1、機械原理課后答案西北工業(yè)大學(xué)機械原理及機械零件教研室 編第八版第 2 章2-1 何謂構(gòu)件 ?何謂運動副及運動副元素 ?運動副是如何進行分類的 ? 答：參考教材 57 頁。2-2 機構(gòu)運動簡圖有何用處 ?它能表示出原機構(gòu)哪些方面的特征 ? 答：機構(gòu)運動簡圖可以表示機構(gòu)的組成和運動傳遞情況，可進行運動分析，而且也可用來進行動力分析。2-3機構(gòu)具有確定運動的條件是什么?當機構(gòu)的原動件數(shù)少于或多于機構(gòu)的自由度時，機構(gòu)的運動將發(fā)生什么情況?答：參考教材1213 頁。2-4何謂最小阻力定律?試舉出在機械工程中應(yīng)用最小阻力定律的1、2 個實例。2-5在計算平面機構(gòu)的自由度時，應(yīng)注意哪些事項?答：參考教材15

2、17 頁。2-6在圖 2-20 所示的機構(gòu)中，在鉸鏈C、 B、 D 處，被連接的兩構(gòu)件上連接點的軌跡都是重合的，那么能說該機構(gòu)有三個虛約束嗎?為什么 ?答：不能，因為在鉸鏈 C、B、 D 中任何一處，被連接的兩構(gòu)件上連接點的軌跡重合是由于其他兩處的作用，所以只能算一處。2-7何謂機構(gòu)的組成原理?何謂基本桿組 ?它具有什么特性?如何確定基本桿組的級別及機構(gòu)的級別?答：參考教材1819 頁。2-8為何要對平面高副機構(gòu)進行“高副低代 "?“高副低代” 應(yīng)滿足的條件是什么 ?答：參考教材 2021 頁。2-9 任選三個你身邊已有的或能觀察到的下列常用裝置( 或其他裝置 ) ，試畫出其機構(gòu)運動

3、簡圖，并計算其自由度。1) 折疊桌或折疊椅；2) 酒瓶軟木塞開蓋器； 3) 衣柜上的彈簧合頁；4)可調(diào)臂臺燈機構(gòu)； 5)剝線鉗； 6) 磁帶式錄放音機功能鍵操縱機構(gòu)；7)洗衣機定時器機構(gòu)；8) 轎車擋風(fēng)玻璃雨刷機構(gòu)； 9) 公共汽車自動開閉門機構(gòu)； 10) 挖掘機機械臂機構(gòu)；。2-10 請說出你自己身上腿部的髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)分別可視為何種運動副 ?試畫出仿腿部機構(gòu)的機構(gòu)運動簡圖，并計算其自由度。2-11 圖示為一簡易沖床的初擬設(shè)計方案。設(shè)計者的思路是：動力由齒輪 j 輸入，使軸 A 連續(xù)回轉(zhuǎn)； 而固裝在軸 上的凸輪 2 與杠桿 3 組成的凸輪機構(gòu)使沖頭 4 上下運動，以達到?jīng)_壓的目的。試

4、繪出其機構(gòu)運動簡圖 ( 各尺寸由圖上量取 ) ，分析是否能實現(xiàn)設(shè)計意圖，并提出修改方案。1) 取比例尺繪制機構(gòu)運動簡圖2) 分析是否能實現(xiàn)設(shè)計意圖解：不合理，可改為2-12 圖示機構(gòu)為一凸輪齒輪連桿組合機構(gòu)， 試繪制其機構(gòu)示意簡圖并計算自由度。解：2-16 試計算圖示凸輪- 連桿組合機構(gòu)的自由度（ a）解：A為復(fù)合鉸鏈（ b）解：（ 1） 圖示機構(gòu)在 D 處的結(jié)構(gòu)與圖 2-1 所示者一致， 經(jīng)分析知該機構(gòu)共有 7 個活動構(gòu)件， 8 個低副 ( 注意移動副 F 與 F， E 與 E均只算作一個移動副 ) ，2 個高副；因有兩個滾子 2、4，所以有兩個局部自由度，沒有虛約束，故機構(gòu)的自由度為F=3

