河南科技大学机械原理作业答案1_8
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(矢量方程及必要的分析计算):
解:1.速度分析
方向 ? ⊥AB⊥CB∥CB
大小 ?1lAB? 0 ?
利用速度影像原理求得e点,
方向 ?B→A C→B⊥CB⊥CB∥CB
大小 ?? 0?
利用加速度影像原理求得e′点,
3—10已知图示机构的位置及尺寸,1=常数,用相对运动图解法求构件3的角速度3和加角速度3。
机构具有确定运动的条件是:F=原动件数,即取2个原动件。
2—9计算图示机构的自由度,并分析组成此机构的基本杆组,确定机构的级别。
机构由3个级杆组组成,为II级机构。
2—10计算图示机构的自由度,并分析组成此机构的基本杆组,确定机构的级别。如在该机构中改选EG为原动件,试问划分的基本杆组及机构的级别与前者有何不同?
(矢量方程及必要的分析计算):
解:
方向⊥BD⊥AB∥BC
大小?1lAB?
利用速度影像原理求得c3点,
方向B→D⊥BD B→A⊥BC∥BC
大小??
利用加速度影像原理求得c3′点,
3—9 在图示曲柄摇块机构中,已知lAB=30mm,lAC=100mm,lDE=40mm,lBD=50mm,φ1=45°,等角速度ω1=10rad/s ,求点E的速度vE和加速度aE以及构件3的角速度3和角加速度3。
3—2 在图示的四杆机构中,已知lAB=60mm,lCD=90mm,lAD=lBC=120mm,ω1=10rad/s,试用瞬心法求:
(1)当φ=165°时,点C的速度vC;
(2) 当φ=165°时,构件2的BC线(或其延长线)上速度最小的点E的位置及速度的大小;
(3)当vC=0时,φ角之值(有两个解),并做出相应的机构位置图。
3—7 在下列图示的各机构中,是否存在哥氏加速度?在有哥氏加速度的机构图上标出
的方向,并写出其大小的表达式。
存在
存在
不存在 不存在
3—8 在图示的机构中,已知各杆的尺寸,1=常数。试用图解法求机构在图示位置构件3上C点的速度 和加速度 。
(画出机构的速度、加速度多边形,标出全部影像点,并列出必要的矢量方程式及计算式。)
解:机构简图如下:
机构不能运动。
可修改为:
2—6 计算图示自动送料剪床机构的自由度,并指出其中是否有复合铰链、局部自由度或虚约束。
2—7 计算图示机构的自由度,并指出其中是否有复合铰链、局部自由度或虚约束。说明该机构具有确定运动的条件。
机构具有确定运动的条件是:F=原动件数,即取1个原动件。
2—8计算图示机构的自由度,并指出其中是否有复合铰链、局部自由度或虚约束。说明该机构具有确定运动的条件。
低代前: 低代后:
构件2、3、4、6为III 级杆组,机构为III级机构。
2—13计算图示机构的自由度,将其中的高副用低副代替,并分析机构所含的基本杆组,确定机构的级别。
低代前: 低代后:
划分杆组如下:机构由4个级杆组组成,为II级机构。
第三章 平面机构的运动分析
3—1 试求下列各机构在图示位置时全部瞬心的位置(用符号Pij直接标注在图上) 。
机器与机构的联系:机器由机构组成,一部机器包含不同的机构;不同的机器可能包含相同的机构。
1—2 试举出两个机器实例,并说明其组成、功能。
解:车床:由原动部分(电动机)+传动系统(齿轮箱)+执行部分(刀架、卡盘等),其主要功能为切削,代替人作功。
汽车:由原动部分(发动机)+传动系统(变速箱)+执行部分(车轮等),其主要功能为行走、运输,代替人作功。
方向 水平F→E⊥FE
大小?42lEF?
3—6 已知铰链四杆机构的位置及尺寸如图(a)所示,现已作出其速度多边形图(b)和加速度多边形(c)。试在图中求出:
(1) 构件1、2、3上速度为vx的点X1、X2、X3的位置;
(2) 构件2上速度为零的点M2的位置,并在加速度多边形图(c)上找出点m′2;
(3) 构件2上加速度为零的点Q2的位置,并在速度多边形图(b)上找出点q2。
分解为:
机构由3个级杆组组成,为II级机构。
分解为:
机构由1个级杆组、1个级杆组组成,为III级机构。
2—11计算图示机构的自由度,将其中的高副用低副代替,并分析机构所含的基本杆组,确定机构的级别。
低代前: 低代后:
构件2、3、4、6为III 级杆组,机构为III级机构。
2—12计算图示机构的自由度,将其中的高副用低副代替,并分析机构所含的基本杆组,确定机构的级别。
(矢量方程及必要的分析计算):
解:1.速度分析
方向⊥CD⊥AB⊥CB
大小 ?1lAB?
vB=1lAB=5×0.15=0.75m/s
利用速度影像原理求得e点
方向水平⊥FE
大小??
