小？L442L44？方向方向xxECEC作加速度多边形作加速度多边形作加速度多边形作加速度多边形een方向：顺时针方向方向：顺时针方向方向：顺时针方向方向：顺时针方向 解：速度分析解：速度分析解：速度分析解：速度分析2 2、3 3构件上重合点构件上重合点构件上重合点构件上重合点B B2 2、B B3 3

17、的速度方程为：的速度方程为：的速度方程为：的速度方程为：V VB3B3=V VB2B2+V VB3B2B3B2 大小大小大小大小？1 1L LABAB？方向方向方向方向 BCBCABABBCBCpb2b32 2）加速度分析）加速度分析）加速度分析）加速度分析大小大小？LAB12？0方向方向BCBABCpb2b3例：巳知图示机构的位置，构件尺寸及原动件例：巳知图示机构的位置，构件尺寸及原动件AB以等角速度以等角速度1逆时方向转动，试用相对运动图解法作出机构的速度图和逆时方向转动，试用相对运动图解法作出机构的速度图和加速度图，求构件加速度图，求构件3的角速度的角速度3和角加速度和角加速度3要求：要

18、求：（1）写出作图的矢量方程和主要步骤；）写出作图的矢量方程和主要步骤；（2）写出）写出3、及、及3的表达式。的表达式。解解解解（1 1）速度分析）速度分析）速度分析）速度分析2 2、3 3构件上重合点构件上重合点构件上重合点构件上重合点B B2 2、B B3 3的速度方程为：的速度方程为：的速度方程为：的速度方程为：V VB3B3=V VB2B2+V VB3B2B3B2 大小大小大小大小？1 1L LABAB？方向方向方向方向 BCBCABABBCBCpb2b3pb2b3（2 2）加速度分析）加速度分析）加速度分析）加速度分析大小大小0？LAB12？0方向方向BCBABCVB3B2=VB22

19、-182-18题图示为一已知的曲柄摇杆机构，现要求用一连杆将摇杆题图示为一已知的曲柄摇杆机构，现要求用一连杆将摇杆题图示为一已知的曲柄摇杆机构，现要求用一连杆将摇杆题图示为一已知的曲柄摇杆机构，现要求用一连杆将摇杆和一滑块连接起来，使摇杆的三个已知位置和一滑块连接起来，使摇杆的三个已知位置和一滑块连接起来，使摇杆的三个已知位置和一滑块连接起来，使摇杆的三个已知位置C C1 1D D、C C2 2D D、C C3 3D D和和和和滑块的三个位置滑块的三个位置滑块的三个位置滑块的三个位置F F1 1、F F2 2、F F3 3相对应。试确定此连杆的长度及其与摇相对应。试确定此连杆的长度及其与摇相对

20、应。试确定此连杆的长度及其与摇相对应。试确定此连杆的长度及其与摇杆铰接点的位置。杆铰接点的位置。杆铰接点的位置。杆铰接点的位置。F3 3B3C3 2F2C1B1AB2C2D 1F1F3B3C3F2C1B1AB2C2DF1F 1F 3解：（解：（解：（解：（1 1）将）将）将）将DFDF1 1绕绕D点顺时针旋转点顺时针旋转 1 2角，角，得得得得FF1 1（2 2）将）将）将）将DFDF3 3绕绕D点逆时针旋转点逆时针旋转 2 3角角得得得得FF3 3E2 (3)机构尺寸为：机构尺寸为：lDE lDE，lEF lEF，lCE lCE。2-212-21欲设计一个如图示的铰链四杆机构。设已知其摇杆欲

21、设计一个如图示的铰链四杆机构。设已知其摇杆欲设计一个如图示的铰链四杆机构。设已知其摇杆欲设计一个如图示的铰链四杆机构。设已知其摇杆CDCD的长度的长度的长度的长度l lCDCD75mm75mm，行程速比系数，行程速比系数，行程速比系数，行程速比系数K K1.51.5，机架，机架，机架，机架ADAD的长度的长度的长度的长度l lADAD100mm100mm，又知摇杆的一个极限位置与机架间的夹角，又知摇杆的一个极限位置与机架间的夹角，又知摇杆的一个极限位置与机架间的夹角，又知摇杆的一个极限位置与机架间的夹角 4545o o，试求其曲柄的长度，试求其曲柄的长度，试求其曲柄的长度，试求其曲柄的长度l lABAB和连杆的长度和连杆的长度和连杆的长度和连杆的长度l lBCBC。解：解：36o以以AC为为b-a，则，则AC2为为b+aa，b以以AC为为ba，则，则AC1为为baa，bC2C1MB2