5、n- (2pl +ph- p )- F =3 7- (2 8+2-0)- 2=1（ 2）如將 D 處結(jié)構(gòu)改為如圖b 所示形式，即僅由兩個移動副組成。注意，此時在該處將帶來一個虛約束。因為構(gòu)件3、6 和構(gòu)件 5、 6 均組成移動副，均要限制構(gòu)件6 在圖紙平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，這兩者是重復(fù)的，故其中有一個為虛約束。經(jīng)分析知這時機構(gòu)的活動構(gòu)件數(shù)為6，低副數(shù)為 7，高副數(shù)和局部自由度數(shù)均為2，虛約束數(shù)為1，故機構(gòu)的自由度為F=3n- (2pl +ph-p)- F=3×6- (2 7+2-1)- 2=1上述兩種結(jié)構(gòu)的機構(gòu)雖然自由度均為一，但在性能上卻各有千秋：前者的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，但沒有虛約束，在運動中不易

6、產(chǎn)生卡澀現(xiàn)象；后者則相反，由于有一個虛約束，假如不能保證在運動過程中構(gòu)件 3、5始終垂直，在運動中就會出現(xiàn)卡澀甚至卡死現(xiàn)象，故其對制造精度要求較高。（ c）解： (1) n=11, p1=17,ph=0,p=2p1+p h-3n=2,F=0F=3n-(2p1 +ph-p)-F=3×11-(2 × 17+0-2)-0=1(2)去掉虛約束后F=3n-(2p l +ph) =3 × 5-(2 × 7+0) =1（ d）A、B、C 處為復(fù)合鉸鏈。 自由度為： F=3n-(2p 1+ph-p)-F=3× 6-(2× 7+3)-0=1齒輪 3、5

7、和齒條 7 與齒輪 5 的嚙合高副所提供的約束數(shù)目不同，因為齒輪 3、5處只有一個高副， 而齒條 7 與齒輪 5 在齒的兩側(cè)面均保持接觸，故為兩個高副。2-13 圖示為一新型偏心輪滑閻式真空泵。其偏心輪1 繞固定軸心 A 轉(zhuǎn)動，與外環(huán) 2 固連在一起的滑閥 3 在可繞固定軸心C 轉(zhuǎn)動的圓柱4 中滑動。當偏心輪按圖示方向連續(xù)回轉(zhuǎn)時可將設(shè)備中的空氣吸入，并將空氣從閥5 中排出，從而形成真空。 (1)試繪制其機構(gòu)運動簡圖；(2)計算其自由度。解 (1)取比例尺作機構(gòu)運動簡圖如圖所示。(2)F=3n-(2p1+ph-p )-F=3× 4-(2× 4+0-0)-1=12-14圖示是為

8、高位截肢的人所設(shè)汁的一種假肢膝關(guān)節(jié)機構(gòu)。該機構(gòu)能保持人行走的穩(wěn)定性。若以脛骨 1 為機架，試繪制其機構(gòu)運動簡圖和計一算其自由度，并作出大腿彎曲時的機構(gòu)運動簡圖。解 把脛骨 l 相對固定作為機架假肢膝關(guān)節(jié)機構(gòu)的機構(gòu)運動簡圖如圖所示 , 大腿彎曲 90。時的機構(gòu)運動簡圖，如圖中虛線所示。其自由度為：F=3n-(2p l +ph-p )-F =3× 5-(2 × 7+0-0)-0=12-15 試繪制圖n 所示仿人手型機械手的食指機構(gòu)的機構(gòu)運動簡圖手掌 8 作為相對固定的機架 ) ，井計算自由度。（ 1) 取比倒尺肌作機構(gòu)運動簡圖（ 2) 計算自由度(以解：2-18 圖示為一剎車機

9、構(gòu)。剎車時，操作桿j 向右拉，通過構(gòu)件2、3、4、5、 6 使兩閘瓦剎住車輪。試計算機構(gòu)的自由度，并就剎車過程說明此機構(gòu)自由度的變化情況。( 注；車輪不屬于剎車機構(gòu)中的構(gòu)件。（ 1) 未剎車時，剎車機構(gòu)的自由度2) 閘瓦 G、J 之一剃緊車輪時剎車機構(gòu)的自由度 3) 閘瓦 G、J 同時剎緊車輪時，剎車機構(gòu)的自由度解：1>2>3>2-23 圖示為一內(nèi)然機的機構(gòu)運動簡圖， 試計算自由度 t 并分析組成此機構(gòu)的基本桿組。 如在該機構(gòu)中改選 EG為原動件， 試問組成此機構(gòu)的基本桿組是否與前者有所不同。解：2-21圖示為一收放式折疊支架機構(gòu)。 該支架中的件1和5分別用木螺釘連接于固定臺

