考研必备机械原理习题集
机械原理习题集

二.综合题1.根据图示机构,画出去掉了虚约束和局部自由度的等效机构运动简图,并计算机构的自由度。
设标有箭头者为原动件,试判断该机构的运动是否确定,为什么?2.计算图示机构的自由度。
如有复合铰链、局部自由度、虚约束,请指明所在之处。
(a ) (b )3.计算图示各机构的自由度。
(a ) (b )C 21ABEDF34567891011G H IJKLADE CHGF IBK123456789(c)(d)(e)(f)4.计算机构的自由度,并进行机构的结构分析,将其基本杆组拆分出来,指出各个基本杆组的级别以及机构的级别。
(a)(b)(c)(d)5.计算机构的自由度,并分析组成此机构的基本杆组。
如果在该机构中改选FG 为原动件,试问组成此机构的基本杆组是否发生变化。
6.试验算图示机构的运动是否确定。
如机构运动不确定请提出其具有确定运动的修改方案。
(a)(b)第三章平面机构的运动分析一、综合题P直接在图上标出)。
1、试求图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置(用符号ij2、已知图示机构的输入角速度ω1,试用瞬心法求机构的输出速度ω3。
要求画出相应的瞬心,写出ω3的表达式,并标明方向。
3、在图示的齿轮--连杆组合机构中,试用瞬心法求齿轮1与3的传动比ω1/ω2。
4、在图示的四杆机构中,AB l =60mm, CD l =90mm, AD l =BC l =120mm, 2ω=10rad/s ,试用瞬心法求:(1)当ϕ=165°时,点C 的速度c v ;(2)当ϕ=165°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0c v =时,ϕ角之值(有两个解)。
5、如图为一速度多边形,请标出矢量AB v 、BC v 、CA v 及矢量A v 、B v 、C v 的方向?6、已知图示机构各构件的尺寸,构件1以匀角速度ω1转动,机构在图示位置时的速度和加速度多边形如图b)、c) 所示。
机械原理习题册

机械原理习题册
以下是一些机械原理的习题:
1. 一根杆可以倚在一个固定的墙上。
如果杆的长度为2m,重量为200N,并且与地面的夹角为30°,求杆在墙上的反作用力和地面的支撑力。
2. 一个物体以10m/s的速度从2m高的地方自由落下,求物体落地时的速度和落地时所具有的动能。
3. 一个箱子静止地放在水平地面上,箱子的质量为40kg。
如果施加了30N的水平力,求箱子所受的摩擦力和加速度。
4. 一个弹簧常数为500N/m的弹簧被压缩了10cm,求所施加的力和压缩弹簧的弹力。
5. 一辆汽车行驶在一个半径为100m的水平转弯道上,汽车的质量为1000kg。
求汽车行驶的速度和所需的向心力。
6. 一个20kg的物体被绳子吊在空中,求绳子所承受的张力和物体的重力。
7. 一个斜面上放置一个10kg的物体,斜面的倾角为30°。
求物体下滑的加速度。
8. 一个物体以4m/s的速度水平投掷,落地时与水平面的夹角为30°。
求物体的水平速度和垂直速度。
9. 一个滑块以3m/s的速度沿水平桌面滑动,最终停下来。
求滑块所受的摩擦力和滑动的距离。
10. 一个重量为50N的物体被施加了一个50N的向上的力,求物体的加速度。
机械原理习题集全答案

平面机构的构造分析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上下运动以到达冲压的目的。
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l μ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,3=n ,4=l p ,1=h p ,0='p ,0='F 故:00)0142(33)2(3=--+⨯-⨯='-'-+-=F p p p n F h l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:3=n ,4=l p ,0=h p ,123=--=h l p p n F图b 〕解:4=n ,5=l p ,1=h p ,123=--=h l p p n F3、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3-1:7=n ,10=l p ,0=h p ,123=--=h l p p n F ,C 、E 复合铰链。
