机械原理概念复习总结

1、机械原理作业2-1解释下列概念1运动副两构件直接接触并能相互产生相对运动而组成的活动连接称为 运动副。 2机构的自由度确定机构运动所需要的独立运动参数的数目。3机构运动简图为便于研究机构的运动，用简单的线条和符号代表构件和运动副，并按 比例定出各运动副位置，表示机构的组成和传动情况，这样绘制出的简明图 形就称为机构运动简图。4机构结构分析机构结构分析就是将已知机构分解为原动件、机架和若干个基本杆组， 进而了解机构的组成，并确定机构的级别。5咼副低代为将低副机构的结构分析与运动分析方法用于含高副的平面机构，可按一定约束条件将高副虚拟地用低副代替，称之为高副低代。2-2解(a)活动构件数n 3，低

2、副数PL 4，高副数FH 1，则机构的自由度为：F 3n 2Pl Ph 3 3 2 4 10该机构不能运动。(b)活动构件数n 4，低副数FL 6，高副数PH 0,则机构的自由度为：F 3n 2R PH 3 4 2 6 00该机构不能运动。2-22-3 解：活动构件数n 5，低副数PL7，高副数Ph 0,则机构的自由度为:F 3n 2Pl PH 3 5 2 7 012-4解 (a)活动构件数n 5，低副数PL7，咼副数F 3n 2Pl Ph 3 5 2 7 01A和B之间有一个虚约束2，则机构的自由度为:(e)活动构件数n 3，低副数PL3，高副数PHF 3n 2Pl PH 3 3 2 3 2

3、1B处的滚子为局部自由度。2-5计算图示机构的自由度(如有复合铰链、虚约束、局部自由度应指出)，以构件8原动件，确定杆组的级别，要求绘制出基本杆组解:活动构件数n 7，低副数PL 10，高副数PH 0，则机构的自由度为:F 3n 2Pl PH 3 7 2 10 0 1以构件2为原动件，机构拆分如下图。机构由一个I级杆组和三个U级杆组 组成，所以，机构为U级机构。以构件4为原动件，机构拆分如下图。机构由一个I级杆组和三个U级杆组组 成，所以，机构为U级机构。以构件8为原动件，机构拆分如下图。机构由一个I级杆组、一个U级杆组和 一个川级杆组组成，所以，机构为川级机构。3-2图示冲床刀架装置中，当偏

4、心轮1绕固定中心A转动时，构件2绕活动中心C摆动，同时推动后者带着刀架 3上下移动。B点为偏心轮的几何中心。问 该装置是何种机构？ 它是如何演化出来的？解该装置是曲柄滑快机构，通过扩大曲柄与机架的转动副使曲柄变为偏心 轮，再扩大滑快的尺寸演化出来的3-3图示铰链四杆机构中，已知lBC 50mm， lCD 35mm ， lAD 30mm，AD为机架，并且1）若此机构为曲柄摇杆机构，且AB为曲柄，求Iab的最大值。Icd，即 30 50 Iab 35，则Ibc为最长杆，Iad IbclAB2）若此机构为双曲柄机构，求Iab的最小值 3）若此机构为双摇杆机构，求Iab的数值。解（1）机构为曲柄摇杆机

5、构，且 AB为曲柄 由杆长条件可知lAB IbC IcD l AD即 |AB 5035 30，贝qIab 15mm（1）（2）机构为双曲柄机构则Iad为最短杆，并且满足杆长条件可分两种情况讨论：lAB 45mm(3)oA(b)(c)P241Bpm e轴232 0所以 45 lab 55mm , Iab 的最小值为 lab =45mm。（3）机构为双摇杆机构不满足式（1）、式（2）和式（3）,则有15<Iab 45mm， 55<lAB 115 mm1 AD lBC 1 CD =115 mm3-4试求图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置轮1以等角速度i 10rad/s逆时针方向转动。试

6、用顺心法求从动件 2的角速度解方法lAB 55mm3-6图示凸轮机构中，已知r50mm， lOA22mm， lAC 80mm， i 90°，凸P対THL2 2 2xb (yB l ao ) rJ'Xb 1 AC(Xb, yB 1 AO)0yB由式(1)可得2 2Xb (yB 22)2500xb 80(Xbb 22)0yB由式(2)可得Xb Yb 44yB 20162 2Xb Yb 80Xb 22Yb 0由式(3)可得80xb 22 yB 2016由式(4)可得22 201680Yb80(1)(2)(3)(4)(5)由式（5）代入式（3）的第一个方程，可得21.075625yB

7、 30.14yB 1380.960(6)Yb =30.14+ 30.1424 1.075625 1 380.962 1.07562552.4833Xb2280 Yb201680228052.4833+20168039.6329建立B和O所在的直线方程y 2252.4833 22x 39.6329在上式中，令y 0，可得(7)(8)(9)Xp120.769128.603(10)故有:2 CR2 1 AP12方法1 AR2CP1210 28.603 2.634 rad /s108.603OCA arctan loA1 ACarcta n2215.376。80lOA22l ocsin OCA sin