10、板 1和括動臺板 5 上兩者在 D 處鉸接，使活動臺板能相對于固定臺極轉(zhuǎn)動。又通過件1， 2，3， 4 組成的鉸鏈四桿機構(gòu)及連桿3 上 E 點處的銷子與件5 上的連桿曲線槽組成的銷槽連接使活動臺板實現(xiàn)收放動作。在圖示位置時，雖在活動臺板上放有較重的重物活動臺板也不會自動收起，必須沿箭頭方向推動件2，使鉸鏈 B，D 重合時活動臺板才可收起 ( 如圖中雙點劃線所示 ) ?，F(xiàn)已知機構(gòu)尺寸 l AB=l AD=90mm； l BC=l CD=25 mm，其余尺寸見圖。試繪制該機構(gòu)的運動簡圖，并計算其自由度。解：機械運動簡圖如下：F=3n-(2p 1+pb-p)-F=3× 5-(2 ×

11、; 6+1-0)-1=1第 3 章31何謂速度瞬心 ?相對瞬心與絕對瞬心有何異同點?答：參考教材3031 頁。32何謂三心定理 ?何種情況下的瞬心需用三心定理來確定?答：參考教材31 頁。3-3 試求圖示各機構(gòu)在圖示位置時全部瞬心的位置( 用符號 P，直接標注在圖上 )(a)(b)答：答：（ 10 分）(d)（ 10 分）3-4 標出圖示的齒輪一連桿組合機構(gòu)中所有瞬心，與齒輪 3 的傳動比 1/ 3。答： 1) 瞬新的數(shù)目：K=N(N-1)/2=6(6-1)/2=15并用瞬心法求齒輪1（2 分）2) 為求 1/ 3 需求 3 個瞬心 P16、 P36、 P13 的位置3） 1/ 3= P 36

12、P13/P 16P13=DK/AK由構(gòu)件 1、 3 在 K 點的速度方向相同，可知3 與 1 同向。3-6在 圖 示 的 四 桿 機 構(gòu) 中 ， LAB=60mm， LCD=90mm,LAD=LBC=120mm, 2=10rad/s, 試用瞬心法求：1) 當 =165°時，點的速度 vc；2) 當 =165°時，構(gòu)件 3 的 BC線上速度最小的一點 E 的位置及速度的大小；3) 當 VC=0 時，角之值 ( 有兩個解 ) 。解： 1）以選定的比例尺機械運動簡圖（圖b）2 ）求 vc 定出瞬心p12 的位置（圖b）因 p13 為構(gòu)件 3 的絕對瞬心，則有 3=vB/lBp 1

13、3= 2l AB/ =10×× 78=(rad/s) vc = c p133=×52× =(m/s)3) 定出構(gòu)件 3 的 BC線上速度最小的點 E 的位置 , 因 BC線上速度最小的點必與 p13 點的距離最近，故叢 p13 引 BC線的垂線交于點 E，由圖可得v E= 3=×× =(m/s)4) 定出 vc=0 時機構(gòu)的兩個位置（圖c）量出（3 分） 1=°2=°（3 分）3-8 機構(gòu)中，設(shè)已知構(gòu)件的尺寸及點B 的速度 vB( 即速度矢量pb) ，試作出各機構(gòu)在圖示位置時的速度多邊形。答：（ 10 分）（ b）

14、答：答：311 速度多邊形和加速度多邊彤有哪些特性?試標出圖中的方向。答 速度多邊形和加速度多邊形特性參見下圖， 各速度方向在圖中用箭頭標出。3-12 時針在圖示的機構(gòu)中， 設(shè)已知構(gòu)件的尺寸及原動件1 的角速度) ，試用圖解法求機構(gòu)在圖示位置時C 點的速度和加速度。 1(順(a)答：（1 分）（ 1 分）Vc3=VB+VC3B=VC2+VC3C2 （ 2 分）aC3=aB+anC3B+at C3B=aC2+akC3C2+ar C3C2（3 分）VC2=0aC2=0（2 分）VC3B=0 3=0ak（3 分）C3C2=0(b)答：（2 分）（2 分）V C2=VB+VC2B=VC3+Vc2C3（