3-2 解3-2:8=n ,11=l p ,1=h p ,123=--=h l p p n F ,局部自由度3-3 解3-3:9=n ,12=l p ,2=h p ,123=--=h l p p n F4、试计算图示精压机的自由度解:10=n ,15=l p ,0=h p 解:11=n ,17=l p ,0=h p13305232=⨯-+⨯='-'+'='n p p p h l 26310232=⨯-⨯='-'+'='n p p p h l0='F 0='FF p p p n F h l '-'-+-=)2(3F p p p n F h l '-'-+-=)2(310)10152(103=--+⨯-⨯=10)20172(113=--+⨯-⨯=〔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根本杆组。
机械原理考研试题及答案

机械原理考研试题及答案一、选择题(每题2分,共10分)1. 在机械原理中,机构的自由度是指机构的()。
A. 运动的独立参数数目B. 构件数目C. 运动轨迹的数量D. 运动的复杂程度答案:A2. 铰链四杆机构中,若最短杆的长度为其他三杆长度之和的一半,则该机构为()。
A. 双曲柄机构B. 双摇杆机构C. 曲柄摇杆机构D. 摇杆曲柄机构答案:A3. 以下哪个不是平面四杆机构的类型?()A. 曲柄摇杆机构B. 双摇杆机构C. 双曲柄机构D. 曲柄滑块机构答案:D4. 机械原理中,机构的传动角是指()。
A. 从动件与主动件之间的夹角B. 传动轴与从动轴之间的夹角C. 从动件与传动轴之间的夹角D. 主动件与传动轴之间的夹角答案:C5. 曲柄滑块机构中,若滑块的行程为曲柄长度的两倍,则该机构为()。
A. 快速机构B. 慢速机构C. 等速机构D. 非等速机构答案:B二、填空题(每题2分,共10分)1. 机构中,若两个运动副的轴线在同一平面内,且两轴线相交,则该运动副为______。
答案:铰链副2. 四杆机构中,若最短杆的长度为其他三杆长度之和,则该机构为______机构。
答案:双曲柄3. 在机械原理中,机构的死点位置是指______。
答案:曲柄与连杆共线的位置4. 机构的自由度计算公式为______。
答案:F = 3(n-1) - 2p5. 曲柄滑块机构中,若滑块的行程为曲柄长度的一半,则该机构为______机构。
答案:等速三、简答题(每题5分,共20分)1. 简述机构自由度的概念及其计算方法。
答案:机构自由度是指机构在空间中可以独立运动的参数数目。
计算方法为F = 3(n-1) - 2p,其中n为机构的构件数,p为机构的低副数。
2. 解释曲柄滑块机构的工作原理。
答案:曲柄滑块机构是一种将旋转运动转换为直线运动的机构。
曲柄通过连杆驱动滑块在导轨上做往复直线运动。
3. 描述四杆机构的类型及其特点。
答案:四杆机构有曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构。
机械原理练习题库(附答案)

机械原理练习题库(附答案)一、单选题(共50题,每题1分,共50分)1、冲压机采用的是()机构。
A、摆动导杆B、曲柄滑块C、移动导杆正确答案:B2、具有结构简单、定位可靠、能承受较大的轴向力等特点,广泛应用于各种轴上零件的轴向固定是()。
A、紧定螺钉B、轴肩与轴环C、紧定螺钉与挡圈正确答案:B3、从动件作等速运动规律的位移曲线形状是()。
A、斜直线B、双曲线C、抛物线正确答案:A4、10.V带顶面应与带轮外缘表面()一些。
A、平齐B、平齐或略高C、略高D、略低正确答案:B5、从动件作等加速等减速运动规律的位移曲线是()。
A、双曲线B、抛物线C、斜直线正确答案:B6、传动比大且准确的传动是()。
A、蜗轮蜗杆传动B、齿轮传动C、链传动正确答案:A7、基圆上的压力角等于()。
A、40︒B、20︒C、0︒正确答案:C8、内燃机的配气机构采用了()机构。
A、铰链四杆B、齿轮C、凸轮正确答案:C9、在轮系中,()即可以是主动轮又可以是从动轮,对总传动比没有影响,起改变齿轮副中从动轮回转方向的作用。
A、惰轮B、蜗轮蜗杆C、锥齿轮正确答案:A10、国家标准规定,斜齿圆柱齿轮的()模数和压力角为标准值。
A、端面B、法面和端面C、法面正确答案:C11、在键连接中,对中性好的是()。
A、切向键B、平键C、楔键正确答案:B12、在一般机械传动中,常用于数控机床、纺织机械的带传动是()。
A、平带传动B、普通V带传动C、同步带传动正确答案:C13、下列连接中属于不可拆连接的是()。
A、焊接B、螺纹连接C、销连接正确答案:A14、铰链四杆机构中,各构件之间均以()相连接。
A、螺旋副B、移动副C、转动副正确答案:C15、()花键形状简单、加工方便,应用较为广泛。
