布置习题分析——第02、03章(ppt).pdf

Problems AnalysisProblems AnalysisProblems AnalysisSEUSEU SEUSEU QRMQRMQRMQRM1 习题分析习题分析 主讲教师主讲教师主讲教师主讲教师 钱瑞明 机械设计机械设计机械设计机械设计 Machine DesignMachine DesignMachine DesignMachine Design Problems AnalysisProblems AnalysisProblems AnalysisSEUSEU SEUSEU QRMQRMQRMQRM2 Chapter 2 Mechanism Structure in Machine Design 2 1 图示为一机构初步方案简图 试画出相应的运动链图 分 析该运动链能否成为机构 图示为一机构初步方案简图 试画出相应的运动链图 分 析该运动链能否成为机构 解 解 F 3 4 2 6 0 Problems AnalysisProblems AnalysisProblems AnalysisSEUSEU SEUSEU QRMQRMQRMQRM3 2 2 试绘出图示机构的运动简图 并计算机构的自由度 试绘出图示机构的运动简图 并计算机构的自由度 解 解 绘制图示偏心回转油泵机构的运动简图 绘制图示偏心回转油泵机构的运动简图 图中偏心轮图中偏心轮1绕固定轴心绕固定轴心A转动 外环转动 外环2上的叶片在可绕轴 心 上的叶片在可绕轴 心C转动的圆柱转动的圆柱3中滑动 当偏心轮连续转动时 将低压油 由右端吸入 高压油从左端排出 中滑动 当偏心轮连续转动时 将低压油 由右端吸入 高压油从左端排出 F 3 3 2 4 1 Problems AnalysisProblems AnalysisProblems AnalysisSEUSEU SEUSEU QRMQRMQRMQRM4 2 2 试绘出图示机构的运动简图 并计算机构的自由度 试绘出图示机构的运动简图 并计算机构的自由度 F 3 5 2 7 1 Problems AnalysisProblems AnalysisProblems AnalysisSEUSEU SEUSEU QRMQRMQRMQRM5 2 3 计算各图示机构的自由度 并指出复合铰链 局部自由 度和虚约束所在位置 计算各图示机构的自由度 并指出复合铰链 局部自由 度和虚约束所在位置 F 3 6 2 8 1 1 F 3 7 2 10 1 Problems AnalysisProblems AnalysisProblems AnalysisSEUSEU SEUSEU QRMQRMQRMQRM6 2 5 计算图示机构的自由度 分析机构的组成 拆杆组 并判断机构的级别 计算图示机构的自由度 分析机构的组成 拆杆组 并判断机构的级别 F 3 5 2 7 1 F 3 10 2 14 2 含一个 级杆组 是 级机构 含四个 级杆组 是 级机构 含一个 级杆组 是 级机构 含四个 级杆组 是 级机构 Problems AnalysisProblems AnalysisProblems AnalysisSEUSEU SEUSEU QRMQRMQRMQRM7 Chapter 3 Kinematic Analysis and Dynamics of Mechanisms 3 5 试确定下列机构中的所有速度瞬心位置 试确定下列机构中的所有速度瞬心位置 Problems AnalysisProblems AnalysisProblems AnalysisSEUSEU SEUSEU QRMQRMQRMQRM8 Problems AnalysisProblems AnalysisProblems AnalysisSEUSEU SEUSEU QRMQRMQRMQRM9 3 6 在图示凸轮机构中 已知在图示凸轮机构中 已知r 50mm lOA 22mm lAC 80mm 1 90 凸轮 凸轮1的 角速度 的 角速度 1 10rad s 逆时针方向转动 试用 瞬心法求从动件 逆时针方向转动 试用 瞬心法求从动件2的角速度的角速度 2 解解 确定三个速度瞬心 确定三个速度瞬心 