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机械原理典型习题 PAGE PAGE 2 第一章 平面机构的结构分析 1、如图a所示为一简易冲床的初拟设计方案，设计者的思路是：动力由齿轮1输入，使轴A连续回转；而固装在轴A上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构将使冲头4上下运动以达到冲压的目的。试绘出其机构运动简图（各尺寸由图上量取），分析其是否能实现设计意图？并提出修改方案。 解 1）取比例尺绘制其机构运动简图（图b）。 2）分析其是否能实现设计意图。 图 a） 由图b可知，，，，， 故： 因此，此简单冲床根本不能运动（即由构件3、4与机架5和运动副B、C、D组成不能运动的刚性桁架），故需要增加机构的自由度。 图 b） 3）提出修改方案（图c）。 为了使此机构能运动，应增加机构的自由度（其方法是：可以在机构的适当位置增加一个活动构件和一个低副，或者用一个高副去代替一个低副，其修改方案很多，图c给出了其中两种方案）。 图 c1） 图 c2） 2、试画出图示平面机构的运动简图，并计算其自由度。 图a） 解：，，， 图 b） 解：，，， 3、计算图示平面机构的自由度。将其中的高副化为低副。机构中的原动件用圆弧箭头表示。 3－1 解3－1：，，，，C、E复合铰链。 3－2 解3－2：，，，，局部自由度 3－3 解3－3：，，， c)4、试计算图示精压机的自由度 c) 解：，， 解：，， （其中E、D及H均为复合铰链） （其中C、F、K均为复合铰链） 5、图示为一内燃机的机构简图，试计算其自由度，并分析组成此机构的基本杆组。又如在该机构中改选EG为原动件，试问组成此机构的基本杆组是否与前者有所不同。 解1）计算此机构的自由度 2）取构件AB为原动件时 机构的基本杆组图为 此机构为 Ⅱ 级机构 3）取构件EG为原动件时 此机构的基本杆组图为 此机构为 Ⅲ 级机构 第二章 平面机构的运动分析 1、试求图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置（用符号直接标注在图上）。 2、在图a所示的四杆机构中，=60mm，=90mm，==120mm，=10rad/s，试用瞬心法求： 当=时，点C的速度； 当=时，构件3的BC线上速度最小的一点E的位置及其速度的大小； 3）当=0 时，角之值（有两个解）。 b) 解1）以选定的比例尺作机构运动简图（图a）。 2）求，定出瞬心的位置（图b） 因为构件3的绝对速度瞬心，则有： 3）定出构件3的BC线上速度最小的点E的位置 c) 因BC线上速度最小之点必与点的距离最近，故从引BC线的垂线交于点E，由图可得： 4）定出=0时机构的两个位置（作于 图C处），量出 3、在图示的机构中，设已知各构件的长度＝85 mm，=25mm，=45mm，=70mm，原动件以等角速度=10rad/s转动，试用图解法求图示位置时点E的速度和加速度以及构件2的角速度及角加速度。 a) μl=0.002m/mm 解1）以=0.002m/mm作机构运动简图（图a） (b) (c) 2）速度分析 根据速度矢量方程： 以＝0.005(m/s)/mm作其速度多边形（图b）。 （继续完善速度多边形图，并求及）。 根据速度影像原理，作，且字母 顺序一致得点e，由图得： （顺时针） （逆时针） 3）加速度分析 根据加速度矢量方程： 以=0.005(m/s2)/mm 作加速度多边形（图c）。 （继续完善加速度多边形图，并求及）。 根据加速度影像原理，作，且字母顺序一致得点，由图得： （逆时针） 4、在图示的摇块机构中，已知=30mm，=100mm，=50m