A、渐开线B、三角形C、矩形齿正确答案:C16、在闭式传动中,()润滑适用于中速机器中轴承的润滑。
A、油环B、压力C、润滑脂正确答案:B17、两被连接件上均为通孔且有足够装配空间的场合应采用()。
机械原理考研题库及答案详解大全

机械原理考研题库及答案详解大全机械原理考研题库及答案详解大全机械原理是机械工程专业考研的重要科目之一,涉及到力学、材料力学、结构力学等多个方面的知识。
为了帮助考生更好地备考,本文将为大家提供一份机械原理考研题库及答案详解大全。
第一部分:力学基础1. 以下哪个不是刚体力学的基本假设?A. 刚体是一个质点系B. 刚体的形状和大小不变C. 刚体的内部无任何相对运动D. 刚体上任意两点之间的距离不变答案:A解析:刚体力学的基本假设包括刚体的形状和大小不变、刚体的内部无任何相对运动、刚体上任意两点之间的距离不变。
刚体是一个质点系并不是刚体力学的基本假设。
2. 以下哪个不是刚体力学的基本定律?A. 牛顿第一定律B. 牛顿第二定律C. 牛顿第三定律D. 动量守恒定律答案:D解析:刚体力学的基本定律包括牛顿第一定律、牛顿第二定律和牛顿第三定律。
动量守恒定律是力学的基本定律,但不属于刚体力学的基本定律。
3. 以下哪个不是刚体力学的基本方程?A. 动力学方程B. 运动学方程C. 平衡方程D. 动量守恒方程答案:D解析:刚体力学的基本方程包括动力学方程、运动学方程和平衡方程。
动量守恒方程是力学的基本方程,但不属于刚体力学的基本方程。
第二部分:材料力学1. 以下哪个不是材料力学的基本假设?A. 弹性体的应力与应变之间存在线性关系B. 弹性体的体积不变C. 材料的应力与应变之间存在线性关系D. 材料的应力与应变之间存在非线性关系答案:D解析:材料力学的基本假设包括弹性体的应力与应变之间存在线性关系、弹性体的体积不变、材料的应力与应变之间存在线性关系。
材料的应力与应变之间存在非线性关系并不是材料力学的基本假设。
2. 以下哪个不是材料力学的基本定律?A. 霍克定律B. 应力应变关系C. 应力平衡定律D. 应变平衡定律答案:D解析:材料力学的基本定律包括霍克定律、应力应变关系和应力平衡定律。
应变平衡定律是材料力学的基本定律,但不属于刚体力学的基本定律。
机械原理习题集

机械原理习题集文档编制序号:[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]二.综合题1.根据图示机构,画出去掉了虚约束和局部自由度的等效机构运动简图,并计算机构的自由度。
设标有箭头者为原动件,试判断该机构的运动是否确定,为什么2.计算图示机构的自由度。
如有复合铰链、局部自由度、虚约束,请指明所在之处。
(a)(b)3.计算图示各机构的自由度。
(a)(b)(c)(d)(e)(f)4.计算机构的自由度,并进行机构的结构分析,将其基本杆组拆分出来,指出各个基本杆组的级别以及机构的级别。
(a)(b)(c)(d)5.计算机构的自由度,并分析组成此机构的基本杆组。
如果在该机构中改选FG为原动件,试问组成此机构的基本杆组是否发生变化。
6.试验算图示机构的运动是否确定。
如机构运动不确定请提出其具有确定运动的修改方案。
(a)(b)第三章平面机构的运动分析一、综合题P直接在图上标出)。
1、试求图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置(用符号ij2、已知图示机构的输入角速度1,试用瞬心法求机构的输出速度3。
要求画出相应的瞬心,写出3的表达式,并标明方向。
3、在图示的齿轮--连杆组合机构中,试用瞬心法求齿轮1与3的传动比ω1/ω2。
4、在图示的四杆机构中,AB l =60mm, CD l =90mm, AD l =BC l =120mm, 2ω=10rad/s ,试用瞬心法求:(1)当ϕ=165°时,点C 的速度c v ;(2)当ϕ=165°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0cv =时,ϕ角之值(有两个解)。
5、如图为一速度多边形,请标出矢量AB v 、BC v 、CA v 及矢量A v 、B v 、C v 的方向6、已知图示机构各构件的尺寸,构件1以匀角速度ω1转动,机构在图示位置时的速度和加速度多边形如图b)、c) 所示。
(1)分别写出其速度与加速度的矢量方程,并分析每个矢量的方向与大小,(2)试在图b)、c) 上分别标出各顶点的符号,以及各边所代表的速度或加速度及其指向。
机械原理习题集

机械原理习题集
1. 两个齿轮相互啮合,一个齿轮有20个齿,另一个齿轮有40
个齿,若小齿轮每秒转动100次,则大齿轮每秒转动多少次?