1213112232 PPPP mm97 828022 2222 ACAOOC mm21 665097 82 2222 OBOCBC o 43 52 tan tan 11 BCOBACOAACB mm60 108cos 1223 ACBBCPP rad s63 260 108 8060 108 10 1223121312 PPPP Problems AnalysisProblems AnalysisProblems AnalysisSEUSEU SEUSEU QRMQRMQRMQRM10 3 8 在图示四杆机构中 已知在图示四杆机构中 已知lAB 65mm lCD 90mm lAD lBC 125mm 1 10rad s 顺时针转动 试用瞬心法求 顺时针转动 试用瞬心法求 1 当当 1 15 时 点 时 点C的速度的速度 vC 2 当当 1 15 时 构件 时 构件BC上 即上 即BC线上或其延长线上 速度最小的一 点 线上或其延长线上 速度最小的一 点E的位置及其速度值 的位置及其速度值 3 当当vC 0时角时角 的值 的值 解解 取作图比例尺取作图比例尺 l 0 003m mm 1 求当求当 1 15 时 点 时 点C的速度的速度vC 1334313141 PPPP rad s67 476 5 3510 1334131413 PPPP m s42 009 067 4 3 CDC lv Problems AnalysisProblems AnalysisProblems AnalysisSEUSEU SEUSEU QRMQRMQRMQRM11 2 求当求当 1 15 时 构件 时 构件BC上速度最小的一点上速度最小的一点E的位置及其速度值的位置及其速度值 P24为构件为构件2的绝对瞬心 构件的绝对瞬心 构件2 即 即BC线 上速度最小之点线 上速度最小之点E必为与必为与P24 之距离最近的点 作之距离最近的点 作P24E BC 则 则E为所求之点 为所求之点 m s65 0065 010 1 ABB lv rad s64 2 003 082 65 0 242 BPB lv m s38 0003 05 4864 2 2422 EPE lv Problems AnalysisProblems AnalysisProblems AnalysisSEUSEU SEUSEU QRMQRMQRMQRM12 3 求当求当vC 0时 角 时 角 的值的值 当当P24与与C重合时重合时vC 0 此时 此时AB 与与BC共线 由图可求得共线 由图可求得AB与与BC 拉直共线时的拉直共线时的 值 值 oo 696 156 2 cos180 222 1 ADBCAB CDADBCAB lll llll AB与与BC重叠共线时的另一重叠共线时的另一 值为值为 oo 126 222 2 cos180 222 1 ADABBC CDADABBC lll llll Problems AnalysisProblems AnalysisProblems AnalysisSEUSEU SEUSEU QRMQRMQRMQRM13 3 14 在图示楔块机构中 已知在图示楔块机构中 已知 60 各接触面摩擦系数 各接触面摩擦系数f 0 15 如 如FQ为有效阻力 试求所需的驱动力为有效阻力 试求所需的驱动力F 解解 各移动副接触面间的摩擦角各移动副接触面间的摩擦角 arctanf 8 531 确定各接触面间的 总反力作用线 如图 确定各接触面间的 总反力作用线 如图 以构件以构件1为示力体 则为示力体 则F FR21 FR31 0 作力多边形 确定各力矢量间 的夹角 如图所示 有 作力多边形 确定各力矢量间 的夹角 如图所示 有 90sin 2 180sin 21 oo R FF Problems AnalysisProblems AnalysisProblems AnalysisSEUSEU SEUSEU QRMQRMQRMQRM14 以构件以构件2为示力体 则为示力体 则FQ FR32 FR12 0 作力多边形 确定各力矢量 间的夹角 如图所示 有 作力多边形 确定各力矢量 间的夹角 如图所示 有 90sin 2sin 12 o R Q F F 