15、2 分）3 = 2=0（1 分）aB+an C2B+at C2B=aC3+akC2C3+ar C2C3（3 分）(c)答：（2 分）VB3=VB2+VB3B2（ 2分）VC=VB3+VCB3（2 分）（ 1分）anB3+atB3=aB2+akB3B2+arB3B2（ 3分）3- 13 試判斷在圖示的兩機構(gòu)中 B 點足否都存在哥氏加速度？又在何位置哥氏加速度為零 ?怍出相應(yīng)的機構(gòu)位置圖。并思考下列問題。(1) 什么條件下存在氏加速度 ?(2) 根椐上一條請檢查一下所有哥氏加速度為零的位置是否已全部找出。(3) 圖 (a) 中， akB2B3=2 2vB2B3對嗎 ?為什么。解 1) 圖 (a)

16、存在哥氏加速度，圖 (b) 不存在。(2) 由于 akB2B3=2 2vB2B3故 3， vB2B3 中只要有一項為零，則哥氏加速度為零。圖 (a) 中 B 點到達最高和最低點時構(gòu)件 1，3 4 重合，此時 vB2B3=0，當構(gòu)件 1 與構(gòu)件 3 相互垂直即 _f= ；點到達最左及最右位置時 2= 3=0故在此四個位置無哥氏加速度。圖 (b) 中無論在什么位置都有2=3 =0，故該機構(gòu)在任何位置哥矢加速度都為零。(3) 對。因為 3 2。3-14 在圖示的搖塊機構(gòu)中， 已知 l AB=30mm，l AC=100mm，l BD=50 mm,lDE=40 mm，曲柄以等角速度 l =40rad S

17、 回轉(zhuǎn)，試用圖解法求機構(gòu)在 1 =45o 位置時， 點 D 及 E 的速度和加速度， 以及構(gòu)件 2 的角速度和角加速度。解 (1) 以 l 作機構(gòu)運動簡圖 (a) 所示。(2) 速度分析：以 C 為重合點，有v C2 = v B + v C2B = v C3 + v C2C3大小? 1l AB?0方向? ABBC /BC以 l 作速度多邊形圖(b)，再根據(jù)速度影像原理，求得 d 及 e，由圖可得vD= vpd=0 23 m s作bdeBDEvE=vpe=0.173m/s 2= vbc2/lBC=2 rad/s(順時針)(3) 加速度分析：以 C 為重合點，有aC2 =a B + a nC2B

18、+ a t C2B = a C3 + a kC2C3 + a r C2C3大小12l AB22l BC ?0 2 3vC2C3 ?方向BA CBBCBC /BCn2BC=0.492k2其中 a C2B= 2 lm s，aC2C3=2 3vC2C3=0.7m s ，以 a 作加速度多邊形如圖 (c)所示，由圖可得aD= apd= 4m/S 2aE=ape=2.8m/s 22=at C2B/l BC=an2C2/lBC=s 2( 順時針 )i3- l5在圖（ a ）示的機構(gòu)中，已知l AE=70 mm,；l AB=40mm，l EF=60mm,l DE=35 mm,l CD=75mm,lBC=50

19、mm原動件以等角速度1=10rad/s回轉(zhuǎn)試以圖解法求機構(gòu)在1=50。位置時點解： 1 ）速度分析：以F 為重合點有C的速度Vc 和加速度acvF4=vF5=vF1+vF5F1以 l作速度多邊形圖如圖(b) 得，f 4 (f5)點，再利用速度影像求得 b 及 d 點根據(jù) vC=vB+vCB=vD+vCD 繼續(xù)作速度圖，矢量pc 就代表了 vC2 ）加速度分析：根據(jù)aF4= a nF4+ atF4= a F1+ a kF5F1+ a rF5F1以 a 作加速度多邊形圖(c)，得 f 4(f5) 點，再利用加速度影像求得 b 及 d點。根據(jù) a C=aB+anCB+at CB=aD+anCD+at