2. 一个泵的输出转速为600转/分钟,输出功率为10千瓦,叶
片直径为0.5米,求泵的最大扬程。
3. 一台机床的主轴转速为1500转/分钟,主轴齿轮带动一组齿轮,最后输出给砂轮的转速为1200转/分钟,求齿轮组的传动比。
4. 一个缸体的活塞被液压缸推动,活塞的直径为0.2米,液压
缸的半径为0.05米,当液压缸施加的力为10千牛时,活塞受
到的力是多少?
5. 一个滑块轴承的半径为0.1米,轴承内径为0.05米,外径为0.2米,滑块负荷为1000牛,求滑块轴承的最大接触应力。
6. 一个弹簧的刚度系数为10千牛/米,原长为1米,当受到10牛的拉力时,弹簧的伸长是多少?
7. 一个摩擦片的材料摩擦系数为0.2,受到10千牛的正常力时,摩擦力是多少?
8. 一根悬挂在天花板上的弹簧,原长为1米,当挂上一个质量为10千克的物体后,弹簧的伸长是多少?
9. 一个齿轮箱的输入齿轮有20个齿,输出齿轮有40个齿,输入齿轮每分钟转动100次,则输出齿轮每秒转动多少次?
10. 一个传动带的直径为1米,受到的张力为1000牛,传动带的最大应力是多少?。
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【思考题】1. 何谓机器,何谓机构?它们有什么区别与联系?2. 参照内燃机的机构分析,试对机械手进行分解,说明它是由哪些机构组成的。
3.何谓零件和构件?两者的区别是什么?4.何谓运动副?满足什么条件两个构件之间才能构成运动副?5.何谓“高副”和“低副”?在平面机构中高副和低副一般各带入几个约束?6.具备什么条件,运动链才具有运动的可能性?7.具备什么条件,运动链才具有运动的确定性?8.具备什么条件,运动链才能成为机构?9.机构运动分析包括哪些内容?对机构进行运动分析的目的是什么?10.什么叫速度瞬心?相对速度瞬心和绝对速度瞬心有什么区别?11.在进行机构运动分析时,速度瞬心法的优点及局限是什么?12.什么叫三心定理?13.什么是摩擦角?移动副中总反力是如何定的?14.何谓当量摩擦系数及当量摩擦角?引入它们的目的是什么?15.矩形螺纹和三角形螺纹螺旋副各有何特点?各适用于何种场合?16.何谓摩擦圆?摩擦圆的大小与哪些因素有关?17.为什么实际设计中采用空心的轴端?18.何谓机械效率?效率高低的实际意义是什么?19.何谓实际机械、理想机械?两者有何区别?20.什么叫自锁?在什么情况下移动副、转动副会发生自锁?21.机械效率小于零的物理意义是什么?22.工作阻力小于零的物理意义是什么?从受力的观点来看,机械自锁的条件是什么?23.机械系统正行程、反行程的机械效率是否相等?为什么?24.什么是连杆、连架杆、连杆机构?连杆机构适用于什么场合?不适用于什么场合?25.平面四杆机构的基本形式是什么?它有哪几种演化方法?其演化的目的何在?26.什么叫整转副、摆转副?什么叫曲柄?曲柄一定是最短构件吗?机构中有整转副的条件是什么?27.什么叫低副运动可逆性?它在连杆机构研究中有何具体应用?28.什么是连杆机构的急回特性?它用什么来表达?什么叫极位夹角?它与机构的急回特性有何关系?29.什么叫连杆机构的压力角、传动角?四杆机构的最大压力角发生在什么位置?研究传动角的意义是什么?30.什么叫"死点"?它在什么情况下发生?与"自锁"有何本质区别?如何利用和避免"死点"位置?31.平面连杆机构设计的基本命题有哪些?设计方法有哪些?它们分别适用在什么设计条件下?32.在用图解法进行函数生成机构的设计时,刚化、反转的目的何在?其依据是什么?33.用反转法设计盘形凸轮的廓线时,应注意哪些问题?移动从动件盘形凸轮机构和摆动从动件盘形凸轮机构的设计方法各有什么特点?34.何谓凸轮的偏距圆?35.何谓凸轮的理论廓线?何谓凸轮的实际廓线?两者有何区别与联系?36.理论廓线相同而实际廓线不同的两个对心移动从动件盘形凸轮机构,其从动件的运动规律是否相同?37.