机械设计基础习题及答案 PPT课件

P23 P24
P12
P24 P12
P13
P23
P12→∞
P14
P14 ∞
P34
P23
P34 ∞
P13 ∞
↑∞
题3-3 vp15=w1
2-4 P23C
B
P13 A
ω1 P12
解：根据三心定理求得P12
则在P12处V1 V2 1lAP12 10 0.025 0.25 m s
2
V2 lCP12
AC2'
2
24.75
49.5(mm)
3-9设计一偏置曲柄滑块机构，已知滑块的行程速度变化系数 K=1.5，滑块的行程lc1c2=50mm,e=20mm,求lAB、lBC。
解：
1计算极位夹角
180 K 1 36 K 1
l
1
mm mm
2作C1C2
50mm
作OC1C2 OC2C1 90 54得O点
确定3
3
2
VC 2 B lC 2B
(bc2 )v lC 2B
37.5 0.0067 2秒1 0.124
由VC
2
的代
B
表向量bc2知3的方
向为逆
时针。
（4）求aD , aE ,3.
aB
aBn
l
2
AB 1
0.03102
3米 / 秒2。
由aC 2 aB aCn 2B aCt 2B aC3 aCr 2C3 aCk 2C3 求aC 2
a
d '
2 4
lCD
？
aC a c' 9.5 m s2
lAB=30mm,lAC=100mm,lBD=50mmllDE=40mm,φ1=45º,等角 速度ω1=10rad/s,求E、D的速度和加速度,构件3的角 速度和角加速度.
解：（1）选取l 0.002米/mm作机构运动简图。
（2）解题步骤为：VB VC2 (VD ,VE )及aB aC2 (aD , aE )
10 0.02 cos45 0.14 m s 逆
当 90时
V2 V1 0
3-6
3-6 以AF1为基准,将机构的第二个位置AF2C2D刚化 绕A逆时针反转,得反转点C`2,连C`2C1作其垂直 平分线,垂直平分线与AF1线的交点,即为所求点 B1点,连AB1C1D即为要求的铰链四杆机构.
习题 1.画出图示平面机构的运动简图，并计算其自由度。
(a)
(b)
(c)
1-6自动倾卸机构
3、计算图示平面机构的自由度；机构中的原动件用圆弧箭 头表示。
3-3
当滑块 C至左极限和右极限位置时,曲柄与连杆在两共线位置, 曲柄在两位置的极位夹角θ=0,K=1,滑块的压力角在0~αmax 之间变化.
AC1 b a lBC lAB 25
AC2 b a lBC lAB 68
l BC
AC1
2
AC2
25 68 2
46.5(mm)
lAB 46.5 25 21.5
VC2 lCD
? 12 lAB
VC2B lCB
?
求得e΄
aFn aFt aE aFnE aFt E
F→G ⊥FG π→e΄ F→E ⊥FE
VF2 lFG
? e' a
VF2E lFE
?
5
aFt lFG
f '" f ' a
lFG
22 rad s2
将 f "' f '移至F知5逆时针
2-9
aFn 3 aFt 3 aF1 aF 3F1 aFk 3F1
F→E ⊥FE F→A ∥AF ⊥f1f3
VF21 lFE
？ 12 lFA
？ 21VF 3F1
aC aB aCnB aCt B aD aCnD aCt D
B→A C→B ⊥CB π→d’ C→D ⊥CD
12 lAB 52 lBC ？
VC VD VCD VB VCB
P→d ⊥CD P→b ⊥CB
pd v ? 1 lAB
?
VC
v pc 0.45m s
4
VCD lCD
8.7 rad s ，
3
VF3 lFE
pf3 lFE
20.3，逆
5
VCB lCB
1rad
s ，顺
求加速度
根据影像法求 aD、aB
aF1 aF3 aD aD aC aB
情况一： AA
C2 C1
a b, ba
AC2
86,
AC1
36
a
l
AC2
2
AC1
2
25
50(mm)
b
l
AC2
2
AC1
2
61
122(mm)
情况二： A A
C1' C2'
a b, ba
AC1'
36,
AC2'
13.5
a
l
AC1'
2
AC2'
2
11.25
22.5(mm)
b
l
AC1'
2
以AF2为基准,将机构的第1个位置AF1C1D刚化绕 A顺时针反转,得反转点C`1,连C`1C2作其垂直平 分线,垂直平分线与AF2线的交点,即为所求点B2 点,连AB2C2D即为要求的铰链四杆机构.