8、 15.376°82.97 mmr50oOCB arcsin arcsin37.058°loc82.97l BC2oc r82.972 50266.212 mmOCAOCB 15.3760 37.058052.434°CP2lBCcos66.212cos52.434°108.602 mmAP12CP12lAC 108.60280 28.602 mm空2CP1210 28.602108.6022.634 rad /s3-16图示楔块机构中,已知60o ,1000N，各接触面摩擦系数0.15。如Q是有效阻力，试求所需要的驱动力解 先求摩擦角arctanf a

9、rctan0.15 8.53°建立水平线为x轴，垂直线为y轴。画出构件1和构件2的受力图。与 x轴的夹角FR32与X轴的夹角° ° °308.5338.53 。°F 2,xF R32F R12 cos38.53°Fr32 sin 98.53°F R12 sin38.53°(1)0.148332 0.7823FR1210000.9889Fr32 0.6229FR120(2)1000 0.9889F R120.1483 0.6229 0.78230.98891451.62(3)Fr21 与 X轴的夹角 3 180

10、76;2 141.47°,F R31 与X轴的夹角4 30° 8.53° 38.53°, F 与 x轴的夹角60(4)F,xFr21 cos141.47°Fr31 c°s38.53°F c°s60°0F1,yFR21sin141.47°FR31 sin 38.53°F sin60°0(5)FR21FR12 1451.62 N0.7823FR31 0.5F1135.570.6229Fr31 0.866F904.250.7823 0.866+0.5 062291430.59(6)

11、(7)4-1在摆动从动件盘形凸轮机构中，从动件行程角max30°，0120°，120°，120°，从动件推程、回程分别采用等加速度和正弦加速度运动规律。试写出摆动从动件在各行程的位移方程式。解由表4-11.等加速度等减速度推程阶段推程阶段1(00/2，即 0°60°)2 max/240推程阶段2(0/20，即 60°120°)2maxmax202301202402.正弦加速度回程阶段即 240°360°).2sin -030,2401 -120丄sin型 2402 12030 1240sin 3

12、120 24-3图示偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构中，凸轮1的工作轮廓为圆，其圆心和半径分别为C和R,凸轮1沿逆时针方向转动，推动从动件往复移动。已知R 100mm， OC 20mm，偏距e 10mm，滚子半径rr 10mm，试回答：1）凸轮的理论轮廓。2）凸轮的基圆半径r。，从动件行程h各为多少？3）推程运动角°，回程运动角0，远休止角s，近休止角s各为多少？4）从动件推程、回程位移方程式。5） 凸轮机构的最大压力角max、最小压力角min各为多少？又分别在工作轮廓上哪一点出现。解建立坐标系：以0为原点，水平方向为x轴，垂直方向为 设CO与x轴的夹角为 。在设C点坐标为Xc，yc

13、,贝Uxc OC cos20cosyc OC sin20sin设直线BC与x轴的夹角为 。则有：arccose 冷 / R rrarccos 1 2cos /11凸轮机构从动件运动方程（即B点的坐标）为：YbYcRrr sin20sin110sinYb与的关系如下图y轴(1)(2)dyBd20cos110cos由式（2）可得1 2cos cos11sinR rr1211 2cos11由式（5）可得d_ 2sind11sin(4)(5)(6)(7)将式（5）至式（7）代入式（4）,化简后可得sin 1 2coscos1211 2cos.2 sin1 2cos121cos21 2cos2 cos2

14、(8)(9)1 2cos121cos2(10)1 2cos 11cos(11)cos 1cos360o1丄13o1cos 2cos36029B成一条直线时,(12)yB max 疋 °yB maxC、°C R rr eB的y坐标值。.1302 102129.615mm(13)1 K1301201 10100加SO70605040汨汕0(14)(15)(16)(17)(18)(19)1 arccos 1/13 =85.588°yBmax是O C O B成一条直线时，B的y坐标值。yBminR OC rre2.90_Io2 89.442 mm2360o arccos

15、1/13 =263.621°凸轮的基圆半径ro、从动件的行程hh yBmax yBmin 129.615 89.443 40.172 mm凸轮的基圆半径为理想轮廓的最小径向距离，故凸轮的基圆半径为:r0 R OC rr 100 20 10 90 mm从动件推程、回程位移方程式从动件的位移s为s yB yBmin 20sin 110sin 89.443推程运动角0、回程运动角0，远休止角s、近休止角s0360°21 360° 263.621 85.588 181.967°021263.621 85.588178.033°0°凸轮的理论轮廓s0一 r。2 e2902 102 .8000 89.443 mm由书上公式(4-1 )，注意起始角度和旋转方向()，可得凸轮的理论轮廓x 20sin263.62f110sin c°s 10sin0360°( 20)凸轮机构的最大压力角max、最小压力