20、 CD繼續(xù)作圖，則矢量p c就代表了 aC則求得vC= vpc=0.69 m saC=apc=3m s23-16 在圖示凸輪機構(gòu)中， 已知凸輪 1 以等角速度 1=10 rad s 轉(zhuǎn)動，凸輪為一偏心圓，其半徑 R=25 mm， l AB=15mml AD=50 mm， 1=90o ，試用圖解法求構(gòu)件 2 的角速度 2 與角加速度 2 。提示：可先將機構(gòu)進行高副低代，然后對其替代機構(gòu)進行運動分析。解 (1) 以 l 作機構(gòu)運動簡圖如圖 (a) 所示。(2) 速度分析：先將機構(gòu)進行高副低代， 其替代機構(gòu)如圖 (a) 所示，并以 B 為重合點。有V= vB4+ vB2B4B2大小? 1 l AB

21、?方向 BD AB /|CD以 v= rn s2 作速度多邊形圖如圖(b) ，由圖可得 2=vB2 lBD=vpb2( lBD)= rad s( 逆時針 )(3) 加速度分析：aB2 = antkrB2 + a B2 = a B4+ a B2B4 + aB2B4大小22l BD ?12l AB2 4vB2B4?方向 B-D BDB-A CD /CD其中 anB2=22l BD =0.286 m/s2， akB2B4 =0.746 m s2作圖 (c)得 = a tB2 /lBD= an 2b2/lBD= rad s2： ( 順時針 )3-18 在圖（ a) 所示的牛頭刨機構(gòu)中l(wèi) AB=200

22、mnl，l CD=960 mm，l DE=160mm, 設(shè)曲柄以等角速度1=5 rad s逆時針方向回轉(zhuǎn)試以圖解法求機構(gòu)在1=135o位置時刨頭點的速度 vC。解 1 ）以 l 作機構(gòu)運動簡圖如圖(a)2）利用瞬心多邊形圖(b) 依次定出瞬心vC=vP15=1AP15 l =1.24 m/S。P36,3 -19圖示齒輪一連桿組合機構(gòu)中，MM為固定齒條，齒輪3 的直徑為齒輪 4 的 2 倍設(shè)已知原動件1 以等角速度 1 順時針方向回轉(zhuǎn)，試以圖解法求機構(gòu)在圖示位置時E 點的速度vE 以及齒輪3， 4 的速度影像。解： (1) 以 l 作機構(gòu)運動簡圖如(a) 所示。(2) 速度分斫：此齒輪連桿機構(gòu)可

23、看作， ABCD受 DCEF兩個機構(gòu)串聯(lián)而成，則可寫出：vC=vB+vCBvE=vC+vEC以 v 作速度多邊形如圖(b) 所示由圖得v E= vpe m/S取齒輪 3 與齒輪 4 的嚙合點為 k，根據(jù)速度影像原理， 作 dck DCK求得 k 點。然后分別以 c， e 為圓心，以 ck ek 為半徑作圓得圓g3 和圓 g4。圓 g3 代表齒輪3 的速度影像， 圓 g4 代表齒輪4 的速度影像。3-21圖示為一汽車雨刷機構(gòu)。其構(gòu)件l繞固定軸心A 轉(zhuǎn)動，齒條2與構(gòu)件 1 在 B 點處鉸接， 并與繞固定軸心D 轉(zhuǎn)動的齒輪3 嚙合 ( 滾子 5用來保征兩者始終嚙合) ，固連于輪3 上的雨刷3作往復(fù)擺

24、動。設(shè)機構(gòu)的尺寸為l AB=18 mm, 輪 3 的分度圓半徑r 3=12 mm，原動件1 以等角速度 =l rad/s 順時針回轉(zhuǎn)，試以圖解法確定雨刷的擺程角和圖示位置時雨刷的角速度和角加速度。解：(1)以 l 作機構(gòu)運動簡圖(a) 。在圖作出齒條 2 與齒輪 3 嚙合擺動時占據(jù)的兩個極限位置 C，C”可知擺程角如圖所示：(2) 速度分析：將構(gòu)件 6 擴大到 B 點，以 B 為重合點，有vB6 = v B2 + v B6B2大小 ? 1l AB?方向 BD AB BCvB2= l l AB= 8 m s以 v 作速度多邊形圖(b) ，有 2=6=vB6/l BD= vpb6/ l BD=s(

