机械原理部分试题及解答.doc

文档介绍：第一章机构的组成和结构
1-1 试画出图示平面机构的运动简图,并计算其自由度。
F=3×3-2×4=1 F=3×3-2×4=1
F=3×3-2×4=1 F=3×3-2×4=1
1-2 计算图示平面机构的自由度。将其中高副化为低副。确定机构所含杆组的数目和级别,以及机构的级别。(机构中的原动件用圆弧箭头表示。)
F=3×7-2×10=1 F=3×7-2×10=1
含3个Ⅱ级杆组:6-7,4-5,2-3。含3个Ⅱ级杆组:6-7,4-5,2-3。
该机构为Ⅱ级机构构件2、3、4连接处为复合铰链。
该机构为Ⅱ级机构
F=3×4-2×5-1=1 F=3×3-2×3-2=1
F=3×5-2×7=1(高副低代后) F=3×5-2×7=1(高副低代后)
含1个Ⅲ级杆组:2-3-4-5。含2个Ⅱ级杆组: 4-5,2-3。
该机构为Ⅲ级机构构件2、3、4连接处为复合铰链。
该机构为Ⅱ级机构
F=3×8-2×11-1=1 F=3×6-2×8-1=1
F=3×9-2×13=1(高副低代后) F=3×7-2×10=1(高副低代后)
含4个Ⅱ级杆组:8-6,5-7,4-3,2-11。含1个Ⅱ级杆组6-7。
该机构为Ⅱ级机构含1个Ⅲ级杆组2-3-4-5。
第二章连杆机构
2-1 在左下图所示凸轮机构中,已知r = 50mm,lOA=22mm,lAC=80mm,,凸轮1的等角速度ω1=10rad/s,逆时针方向转动。试用瞬心法求从动件2的角速度ω2。
1
C
解:如右图,先观察得出瞬心P13和P23为两个铰链中心。
再求瞬心P12:根据三心定理,P12应在P13与P23的连线上,另外根据瞬心法,P12应在过B点垂直于构件2的直线上,过B点和凸轮中心O作直线并延长,与P13、P23连线的交点即为P12。从图上量出长度尺寸并按作图比例系数换算成实际长度:
P12A=,则:P12C=+80=
因为P12是构件1与构件2的瞬心,所以
rad/s
2-2 在右图所示的曲柄摇块机构中,已知lAB=40mm,lAC=80mm,,求速度瞬心P13和P24。
解:如下图,先找瞬心:P12、P14、P34均为铰链中心,P23为垂直于导路无穷远处。
求P24:对于构件1、2、4,P24应P12与P14的连线上;而对于构件2、3、4,应在P23与P34连线上,分别作两连线,其交点即为P24。
求P13:对于构件1、2、3,应在P12与P23的连线上;而对于构件1、4、3,应在P14和P34连线上,分别作两连线,其交点即为P13。
P14
2-3 试根据图中注明的尺寸判断下列铰链四杆机构是曲柄摇杆机构、双曲柄机构、还是双摇杆机构。
解:图a)为双曲柄机构;图b)为曲柄摇杆机构;图c)为双摇杆机构;图d)为双摇杆机构。
2-4 如左下图,设计一脚踏轧棉机的曲柄摇杆机构。要求踏板CD在水平位置上下各摆10°,且lCD=500mm,lAD=1000mm,试用图解法求曲柄AB和连杆BC的长度。
解:①如右图,根据已知条件画出A、D、C、C1、C2。
②通过A、C1画直线代表机构的一个极限位置,通过A、C2画直线代表机构的另一个极限位置。
③从图中可知,AC1=BC-AB,AC2=BC+AB,
即AB=(AC2-AC1)/2
以A为圆心,AC1为半径画圆弧与AC2交于E点,即AB=EC2/2,从图上量出尺寸并通过比例变换得出:EC2=156mm,再以A为圆心,以EC2为直径画圆,交于B1点和B2点,得出BC=1115mm。(也可在图上量出AC1和AC2后,列二元一次方程求解得出两杆长)
即AB=78mm,BC=1115mm。
2-5如左下图,设计一曲柄滑块机构。已知滑块的行程s=50mm,偏距e=16mm,行程速比系数K=,求曲柄与连杆长度。

解:①先算出极位夹角
②如右图所示,作一条直线C1C2 = s = 50,过C1、C2各作一条直线,与直线C1C2的夹角均为90°-θ,相交于O点。
③以O为圆心,过C1、C2作圆(即OC为半径)
④再作一直线与C1C2平行,使两直线间的距离等于偏距e,与圆相交于A点
⑤根据C1A、C2A距离可求出曲柄连杆的长度。
从图中可知,AC1=BC-AB,AC2=BC+AB,即AB=(AC2-AC1)/2
以A为圆心,AC1为半径画圆弧与AC2交于E点,即AB=EC2/2,从图上量出尺寸并通过比例变换得出EC2长度尺寸,再以A为圆心,以EC2为直径画圆,交于B1点和B2点,得出BC杆长。(也可在图上量出AC1和AC2后,列二元一次方程求解得出两杆长)
⑥得出给定e、s和θ的曲柄滑块机构。,连杆长58