西工大-练习解答.doc

2-16 计算题2-16图所示齿轮连杆机构的自由度。题2-16图解：（a）、,铰链点A为复合铰链，齿轮副为高副。2-20 计算图示凸轮式缸活塞气压机机构的自由度。注意分析其中的虚约束、局部自由度合复合铰链等。（凸轮转动时分别推动A、B、C、D处的滚子在水平和垂直方向上作直线运动，其中仍满足。）答案：其中、杆及下方的活塞构成虚约束。2-23计算图示机构的自由度，并分别限及为原动件时，划分其基本杆组，确定机构的级别。答案：注意其中的、点并不是复合铰链。以为原动件时：由三个级基本杆组与原动件、机架构成的机构，其机构级别为二级。以为原动件时：由个级基本杆组，个级基本杆组组成。杆组级别为三级。3-3 试求图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置答案： 瞬心P12在A点 瞬心P23、 P24均在B点瞬心P34在C点 P14、 P13均在垂直导路的无瞬心P23、 P13均在B点 穷远处瞬心P14、 P24均在D点 3-4 在题图所示的齿轮连杆机构中，三个圆轮互作纯滚。1）求该机构的自由度。2）试用瞬心法求齿轮和的传动比。答案1）解：n=5，Pl=5，Ph=2f=3n- 2Pl - Ph =35-25-2=12）关键是找到瞬心13。对于构件1、2、3，由三心定理知，P12、P23、P13应位于同一直线上对于构件1、6、3，由三心定理知，P36、P16、P13应位于同一直线上故找到瞬心13在瞬心13，其v1=v3， 3-16 在图示凸轮机构中，已知r mm，lOA=22mm，lAC=0mm，1900，凸轮1以角速度1rads逆时针方向转动试用瞬心法求从动件的角速度2。答案：找到，构件的相对瞬心12即有：12现在的关键是求出的值。设为x，则(222x2)1/2(222x2)1/2，80xP12AOP12BC则有：x(222x2)1/2(222x2)1/2/(80x)求解出x37.4由式可得：214.675rad/m4-8速度分析：大小：？ ？方向：作图比例：量得mm量得mm加速度分析：大小：？ ？方向： 作图比例：量得mm量得mm量得mm惯性力分析：滑块3：连杆2：8-7试确定题51图所示偏置曲柄滑块机构中AB为曲柄的几何条件。若为对心曲柄滑块机构(e0)，其条件又如何?(参考答案：ABeBC，ABBC)题87图偏置曲柄滑块机构题52图铰链四杆机构BCAD1432abcdAB2B1C2C1eBCab52在题52图所示铰链四杆机构中，已知b50 mm，c35 mm，d30 mm，d为机架。(1) 若为曲柄摇杆机构，a为曲柄，试求a的最大值；(2) 若为双曲柄机构，试求a的最小值；(3) 若为双摇杆机构，试求a的值域?(参考答案：(1) a15 mm，(2) a45 mm，(3) 15a45 mm；55a115 mm)解：(1) a50353065，0a15(2) dabc，30a503585，a55dbac，803050a35，45a dcab，653035a50，15a，45a55(3)01545115曲柄摇杆机构双曲柄机构55双摇杆机构双摇杆机构 abcd503530115，15a45；55a115题810图偏置曲柄滑块机构L1:2B2AB1C2C1eBCabminHC3B38-10参见题810图所示的偏置曲柄滑块机构，已知：a24 mm，b72 mm，e25 mm，试作图求解：(1) 滑块的行程H；(2) 曲柄为主动件时，机构的最小传动角min；(3) 滑块为主动件时，机构的死点位置。(参考答案：(1) H51.9 mm，(2) min47，(3) B1C1，B2C2)8-6 已知图示铰链四杆机构中，lBC=50mm，lCD=35mm，lAD=30mm，取为机架） 如果该机构能成为曲柄摇杆机构，且是曲柄，求lAB的取值范围；） 如果该机构能成为双曲柄杆构，求lAB的取值范围；） 如果该机构能成为双摇杆机构，求lAB的取值范围答案：1）该机为曲柄摇杆机构，且AB为曲柄，则AB应为最短杆。其中已知BC杆为最长杆50。 lAB+lBClAD+lCD lAB152）该机构欲成为双曲柄机构，同样应满足曲柄存在的条件，且应以最短杆为机架。现AD为机架，则只能最短杆即为AD，则最长杆可能为BC杆，也可能是AB杆。） 若AB杆为最长杆：lAD+lABlBC+lCDlAB55 即lAB） 若杆为最长杆：lAB+lBClAB+lCDlAB45 即lAB若该机构为双曲柄机构，则杆杆长的取值范围为：45lAB50） 欲使该机构为双摇杆机构，则最短杆与最长杆之和应大于另外二杆之和。