25、逆時針 )vB2B6= vb2b6= 45 rn s(3) 加速度分析：ntn+ akra B5 = a B6 + aB6= aB2B6B2 + aB6B22?2?大小 6l BD 1 l AB2 2vB6B2方向B-DBD B -ABC BCn2AB=0.08m/s2n22k其 中 ， a B2= 1 l， aB6= 6 l BD=1 8m s， a B2B6=26vB2B6=0.00217ms2以 a 作速度多邊形圖(c)。有6=atB6/lBD= a b 6r/lBD=1,71 rads2( 順時針 )3-22 圖示為一縫紉機針頭及其挑線器機構(gòu)，設(shè)已知機構(gòu)的尺寸l AB=32mm，l B

26、C=100 mm，l BE=28mm，l FG=90mm，原動件 1 以等角速度 1=5rad/ s 逆時針方向回轉(zhuǎn)試用圖解法求機構(gòu)在圖示位置時縫紉機針頭和挑線器擺桿 FG上點 G的速度及加速度。解：（ 1）以 l 作機構(gòu)運動簡圖如圖(a) 所示。(2) 速度分析： v C2 = v B2 + v C2B2大小? lAB?方向/ACABBC以作速度多邊形圖如圖，再根據(jù)速度影像原理；作v(b)b2c2e2 BCE求得 e2，即 e1。由圖得 2=vC2B2/l BC= ac2b2/l BC= rad s( 逆時針 )以 E 為重合點v E5=vE4+vE5E4大小方向?EF?/EF繼續(xù)作圖求得

27、vE5，再根據(jù)速度影像原理，求得 vG= vpg=0.077 m/ s 5= vpgl FG= rad s( 逆時針 ) vE5E4= ve5e4= rn s(3) 加速度分析：a= ann+ atC2B2 + aC2B2C2B2大小 ? 12l AB 22l BC ?方向 /ACB-A C-BBC其中 anB2= 12l AB =0.8 m s2an=n2C2B2 a C2B2=0.02 m S以 a=0,01(rn s2) mm作加速度多邊形圖 (c) ，再利用加速度影像求得 e 2。然后利用重合點 E 建立方程anE5 十 at E5=aE4+akE5E4+ar E5E4繼續(xù)作圖。則矢量

28、 pd 5 就代表了 aE5。再利用加速度影像求得 g。 a G=apg=0.53 m S2第 3 章31何謂速度瞬心 ?相對瞬心與絕對瞬心有何異同點?答：參考教材3031 頁。32何謂三心定理 ?何種情況下的瞬心需用三心定理來確定?答：參考教材31 頁。3-3 試求圖示各機構(gòu)在圖示位置時全部瞬心的位置( 用符號 P，直接標注在圖上 )(a)(b)答：答：（ 10 分）(d)（10 分）3-4 標出圖示的齒輪一連桿組合機構(gòu)中所有瞬心，并用瞬心法求齒輪 1與齒輪 3 的傳動比 1/ 3。（2 分）答： 1) 瞬新的數(shù)目：K=N(N-1)/2=6(6-1)/2=152) 為求 1/ 3 需求 3

29、個瞬心 P16、 P36、 P13 的位置3） 1/ 3= P 36P13/P 16P13=DK/AK由構(gòu)件 1、 3 在 K 點的速度方向相同，可知3 與 1 同向。3-6在 圖 示 的 四 桿 機 構(gòu) 中 ， LAB=60mm， LCD=90mm,LAD=LBC=120mm, 2=10rad/s, 試用瞬心法求：1) 當 =165°時，點的速度 vc；2) 當 =165°時，構(gòu)件 3 的 BC線上速度最小的一點 E 的位置及速度的大?。?) 當 VC=0 時，角之值 ( 有兩個解 ) 。解： 1）以選定的比例尺機械運動簡圖（圖b）2 ）求 vc 定出瞬心p12 的位置（

