第34章習題參考答案

1、第3章14如圖所不，設(shè)己知四桿機構(gòu)各構(gòu)件的長度為“ = 240"”"，方= 600 mm ,c = AQOnun.d = 500mm。 試問：1）當取桿4為機架時，是否有曲柄存在？2）若各桿長度不變，能否以選不同桿為機架的辦法獲得雙曲柄機構(gòu)和雙搖桿機構(gòu)?如何獲得?3）若a. b、c三桿的長度不變，取桿4為機架，要獲得曲柄搖桿機構(gòu),d的取值范圍應(yīng)為何值？：題8-6圖解 因a+b=240+600=840<900=400+500=c+d且最短桿1為連架軒.故當取桿4為機架時, 有曲柄存在。“（2）、能。要使此此機構(gòu)成為雙曲柄機構(gòu)，則應(yīng)取1桿為機架；兩使此機構(gòu)成為雙搖桿 機構(gòu)

2、，則應(yīng)取桿3為機架。（3）要獲得曲柄搖桿機構(gòu),d的取值范圍應(yīng)為240-760nmio14在圖所示的較鏈四桿機構(gòu)中，各桿的長度為/x = 28itun » I. = 52i）un > I、=50mm , /4 = 72inni, 試求：1）當取桿4為機架時，該機構(gòu)的極位夾角8、桿3的最人擺角©、最小傳動角益和行程速比系數(shù)K;2）當取桿1為機架時，將演化成何種類型的機構(gòu)?為什么？并說明這時C、D兩個轉(zhuǎn)動副是周轉(zhuǎn)副還是擺轉(zhuǎn)副；3）當取桿3為機架時，又將演化成何種機構(gòu)?這時A、B兩個轉(zhuǎn)動副是否仍為周轉(zhuǎn)副？題8-8圖解柞出機構(gòu)的兩個極位，如圖，并由圖中量得:0=1&6&

3、#176;冷=70.6°, y nun=22.7 °l_180+0_180" + 18.6°_“2-180 -6> _180°-18.61_ *(2) 由28+72 <52+50可知圖示較鏈四桿機構(gòu)各桿長度符合桿長條件；小最短桿1 為機架時，該機構(gòu)將演化成雙曲柄機構(gòu)；最短桿1參與構(gòu)成的轉(zhuǎn)動副A、E都是周轉(zhuǎn)副而 C、D為擺轉(zhuǎn)副；(3) 當取桿3為機架時，最短桿變?yōu)檫B桿，又將演化成雙搖桿機構(gòu)，此時A、E仍為 周轉(zhuǎn)副。31設(shè)計一曲柄滑塊機構(gòu)，設(shè)已知滑塊的行程速度變化系數(shù)K=l. 5,滑塊的沖程H=50 nun, 偏距e=20 nmio并求

4、其最大壓力角a maxoW：計算0 = 180 D = 180 0) = 36并取相應(yīng)比例尺*1根據(jù)滑塊的行程H作出極位 k + 11.5 + 1及作0圓，作偏距線，兩者的交點即較鏈所在的位置，由圖可得：1ab= 口 1. (AC2-AC 1)/2 = 17nmi, 1bc= 口 1* (AC+AC i)/2=36nini16試求圖示各機構(gòu)在圖示位置時全部瞬心的位置(用符號P,直接標注在圖上)B(a)(b)參考答案:17.在圖示的四桿機構(gòu)中，LAB=60mm, LcD=90inm,Lad=Lbc= 1 20ihiil C02=10rad/s,試用瞬心 法求：1) 當1)=165°時，

5、點的速度W：2) 當1)=1650時，構(gòu)件3的EC線上速度最小的一點E的位置及速度的人小；3）當Vc=o時，e角之值（有兩個解）。處=0. 003m/mmB（3分）M嚴 ab)參考答案：1以迪定的比憑尺敗作機構(gòu)運動簡圖（圖厲（2分）2）求定出凝心的位置圖6）因月3為掏弼洪地對瞬2'，列有 心=昕/伽=必他任鬲= /Qxcf.Q6/oix78二 2 占& cn« ;丸=刃 cpl3 £0J u03*52X2 邦=O4 俘）3）定出構(gòu)件3的EC線上速度層 小的點E的位班因城上連凌最小W圭8占列玄為師龜晟屋.竝Ad打施頃"蚩戰(zhàn)支孑（3分）點E 由也可舞如

6、=比、蠱心=G333GZ5b =。35（硏、）4）定岀址=0時機構(gòu)的兩個位逹（作于圖。處），駅出<h= 22, 6'20 在圖示的搖塊機構(gòu)中，已知lAB=30mm, lAc=100mm, 1ed=50 mmDE=40 mm,曲柄以等 角速度3】=40rad / S回轉(zhuǎn)，試用圖解法求機構(gòu)在4）】=45。位置時，點D及E的速度和加速度, 以及構(gòu)件2的角速度和角加速度。解（1）以“作機構(gòu)運動簡圖（a）所示。（2）速度分析：以C為重合點，有VC2 = Vb + VC2B = VC3 + VC2C3大小？ 3 iIab ?0'方向 ？丄小丄EC /BC以作速度多邊形圖（b）,再根據(jù)