一个齿轮不同圆上的压力角和模数是否相同?是否都是标准值?38.为什么模数值要标准化?39.标准为什么规定压力角为20°?40.如果齿轮的五个基本参数中,除模数以外其余四个基本参数都相同,齿轮的几何尺寸有何不同?41.确定蜗杆头数和蜗轮的齿数要考虑哪些问题?42.何谓蜗杆蜗轮机构的中间平面?在中间平面内,蜗杆蜗轮传动相当于什么传动?43.确定蜗杆直径系数的目的是什么?的大小对蜗杆蜗轮机构有什么影响?它与蜗杆分度圆直径是什么关系?44.何谓圆锥齿轮的背锥和当量齿轮?引入背锥和当量齿轮的目的是什么?当量齿数如何计算?45.在直齿圆锥齿轮中何处为标准值?46.什么是惰轮?它在轮系中起什么作用?47.在定轴轮系中,如何来确定首、末两轮转向间的关系?48.什么叫周转轮系的"转化机构"?它在计算周转轮系传动比中起什么作用?49.在差动轮系中,若已知两个基本构件的转向,如何确定第三个基本构件的转向?50.周转轮系中两轮传动比的正负号与该周转轮系转化机构中两轮传动比的正负号相同吗?为什么?51.计算混合轮系传动比的基本思路是什么?能否通过给整个轮系加上一个公共的角速度的方法来计算整个轮系的传动比?为什么?52.如何从复杂的混合轮系中划分出各个基本轮系?53.定轴轮系有哪些功能?设计定轴轮系时,应考虑哪几方面的问题?54.什么样的轮系可以进行运动的合成和分解?55.棘轮机构有几种类型,它们分别有什么特点,适用于什么场合?56.内槽轮机构与外槽轮机构相比有何优点?57.平面槽轮机构中主动销轮上的圆柱销进入或退出槽轮上的滑槽时,它们的相对位置关系如何?58.在槽轮机构中,当主动件与从动件脱离接触之后,如何保证从动件静止?59.一般机械的运转过程分为哪三个阶段?在这三个阶段中,输入功、总耗功、动能及速度之间的关系各有什么特点?60.为什么要建立机器等效动力学模型?建立时应遵循的原则是什么?61.在机械系统的真实运动规律尚属未知的情况下,能否求出其等效力矩和等效转动惯量?为什么?62.飞轮的调速原理是什么?为什么说飞轮在调速的同时还能起到节约能源的作用?63.何谓机械运转的"平均速度"和"不均匀系数"?64.飞轮设计的基本原则是什么?为什么飞轮应尽量装在机械系统的高速轴上?系统上装上飞轮后是否可以得到绝对的匀速运动?65.机械系统在加飞轮前后的运动特性和动力特性有何异同(比较主轴的ωm,ωmax,选用的原动机功率、启动时间、停车时间,系统中主轴的运动循环周期、系统的总动能)?66.何谓最大盈亏功?如何确定其值?67.如何确定机械系统一个运动周期最大角速度Wmax与最小角速度Wmin 所在位置?68.为什么机械会出现非周期性速度波动,如何进行调节?69.机械的自调性及其条件是什么?70.离心调速器的工作原理是什么?71.机械平衡分为哪几类?何谓刚性转子与挠性转子?72.对于作往复移动或平面运动的构件,能否在构件本身将其惯性力平衡?73.机械的平衡包括哪两种方法?它们的目的各是什么?74.刚性转子的平衡设计包括哪两种设计?它们各需要满足的条件是什么?75.经过平衡设计后的刚性转子,在制造出来后是否还要进行平衡试验?为什么?76.简述机械执行系统方案设计的过程,并说明各设计阶段的具体内容。
【典型习题】习题1.在右图所示机构中,构件AB, EF, CD相互平行且相等,试计算该机构的自由度。
分析:注意机构中的复合铰链、局部自由度及虚约束。
解:去掉机构中的局部自由度和虚约束,则,通过公式计算得习题2.1)找出图中六杆机构的所有瞬心位置。
2)角速度比ω4/ ω2是多少?3)角速度比ω5/ω2是多少?4)求点C的速度。
解 1)找瞬心位置时,首先分析此六杆机构的瞬心数N =15。
它们是:P16,P15,P14,P13,P12,P26,P25,P24,P23,P36,P35,P34,P46,P45,P56。
为确保找对以上瞬心,可以利用下图所示的瞬心多边形。
图中,多边形各顶点上的数字代表机构中各构件的编号,两顶点之间的连线代表一个瞬心。