30、圖b）因 p13 為構(gòu)件 3 的絕對瞬心，則有 3=vB/lBp 13= 2l AB/ =10×× 78=(rad/s) vc = c p133=×52× =(m/s)3) 定出構(gòu)件 3 的 BC線上速度最小的點 E 的位置 , 因 BC線上速度最小的點必與 p13 點的距離最近，故叢 p13 引 BC線的垂線交于點 E，由圖可得v E= 3=×× =(m/s)（3 分）4) 定出 vc=0 時機構(gòu)的兩個位置（圖c）量出 1=° 2=°3-8 機構(gòu)中，設(shè)已知構(gòu)件的尺寸及點 B 的速度 vB( 即速度矢量 pb) ，

31、試作出各機構(gòu)在圖示位置時的速度多邊形。答：（ 10 分）（ b）答：答：311 速度多邊形和加速度多邊彤有哪些特性?試標出圖中的方向。答 速度多邊形和加速度多邊形特性參見下圖， 各速度方向在圖中用箭頭標出。3-12 時針在圖示的機構(gòu)中， 設(shè)已知構(gòu)件的尺寸及原動件1 的角速度) ，試用圖解法求機構(gòu)在圖示位置時C 點的速度和加速度。 1(順(a)答：（1 分）（ 1 分）Vc3=VB+VC3B=VC2+VC3C2 （ 2 分）antkr（3 分）=a +a+a=a +a+aC3BC3BC3BC2C3C2C3C2VC2=0aC2=0（2 分）VC3B=0 3=0ak（3 分）C3C2=0(b)答：（

32、2 分）（2 分）V C2=VB+VC2B=VC3+Vc2C3（2 分）3 = 2=0（1 分）aB+an C2B+at C2B=aC3+akC2C3+ar C2C3（3 分）(c)答：（2 分）VB3=VB2+VB3B2（2 分）VC=VB3+VCB3（2 分）（ 1分）anB3+atB3=aB2+akB3B2+arB3B2（ 3分）3- 13 試判斷在圖示的兩機構(gòu)中 B 點足否都存在哥氏加速度？又在何位置哥氏加速度為零 ?怍出相應(yīng)的機構(gòu)位置圖。并思考下列問題。(1) 什么條件下存在氏加速度 ?(2) 根椐上一條請檢查一下所有哥氏加速度為零的位置是否已全部找出。(3) 圖 (a) 中， ak

33、B2B3=2 2vB2B3對嗎 ?為什么。解 1) 圖 (a) 存在哥氏加速度，圖 (b) 不存在。(2) 由于 akB2B3=2 2vB2B3故 3， vB2B3 中只要有一項為零，則哥氏加速度為零。圖(a)中 B 點到達最高和最低點時構(gòu)件1，3 4 重合，此時 vB2B3=0，當構(gòu)件 1 與構(gòu)件 3 相互垂直即 _f= ；點到達最左及最右位置時 2= 3=0故在此四個位置無哥氏加速度。圖(b)中無論在什么位置都有2=3 =0，故該機構(gòu)在任何位置哥矢加速度都為零。(3) 對。因為 3 2。3-14在圖示的搖塊機構(gòu)中， 已知 l AB=30mm，l AC=100mm，l BD=50 mm,lD

34、E=40mm，曲柄以等角速度 l =40rad S 回轉(zhuǎn)，試用圖解法求機構(gòu)在 1 =45o 位置時， 點 D 及 E 的速度和加速度， 以及構(gòu)件 2 的角速度和角加速度。解 (1) 以 l 作機構(gòu)運動簡圖 (a) 所示。(2) 速度分析：以 C 為重合點，有v C2 = v B + v C2B = v C3 + v C2C3大小? 1l AB?0方向? ABBC /BC以 l 作速度多邊形圖(b)，再根據(jù)速度影像原理，求得 d 及 e，由圖可得vD= vpd=0 23 m s作bdeBDEvE=vpe=0.173m/s 2= vbc2/lBC=2 rad/s(順時針)(3) 加速度分析：以 C

35、 為重合點，有aC2 =a B + anC2B + atC2B = a C3 + akC2C3 + arC2C3大小12lAB22lBC?0 2 3vC2C3?方向B AC BBCBC/BCn2其中 a C2B= 2 l度多邊形如圖(c)BC=0.49m s2，ak所示，由圖可得2C2C3=23vC2C3=0.7ms，以a 作加速aD= apd= 4m/S2aE=ape=2.8m/s22=atC2B/lBC=an2C2/lBC=s2(順時針)i3- l5在圖（a ）示的機構(gòu)中，已知l AE=70 mm,；lAB=40mm，l EF=60mm,l DE=35 mm,l CD=75mm,lBC=5