现在的关键是谁是最短、最长杆？1) 若AB杆最短，则最长杆为BC：lAB+lBClCD+lADlAB152）若AD杆最短，BC杆最长：lAD+lABlBC+lCD lAB45 AB杆最长：lAD+lABlBC+lCD lAB55 lABlAD+lCD+lBC lAB115 综上分析：AB杆的取值为： 15lAB45 或者 55lAB1158-8在图示的铰链四杆机构中，各杆件长度分别为：lAB28mm，lBC52mm，lCD=50mm，lAD=72mm。） 若取为机架，求该机构的极位夹角和往复行程时间比系数，杆的最大摆角和最小传动角min；） 若取为机架，该机构将演化为何种类型的机构？为什么？这是、两个转动副是整转副还是摇转副？答案：由于lABlADlBClCD，且以最短杆的邻边为机架。故该铰链四杆机构为曲柄摇杆机构。为曲柄。）以曲柄为主动件，作业摇杆的极限位置如图所示。AC1lABlBC80AC2lBClAB24极位夹角：COSC2ADCOSC1AD COS(AC22AD2C2D2)AC2ADCOS(AC2AD2CD2)ACADCOS(242+722502)/22472COS(02+722502)/28072 21o行程速比系数（）（）1.27最小传动角min出现在与机架重合位置（分正向重合、反向重合）如下图。分别求出1、，再求最小传动角。1COSCD2+BC2(CDAB)2 /2CDBC27.5oCOSCD2+BC2(DAB)2 /2CDBC174.7o曲柄处于位置时，传动角曲柄处于位置时，传动角18002现比较的、大小，最小传动角取、中最小者min5.3o求：摇杆的最大摆角：B1DC1B2DC2COS(1D2+C1D2B1C1) /2B1DC1DCOS(2D2+C1D2B1C12) /2B2DC2D COS(442+502522) /24450COS(1002+502522) /210050 61.3o）取为机架，该机构演化为双曲柄机构。因为在曲柄摇杆机构中取最短杆作为机架，其个连架杆与机架相连的运动副、均为整转副。、两个转动副为摇转副。8-9图示六杆机构中，各构件的尺寸为：lAB30mm，lBC55mm，lAD=50mm，lCD=40mm，lDE20mm，lEF60mm 滑块为运动输出构件试确定：） 四杆机构的类型） 机构的行程时间比系数为多少？） 滑块的行程为多少？） 求机构的最小传动角min传动角最大值为多少？导轨在什么位置时滑块在运动中的压力角最小？答案：）四杆机构中，最短杆，最长杆因为lABlBClCDlAD且以最短杆的邻边为机架故四杆机构为曲柄摇杆机构）摇杆处于极限位置时，滑块亦分别处于其极限位置先求极位夹角，再求行程速比系数极位夹角C2ADC1AD COS(C2A2+AD2C2D) /2C2AADCOS(C1A2+AD2C1D) /2C1AAD COS(252+502402) /22550COS(852+502402) /28550 39.2o行程速比系数（）（）1.56）在ADC1中：COSDC1(502+402852) /25040157.1o在ADC2中：COSDC2(502+402252) /2504033o1D1DC12DE2ADC2在1D1中：COS1DE1 (1D2+20260) /2F1D60即可求出1=53.17在2D2中：COS2DE2 (2D2+20260) /2F2D60即可求出F2D=128.84所以滑块的行程F2DF1D75.67）机构的最小传动角min出现在杆垂直于导路时（即导路）COSminED/EFCOSminmin78.4o 导轨水平处于E1、E2之中间时，机构在运动中压力角最小11-1111-12解：齿轮2转过角度 （1）齿轮4转过角度 （2） （3）联立求解（1）、（2）、（3）式得R=23.93mm11-14解：该轮系为复合轮系 ，1构成行星轮系；4，5，6，2构成行星轮系。 其中n3n6=0，联立、，即可求出11-17解：，构成行星轮系；，构成差动轮系。i13Hn1-nHn3-nH(-1)1z3z1 其中n30，i14Hn1-nHn4-nH(-1)1z2z4z1z2 联立、，即可求出，i14n1n463566586。 11-18解：该轮系为周转轮系12-8解：k=n(1/2-1/z)=1(1/2-1/6)=1/3又 t=45s主动轮转速=12-1