因因FR21 FR12 故由上述两式得 故由上述两式得 N7 1430 2sin 2sin Q FF Problems AnalysisProblems AnalysisProblems AnalysisSEUSEU SEUSEU QRMQRMQRMQRM15 3 15 在图示的曲柄滑块机构中 设已知机构的尺寸在图示的曲柄滑块机构中 设已知机构的尺寸 包括轴 颈的直径 包括轴 颈的直径 各轴颈的当量摩擦系数 各轴颈的当量摩擦系数fv 滑块与导路之间的 摩擦系数 滑块与导路之间的 摩擦系数f及驱动力及驱动力F 回行时力回行时力F的方向向右的方向向右 设从动件 设从动件1上 的阻力矩为 上 的阻力矩为M 若不计各构件的质量 求 若不计各构件的质量 求 45 135 225 和 和315 时 各运动副中总反力的作用线 时 各运动副中总反力的作用线 解解根据已知条件可确定转动副处的摩擦圆和移动副处的摩 擦角 进而可确定各运动副中总反力的作用线 如下图所 示 根据已知条件可确定转动副处的摩擦圆和移动副处的摩 擦角 进而可确定各运动副中总反力的作用线 如下图所 示 Problems AnalysisProblems AnalysisProblems AnalysisSEUSEU SEUSEU QRMQRMQRMQRM16 F 2 1 4 3 45 FR43 FR23 FR32 FR12 FR21 FR41 A B C 135 F 2 1 4 3 FR23 FR32 FR12 FR21 FR41 A B C FR43 Problems AnalysisProblems AnalysisProblems AnalysisSEUSEU SEUSEU QRMQRMQRMQRM17 F 2 1 4 3 315 FR23 FR32 FR12 FR21 FR41 FR43 A B C 225 F 2 4 3 FR32 FR23 FR41 A C 1 FR21 FR12 B FR43 Problems AnalysisProblems AnalysisProblems AnalysisSEUSEU SEUSEU QRMQRMQRMQRM18 3 16 当图示的轧钢机的轧辊回转时 不需外力的帮助即能将轧件带入轧 辊之间 当图示的轧钢机的轧辊回转时 不需外力的帮助即能将轧件带入轧 辊之间 1 试证明这时轧辊与轧件间的摩擦角应满足条件试证明这时轧辊与轧件间的摩擦角应满足条件 2 若若 d 1200mm a 25mm及轧辊与轧件间的摩擦系数及轧辊与轧件间的摩擦系数f 0 3 求轧件的最 大厚度 求轧件的最 大厚度h 解解 1 如图所示 当被轧坯料接 触轧辊时 轧辊对被轧坯料的正 压力为 如图所示 当被轧坯料接 触轧辊时 轧辊对被轧坯料的正 压力为FN 摩擦力为 摩擦力为Ff 其中 其中Ff 起到将被轧坯料带入轧辊的作 用 而 起到将被轧坯料带入轧辊的作 用 而FN则阻止被轧坯料进入轧 辊 为使被轧坯料能继续自动进 入轧辊 应有 则阻止被轧坯料进入轧 辊 为使被轧坯料能继续自动进 入轧辊 应有Ff在被轧坯料前进 方向的分量大于 在被轧坯料前进 方向的分量大于FN在该方向的分 量 即 在该方向的分 量 即 sin2cos2 Nf FF tantan f 2 mm6 751 tan1 coscos 2 2 0且且 0 因 此 因 此 o 90 Problems AnalysisProblems AnalysisProblems AnalysisSEUSEU SEUSEU QRMQRMQRMQRM21 3 24 在图示我国古代发明的差动起重辘轳中 已知鼓轮的 直径 在图示我国古代发明的差动起重辘轳中 已知鼓轮的 直径d1和和d2 滑轮的直径 滑轮的直径d3 d1 d2 2 鼓轮轴承和滑轮轴 承的摩擦圆半径 鼓轮轴承和滑轮轴 承的摩擦圆半径 1和和 2 设不考虑绳 设不考虑绳B的内摩擦 求该起重 辘轳的效率 的内摩擦 求该起重 辘轳的效率 以及反行程的自锁条件 其中以及反行程的自锁条件 其中FQ为载荷力 而为载荷力 而 M为作用在鼓轮轴为作用在鼓轮轴A上的驱动力矩 上的驱动力矩 2 213 ddd 44222 2121131 ddddddd K 因 故绕于滑