习题课机原第一二章2资料.ppt

* 机 械 原 理 郑州轻工业学院机械设计系 2006年3月 第一、二章习题课 例1：试计算下图所示凸轮与连杆组合机构的自由度。（ 若 有 复 合 铰 链、 局 部 自 由 度 或 虚 约 束， 必 须 明 确 指 出。） A E D C B H G F J I 如果构件6处换成下图呢？ 看构件6是否因入了虚约束？ 构件3、6和构件5、6均组成移动副，均要限制构件6在图纸平面内转动，这两者是重复的，因此其中一个是虚约束。 F=3*4-2*5-2+1=1 解：求自由度 例2 图示机构（1）计算自由度；（2）分别以构件1和7为原动件，拆分杆组，并确定判断机构级别；（3）求构件2、8和2、5的瞬心P28、P25。 解（1）求自由度 （2）结构分析 以构件1为原动件时： 分析传动关系，从离原动件最远（从传动关系上来说）的构件7开始拆分 7 6 5 4 I H G F E D 1 2 3 B C A 机构为Ⅱ级机构。 当构件7为原动件时候： 分析传动关系，从离原动件最远（从传动关系上来说）的构件1开始拆分： 7 6 5 I H G F 4 2 3 1 E D B C A 当以构件7为原动件时，机构为Ⅲ级机构。 （3）求构件2、8和2、5的瞬心P28、P25。 P58、P28、P25共线 P24、P45、P25共线 P12、P18、P28共线 P23、P38、P28共线 P28 P25 P38 P24 P23 P28 P25 P58 P45 P12 P18 1 2 8 7 6 5 4 3 例3: 已知LBC=100，LCD=70，LAD=80，AD为机架，求： 1）若为曲柄摇杆机构，AB为曲柄，求LAB的值。 2）LAB取最大值时，求γmin和γmax 3) 求极位夹角θ和K。 4）在什么情况下该机构存在死点，指出死点存在的位置。 分析： 本题第一小题是考查曲柄存在的条件这个概念，来判断LAB的范围。 最小传动角 存在于曲柄与机架共线两位置之一。 求极位夹角θ以及K关键是要弄清定义，做出相应的图形即可量取。 求死点关键是要弄清定义，四杆机构中是否存在死点位置，决定于从动件是否与连杆共线。做出相应的图形即可 解：1）AD为机架，又要求是曲柄摇杆机构，所以要求 并且 LAB+LBC ≤ LCD+LAD （曲柄存在条件） 所以 LAB ≤70 +80-100=50mm 2)当LAB=50mm时，做图得： γmin=0o和γmax=82o LABLAD， A D γmin δmax B C 注：若δmax 90o,则 当 时， 3）由图量得θ=60o，计算:K=(180+ θ)/ (180- θ)=2 4) 若CD为主动件，在连杆BC与从动件曲柄AB共线时，存在死点。 A D B C 例4 图示插床用转动导杆机构中，已知LAB=50mm，LAD=40mm，K=2.27，求曲柄长度LBC及插刀P的行程s。 分析： 要点在于掌握极位夹角的定义。 P A 当D至最左及最右位置时，P位于最左及最右位置， 所以 s=2*LAD=80mm。 当P处于两个极限位置时，C处于图示红、蓝位置， 故 LBC=LAB/COS（ θ/2）=61mm 小结：曲柄和导杆都作整周转动，需要明确的是极位夹角是从动件处于极限位置时，对应主动件两位置所夹锐角夹角。 解：θ=180*（k-1)/(k+1)=69.91o P1 A C1 C2 D2 D1 P2 P 例5：已知图示机构的尺寸及原动件1的角速度 。 求：（1）图示机构共有多少个瞬心？其中几个是绝对瞬心？ （2）标出所有瞬心的位置； （3）用瞬心法求M点的速度 1 2 3 4 M P12位于n1n1上且与P14、P24共线 P23位于n2n2上且与P12、P13共线 P34 导路 处 P13与P14、P34共线 P23与P24、P34共线 分析： 因此，求解顺序为P12 P23 P13，如图示 解：（1）瞬心数目 其中有3个绝对瞬心。 ∞ 1 2 3 4 M P34 ∞ P14 P24 P23 Vp23 n1 n1 P12 P13 P34 ∞ P34 n2 n2 P12 P14 P23 1 2 3 4 P34 解：（1）瞬心数目 其中有3个绝对瞬心。 （2）瞬心位置如图所示 ： （3） 方向： 与 同向，顺时针方向。 方向如图所示。 ∞ 1 2 3 4 M P34 ∞ P14 P24 P23 Vp23 n n P12 P13 P34 ∞ P34 四、图示六杆机构中，原动件2