2.加速度分析
方向C→D⊥CD B→A C→B⊥BC
大小32lCD?12lAB22lSC?+-
利用加速度影像原理求得e′点,
第二章 平面机构的结构分析
2—1 试画出唧筒Байду номын сангаас构的运动简图,并计算其自由度。
2—2 试画出缝纫机下针机构的运动简图,并计算其自由度。
2—3 试画出图示机构的运动简图,并计算其自由度。
2—4 试画出简易冲床的运动简图,并计算其自由度。
2—5 图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,而装在轴A上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构使冲头4上下运动,以达到冲压的目的,试绘出其机构运动简图,分析是否能实现设计意图,并提出修改方案。
第一章 绪论
1—1 试说明机器与机构的特征、区别和联系。
解:机器具有如下三个特征:
1、人造的实物组合体
2、各部分具有确定的相对运动
3、代替或减轻人类劳动,完成有用功或实现能量的转换
机构则具有机器的前两个特征。
机器与机构的区别:研究的重点不同:
机构:实现运动的转换和力的传递;
机器:完成能量的转换或作有益的机械功。
3—3 在图示的齿轮—连杆组合机构中,试用速度瞬心法求齿轮1与齿轮3的传动比 。
3—4下列图示机构中,已知 ,试用相对运动图解法求C点的速度vC(在 的基础上作速度多边形并列出有关速度矢量方程)。
用速度影像原理求得c点,
3—5在图示干草压缩机中,已知ω1=5rad/s,lAB=150mm,lBC=600mm,lCE=300mm,lCD=460mm,lEF=600mm,xD=600mm,yD=500mm,yF=600mm,φ1=30°,求活塞5的速度v5和加速度a5。
解:1.速度分析
方向 ? ⊥AB⊥CB∥CB
大小 ?1lAB? 0 ?
利用速度影像原理求得e点,
方向 ?B→A C→B⊥CB⊥CB∥CB
大小 ?? 0?
利用加速度影像原理求得e′点,
3—10已知图示机构的位置及尺寸,1=常数,用相对运动图解法求构件3的角速度3和加角速度3。
机构具有确定运动的条件是:F=原动件数,即取2个原动件。
2—9计算图示机构的自由度,并分析组成此机构的基本杆组,确定机构的级别。
机构由3个级杆组组成,为II级机构。
2—10计算图示机构的自由度,并分析组成此机构的基本杆组,确定机构的级别。如在该机构中改选EG为原动件,试问划分的基本杆组及机构的级别与前者有何不同?
(矢量方程及必要的分析计算):
解:
方向⊥BD⊥AB∥BC
大小?1lAB?
利用速度影像原理求得c3点,
方向B→D⊥BD B→A⊥BC∥BC
大小??