36、0mm原動件以等角速度 1=10rad/s 回轉(zhuǎn)試以圖解法求機構(gòu)在 1=50。位置時點 C的速度 Vc 和加速度 a c 解： 1 ）速度分析：以 F 為重合點有vF4=vF5=vF1+vF5F1以 l 作速度多邊形圖如圖 (b) 得， f 4 (f 5) 點，再利用速度影像求得 b 及 d 點根據(jù) vC=vB+vCB=vD+vCD繼續(xù)作速度圖，矢量 n以 a 作加速度多邊形圖(c)，得 f 4(f求得 b 及 d點。ntntCBCBCBDCDCDtpc 就代表了 vCkr5) 點，再利用加速度影像繼續(xù)作圖，則矢量vC= vpc=0.69 m sp c就代表了aC則求得aC=apc=3m s2

37、3-16 在圖示凸輪機構(gòu)中， 已知凸輪 1 以等角速度 1=10 rad s 轉(zhuǎn)動，凸輪為一偏心圓，其半徑 R=25 mm， l AB=15mml AD=50 mm， 1=90o ，試用圖解法求構(gòu)件 2 的角速度 2 與角加速度 2 。提示：可先將機構(gòu)進行高副低代，然后對其替代機構(gòu)進行運動分析。解 (1) 以 l 作機構(gòu)運動簡圖如圖 (a) 所示。(2) 速度分析：先將機構(gòu)進行高副低代， 其替代機構(gòu)如圖 (a) 所示，并以 B 為重合點。有VB2= vB4+ vB2B4以大小? 1 l AB ?方向 BD AB /|CD2v= rn s 作速度多邊形圖如圖(b)，由圖可得 2=vB2 lBD=

38、vpb2( lBD)= rad s( 逆時針 )(3) 加速度分析：aB2 = antkrB2 + a B2 = a B4+ a B2B4 + aB2B4大小22l BD ?12l AB2 4vB2B4?方向 B-D BDB-A CD /CDn2l BD =0.286 m/s2k2得其中 a B2=2， a B2B4=0.746 m s 作圖 (c) = a tB2 /lBD= an 2b 2/lBD= rad s2： ( 順時針 )3-18 在圖（ a) 所示的牛頭刨機構(gòu)中l(wèi) AB=200 mnl，l CD=960 mm，l DE=160mm, 設(shè)曲柄以等角速度1=5 rad s逆時針方向回

39、轉(zhuǎn)試以圖解法求機構(gòu)在 1=135o位置時刨頭點的速度 vC。解 1 ）以 l 作機構(gòu)運動簡圖如圖(a)2）利用瞬心多邊形圖(b) 依次定出瞬心vC=vP15=1AP15 l =1.24 m/S。P36,3 -19圖示齒輪一連桿組合機構(gòu)中，MM為固定齒條，齒輪3 的直徑為齒輪 4 的 2 倍設(shè)已知原動件1 以等角速度 1 順時針方向回轉(zhuǎn)，試以圖解法求機構(gòu)在圖示位置時E 點的速度vE 以及齒輪3， 4 的速度影像。解： (1) 以 l 作機構(gòu)運動簡圖如(a) 所示。(2) 速度分斫：此齒輪連桿機構(gòu)可看作， ABCD受 DCEF兩個機構(gòu)串聯(lián)而成，則可寫出：vC=vB+vCBvE=vC+vEC以v 作速度多邊形如圖v E= vpe m/S(b) 所示由圖得取齒輪 3 與齒輪 4 的嚙合點為 k，根據(jù)速度影像原理， 作 dck DCK求得 k 點。然后分別以 c， e 為圓心，以 ck ek 為半徑作圓得圓g3 和圓 g4。圓 g3 代表齒輪 3 的速度影像， 圓 g4 代表齒輪4 的速度影像。3-21 圖示為一汽車雨刷機構(gòu)。其構(gòu)件l繞固定軸心 A 轉(zhuǎn)動，齒