各瞬心位置可用所学知识定出:两构件直接组成转动副时,转动副中心即为两构件的瞬心;两构件组成移动副时,瞬心位于垂直于导路的无穷远处;两构件不直接构成运动副时,可运用“三心定理”。
所求瞬心位置如上图所示。
2)求ω4ω2因P24即构件2与构件4上的等速重合点,故有ω2··μi= ω4··μi所以ω4/ω2=/3)求ω5ω2找出构件2与构件5的等速重合点即P25,则:ω2··μi=ω5··μiω5 /ω2 = /4)求点C的速度C 为杆5 上的点,故υc=ω5 ·v ·μiω5 = ( /)·ω2故υc= ·/·ω2 ·μi另外由于 C 点亦为滑块 6 上的点,滑块 6 上各点速度相等,故也可用P26求得。
υc =υP26=·ω2·μi由以上求解过程可知,当用瞬心法求某两构件之角速度比或某点速度时,用到的仅为几个与求解有关的瞬心,故在题目中不要求找所有的瞬心时,则用哪个瞬心找哪个瞬心。
此外求构件上某点速度时,可能有多种求解方法,在进行分析时应力求简便。
瞬心法最大的特点是直观,从上题分析中可知,构件间的速度瞬心与构件所处位置有关,瞬心法求出的构件间的角速比或构件的速度具有瞬时性,当机构运动至下一瞬时后,构件间的瞬心位置将发生变化,构件间的角速比及构件上某点的速度亦相应发生变化。
习题3.在图中已知l BC=100mm, l CD=70mm, l AD=50mm,AD为固定件。
(1)如果该机构能成为曲柄摇杆机构,且AB为曲柄,求l AB的值;(2)如果该机构能成为双曲柄机构,求l的值;AB(3)如果该机构能成为双摇杆机构,求lAB解:这是一个需要灵活运用格拉霍夫(Grashoff)定律的题目。
(1)如果能成为曲柄摇杆机构,则机构必须满足“最长杆与最短杆长度之和小于或等于其它两杆长度之和,且AB为最短杆”。
则有l+ l BC≤l CD + l ADAB代入各杆长度值,得l AB ≤20mm(2)如果能成为双曲柄机构,则应满足“最长杆与最短杆长度之和小于或等于其它两杆长度之和,且杆AD为最短杆”。
则1)若BC为最长杆,即l AB≤100mm,则l+ l AD ≤ l AB+ l CDBCl≥80mmAB所以80mm≤l AB ≤100mm2)若AB为最长杆,即l AB≥100mm,则l+ l AD≤ l BC+ l CDABl≤120mmAB所以100mm≤l AB≤120mm将以上两种情况进行分析综合后,l AB的值应在以下范围内选取,即80mm≤l AB≤120mm(3) 若能成为双摇杆机构,则应分两种情况分析。
第一种情况:机构各杆件长度满足“杆长之和条件”,但以最短杆的对边为机架;第二种情况:机构各杆件长度不满足“杆长之和条件”。
在本题目中,AD已选定为固定件,则第一种情况不存在。
下面就第二种情况进行分析。
1)当l AB <50mm,AB为最短杆,BC为最长杆l+ l BC> l CD + l ADABl> 20mmAB即 20mm<l AB< 50mm2) 当l AB∈[50,70)以及l AB∈[70,100)时,AD为最短杆,BC为最长杆,则l+ l BC > l AB + l CDADl< 80mmAB即50mm ≤ l AB < 80mm3)当l AB >100时,AB 为最长杆,AD为最短杆,则l+ l AD> + l CDABl> 120 mmAB另外,AB增大时,还应考虑到,BC与CD成伸直共线时,需构成三角形的边长关系,即l< ( l BC + l CD) + l ADABl< 220 mmAB则 120 mm < l AB <220 mm综合以上情况,可得l AB的取值范围为:除以上分析方法外,机构成为双摇杆机构时,l AB 的取值范围亦可用以下方法得到:对于以上给定的杆长,若能构成一个铰链四杆机构,则它只有三种类型:曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构。