太原科技大学-机械原理作业册答案

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第二章机构的结构分析

一、填空与选择题

1、B、A

2、由两构件直接接触而产生的具有某种相对

运动

3、低副,高副,2,1

4、后者有作为机架的固定构件

5、自由度的数目等于原动件的数目;运动不确定或机构被破坏

6、√

7、

8、1

9、受力情况 10、原动件、机架、若干个基本杆组

11、A、B 12、C 13、C

二、绘制机构简图

1、计算自由度 7, 9,2 323×7-2×9-2=1

2、3、 4、

三、自由度计算

(a)E处为局部自由度;F处(或G处)为虚约束

计算自由度 4,5,1 323×4-2×5-1=1

自由度的数目等于原动件的数目所以该机构具有确定的运动。

(b) E处(或F处)为虚约束

计算自由度 5,7,0 323×5-2×7=1

自由度的数目等于原动件的数目所以该机构具有确定的运动。

(c) B处为局部自由度;F处为复合铰链;J处(或K处)为虚约

计算自由度 9,12,2 323×9-2×12-2=1

自由度的数目等于原动件的数目所以该机构具有确定的运

动。

(d) B处为局部自由度;C处为复合铰链;G处(或I处)为虚约束

计算自由度 7,9,1 323×7-2×9-1=2

自由度的数目大于原动件的数目所以该机构不具有确定的运动。

(e) 构件(或)及其两端的转动副引入一个虚约束

计算自由度 3,4,0 323×3-2×4=1

自由度的数目等于原动件的数目所以该机构具有确定的运动。

(f) C处为复合铰链;

计算自由度 7,10,0 323×7-2×10=1

自由度的数目等于原动件的数目所以该机构具有确定的运动。

(g) B处为局部自由度;F处为复合铰链;E处(或D处)为虚约束

计算自由度 6,8,1 323×6-2×8-1=1

(h)去掉杆8此处存在虚约束;B和C处为复合铰链

计算自由度 7,10,0 323×7-2×10=1

(i) C处为复合铰链

计算自由度 5, =7,0 323×5-2×7=1

自由度的数目等于原动件的数目,所以该机构具有确定的运动。

四、试计算下图所示机构的自由度,并作出它们仅含低副的替代机构。

替代机构如下图所示:

(1)计算自由度4,5,1 323×4-2×5-1=1

(2)计算自由度3,3,2 323×3-2×3-2=1

五、计算下图所示机构的自由度,并通过结构分析确定当构件

1、5分别为原动件时机构的级别。

计算自由度 5,7,0 323×5-2×7=1 机构分析如下图所示。

可见,若以构件1为原动件,该机构为级杆组;若以构件5为原动件,该机构为级杆组。

笫三章 平面机构的运动分析 一、选择与填空题

1、B

2、A

3、D

4、D

5、D

6、同一直线上;

7、N (1)/2 二、分析、计算题

1、試求下图所示各机构在图示位置时全部瞬心的位置。

.

2、下图所示的正切机构中,如果0.1m,v3=1.36,a3=31.22方向如图所示,试用矢量方程图解法求构件1的角速度和角加速度。(用矢量方程图解法)

3、试判断在图示两机构中,(1)B点是否都存在科氏加速度?

(2)找出科氏加速度为

零的所有位置;(3)标出图a中的2B3。

4、下图所示的正切机构中,如果0.1m,v3=1.36,a3=31.22方向如图所示,试用矢量方程图解法求构件1的角速度和角加速度。(用矢量方程图解法)

5、已知机构各构件的长度、,原动件1以等角速度1逆时针

转动,用矢量方程图

解法求图示位置构件2、构件3的角速度

2

3

和角加速度

2

3

(列出相关的速度

和加速度矢量方程式;作出速度图和加速度图)。 解: 大

小 ?

1

方向

3

= 2 = 2pb v μ

3 =

2

2v B BC l pb v l BC

μμ=

, 逆时针

ω1=ω2=常数, 1=

2=0

大小 ω32

? ω12

2ω12B1 ? 方向 B

C

B A

BC

b b l a l a C B B μματ2

2333'''== 逆时针

6、下图所示的摇杆机构中,如果0.03m ,0.1m ,0.05m ,0.04m ,曲柄1以等角速度ω1=10回转,试用相对运动图解法求构件2上E 点的速度和加速度以及构件2的角速度和角加速度。

1

212B B B B v v v ρ

ρρ+=322

212121

n k r

B B B B B B B B B a a a a a a a τ==+=++r r r r r r r

7、图示为一汽车雨刷器机构。其构件1绕固定轴心A 转动,齿条2与构件1在B 点处铰接,并与绕固定轴心D 转动的齿轮3啮合(滚子5用来保证两者始终啮合),固连于轮3的雨刷3′作往复摆动。设机构的尺寸为18 ,轮3的分度圆半径r 312,原动件1以等角速度

1

=1顺时针转动,试用图解法确定雨刷的

摆程角和图示位置时雨刷的角速度和角加速度。 解:

1.选定长度比例尺μ0.0015()作机构运动简图(a ),确定雨刷的极限位置,得出导程角。两极限位置C 、C ′,其导程角为。

2.速度分析

210.18B AB v l mm

ω==

选B 为重合点的速度矢量方程式