3-7图示用铰链四杆机构作为加热炉门的起闭机构。炉门上两 铰链的中心距为50 mm,炉门打开后成水平位置时，要求炉门 的外边朝上，固定铰链装在y-y轴线上，其相互位置的尺寸如 图上所示。试设计此机构。
根据速度影像求 VE
VF VE VFE
⊥GF P→e ⊥FE
？ Pev ？
5
fp v
lGF
1.7 rad s 将pf
移至F点知顺时针
2）求加速度 aB aC aE aF 5 加速度影像法求 aE
aCn aCt aB aCnB aCt B
C→D ⊥CD B→A C→B ⊥CB
BC CE BE b'c' c'e' b'e'
(3）求VD ,VE，3。
VB l AB 1 0.0310 0.3米/秒
取pb
45毫米表示VB，则v
0.3 45
0. 0067 米毫/米秒 。
由VC2 V BVC2B VC3 VC2C3 求VC3
AB, C2B // C2B
pb bc2
c3c2
式中VC3 0
作速度多边形pbc2,然后按速度影象法，作Δbec2∽ΔBEC得 e点，再从e点作ed⊥bc2得d点，则 VE=(pe)μv=26×0.0067=0.1742m/s指向如图。 VD=(pd)μv=34×0.0067=0.2278m/s指向如图
0.25 2.351逆 0.105
2、图示的凸轮机构中，凸轮的角速度ω1=10s-1，R=50mm，
lA0=20mm，试求当φ=0°、45°及90°时，构件2的速度v。
解：
当 0时， V2 V1 1 lOA
10 0.02 0.2 m s 向上
当 45时 V2 V1 1 lOA cos45
VB1 VB2 构件2与构件3在B处形成重合点
求加速度
待求点 B3 为动点，求 VB3
VB3 VB2 VB3B2
//导路 ⊥AB ⊥导路
？
1 lAB
？
aB3
aB2
ar B3B2
//导路 B→A ⊥导路
？ 12 lAB ？
aB2 202 lAB 400 0.05 20 m s2
作加速度多边形：
作加速度多边形b'c2''c2' k '.
根据加速度影象法求得aE=2.8m/s2指向如图,aD=2.6m/s2指向 如图
3
2
aCt 2B lC 2B
c2''c2' a
lC 2B
8.rad
/ s2
顺时针方向。
习题
P13 ∞
1.试求出下列机构中的所有速度瞬心。
P23 P13 P12
P34 P24 P14
VB2 1 lAB 20 0.05 1m s 取v作速度多边形VB3 v pb3 0.72
aB3 a b3' 14 m s
方向水平向左
2-10
VB
1
l
方向
AB
AB
VF1 VF3 VD VC
VB VC
VF3 VF1 VF3F1
⊥FE ⊥FA ∥AF ? 1 lAF ?
根据速度 影像法求 VD
解：l
2
mm mm
作图法：求得
lAB l 34 68 lCD l 53 106 lAD l 46 92
3-8 作机架AD连线，作摇杆的一个与 机架成45°角的极限位置C1连AC1 且作θ角与摇杆轨迹交点即为摇 杆另一极限位置C2。
解： 180 K 1 36,
K 1
取l
2
mm mm
B A, C2 B C2B
// C2B
C2B
b' b'c2ห้องสมุดไป่ตู้'
c2'' c2'
k 'c2'
k '
式中，aC3 0
aCn 2B
lC
2
2
B2
0.124 4
0.5m / s2,
ak C 2C 3
23VC 2C3
2 2 0.1775
0.71m
/
s2.
选取a