利用加速度影像原理求得c3′点,
3—9 在图示曲柄摇块机构中,已知lAB=30mm,lAC=100mm,lDE=40mm,lBD=50mm,φ1=45°,等角速度ω1=10rad/s ,求点E的速度vE和加速度aE以及构件3的角速度3和角加速度3。
3—2 在图示的四杆机构中,已知lAB=60mm,lCD=90mm,lAD=lBC=120mm,ω1=10rad/s,试用瞬心法求:
(1)当φ=165°时,点C的速度vC;
(2) 当φ=165°时,构件2的BC线(或其延长线)上速度最小的点E的位置及速度的大小;
(3)当vC=0时,φ角之值(有两个解),并做出相应的机构位置图。
3—7 在下列图示的各机构中,是否存在哥氏加速度?在有哥氏加速度的机构图上标出
的方向,并写出其大小的表达式。
存在
存在
不存在 不存在
3—8 在图示的机构中,已知各杆的尺寸,1=常数。试用图解法求机构在图示位置构件3上C点的速度 和加速度 。
(画出机构的速度、加速度多边形,标出全部影像点,并列出必要的矢量方程式及计算式。)
解:机构简图如下:
机构不能运动。
可修改为:
2—6 计算图示自动送料剪床机构的自由度,并指出其中是否有复合铰链、局部自由度或虚约束。
2—7 计算图示机构的自由度,并指出其中是否有复合铰链、局部自由度或虚约束。说明该机构具有确定运动的条件。
机构具有确定运动的条件是:F=原动件数,即取1个原动件。
2—8计算图示机构的自由度,并指出其中是否有复合铰链、局部自由度或虚约束。说明该机构具有确定运动的条件。
低代前: 低代后:
构件2、3、4、6为III 级杆组,机构为III级机构。
2—13计算图示机构的自由度,将其中的高副用低副代替,并分析机构所含的基本杆组,确定机构的级别。
低代前: 低代后:
划分杆组如下:机构由4个级杆组组成,为II级机构。
第三章 平面机构的运动分析
3—1 试求下列各机构在图示位置时全部瞬心的位置(用符号Pij直接标注在图上) 。
机器与机构的联系:机器由机构组成,一部机器包含不同的机构;不同的机器可能包含相同的机构。
1—2 试举出两个机器实例,并说明其组成、功能。
解:车床:由原动部分(电动机)+传动系统(齿轮箱)+执行部分(刀架、卡盘等),其主要功能为切削,代替人作功。
汽车:由原动部分(发动机)+传动系统(变速箱)+执行部分(车轮等),其主要功能为行走、运输,代替人作功。
方向 水平F→E⊥FE
大小?42lEF?
3—6 已知铰链四杆机构的位置及尺寸如图(a)所示,现已作出其速度多边形图(b)和加速度多边形(c)。试在图中求出:
(1) 构件1、2、3上速度为vx的点X1、X2、X3的位置;
(2) 构件2上速度为零的点M2的位置,并在加速度多边形图(c)上找出点m′2;
(3) 构件2上加速度为零的点Q2的位置,并在速度多边形图(b)上找出点q2。
分解为:
机构由3个级杆组组成,为II级机构。
分解为:
机构由1个级杆组、1个级杆组组成,为III级机构。
2—11计算图示机构的自由度,将其中的高副用低副代替,并分析机构所含的基本杆组,确定机构的级别。
低代前: 低代后:
构件2、3、4、6为III 级杆组,机构为III级机构。
2—12计算图示机构的自由度,将其中的高副用低副代替,并分析机构所含的基本杆组,确定机构的级别。
(矢量方程及必要的分析计算):
解:1.速度分析
方向⊥CD⊥AB⊥CB
大小 ?1lAB?
vB=1lAB=5×0.15=0.75m/s
利用速度影像原理求得e点
方向水平⊥FE
大小??
2.加速度分析
方向C→D⊥CD B→A C→B⊥BC
大小32lCD?12lAB22lSC?+-
利用加速度影像原理求得e′点,
第二章 平面机构的结构分析
2—1 试画出唧筒Байду номын сангаас构的运动简图,并计算其自由度。
2—2 试画出缝纫机下针机构的运动简图,并计算其自由度。
2—3 试画出图示机构的运动简图,并计算其自由度。
2—4 试画出简易冲床的运动简图,并计算其自由度。
2—5 图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,而装在轴A上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构使冲头4上下运动,以达到冲压的目的,试绘出其机构运动简图,分析是否能实现设计意图,并提出修改方案。
第一章 绪论
1—1 试说明机器与机构的特征、区别和联系。
解:机器具有如下三个特征:
1、人造的实物组合体
2、各部分具有确定的相对运动
3、代替或减轻人类劳动,完成有用功或实现能量的转换
机构则具有机器的前两个特征。
机器与机构的区别:研究的重点不同:
机构:实现运动的转换和力的传递;
机器:完成能量的转换或作有益的机械功。
3—3 在图示的齿轮—连杆组合机构中,试用速度瞬心法求齿轮1与齿轮3的传动比 。
3—4下列图示机构中,已知 ,试用相对运动图解法求C点的速度vC(在 的基础上作速度多边形并列出有关速度矢量方程)。
用速度影像原理求得c点,
3—5在图示干草压缩机中,已知ω1=5rad/s,lAB=150mm,lBC=600mm,lCE=300mm,lCD=460mm,lEF=600mm,xD=600mm,yD=500mm,yF=600mm,φ1=30°,求活塞5的速度v5和加速度a5。