7、速度影像原理，作厶bde- / ABDE求得d及e,由圖可 得vD= » vpd=0. 23 m / sve= u vpe=0.73m/s3 2= u vbcVlBc=2 rad/s（順時針）(3)加速度分析：以C為重合點，有3c：= 如 + anc2B += 3C3 + 3kC2C3 + 3rC2C3人小 <i> !21aB3 221bC?0 2 3 3Vc2C3 ?方向BAcB 丄 EC丄EC/BC其中 anczB= 3221bc=0.49 ill / s2,akc2C3=2 3VC2C3=0.7m / s，,以作加速度多邊形如圖(c) 所示，由圖可得aD= u 衛(wèi)

8、d =0.6 4m/S2aE= u ap'e'=2.8nvs2a 2=atc2B/lBc= u an'2C'2/lBC=8.36rad/s2（順時針） 22 在圖（a ）示的機構(gòu)中，己知 lAE=70mm,： lAB=40nmi, lEF=60nmi,1de=35 mm,lcD=75mm,lEc=50mm.原動件以等角速度i=10rad/s回轉(zhuǎn).試以圖解法求 機構(gòu)在<l>i=50o位置時.點C的速度和加速度a c解：1）速度分析：以F為重合點.有Vf4=VF5=VFi+VF5Fl以叮作速度多邊形圖如圖（b）得，心）點，再利用速度影像求得b及d點根據(jù)V

9、c=Vb+Vcb=Vd+Vcd繼續(xù)作速度圖，矢量pc就代表了 Vc2）加速度分析：根據(jù) a F4= an F4+ a 4= a fi+ F5Fi+ ar fsfi以u a作加速度多邊形圖（c）,得f（f5）點，再利用加速度影像求得b'及d'點。 根據(jù) ac=aB+aI1cB+atcB=aD+ancD+atcD繼續(xù)作圖，則矢量p'c'就代表了 則求得vc= U vpc=069 m / sac= u apc=3m / s226圖示為一實驗用小電爐的爐門裝置，關(guān)閉時為位置開啟時為位置E,試設(shè)計一個四 桿機構(gòu)來操作爐門的啟閉（各有關(guān)尺寸見圖）。（開啟時，爐門應(yīng)向外開啟，

10、爐門與爐體不得發(fā) 生干涉。而關(guān)閉時，爐門應(yīng)有一個自動壓向爐體的趨勢（圖中S為爐門質(zhì)心位置）。E、C為 兩活動餃鏈所在位置。 g解（1）作出比6的位置：用作圖法求出A及D的位置，并作出機構(gòu)在&位置的運動簡圖, 見下圖，并從圖中量得1ab= U i.AB=95 min1ad= P i.AD =3 3 5mm1cd= * iCD=290mm（2）用柞圖法在爐門上求得B及C點位置，并作出機構(gòu)在位置的運動圖（保留作圖線）。 作圖時將位置E1轉(zhuǎn)至位置E2,見圖并量得1ab= 口 1 AB=92.5 mm1bc= u iBC=1 27.5 nun1cd= u i.CD=262.5 nm29圖示為一己

11、知的曲柄搖桿機構(gòu)，現(xiàn)要求用一連桿將搖桿CD和 滑塊F聯(lián)接起來，使搖 桿的三個已知位置CD、C：D、C,Q和滑塊的三個位置斤、巴、斤相對應(yīng)（圖示尺寸系按比 例繪出）。試確定此連桿的長度及其與搖桿CD較接點的位置。解由題意知，本題實際是為按兩連架汗（搖桿與滑塊）的預定對應(yīng)位置設(shè)計四抒機構(gòu)的同 題。具體作圖過程如卞圖所示。連桿的長度為1EF= U 1E：F2= 1 30 imiio30如圖所示，現(xiàn)欲設(shè)計一較鏈四桿機構(gòu)，設(shè)己知搖桿CD的長lCD = 75mm行程速比系數(shù) K=1.5,機架AD的長度為5 = 100訕，搖桿的一個極限位置與機架間的夾角為肖= 45。，試 求曲柄的長度心和連桿的長度h （有

12、兩組解）。題8 - 23圖解：先計算 & = 180仝=180仝乜=36k + l 1.5 + 1再以相應(yīng)比例尺心作圖可得兩個解：(1) 1ab= U1. (ACACi)/2 =49.5nuiK 1bc= U i. (AC2+ACi)/2=1 19.5nun(2) 1ab= U i. (ACi-AC：)/2 =22mm、bc= U i. (AC：+ACi)/2=48iniii(2)討論如果a A a,應(yīng)采用什么改進設(shè)計的措施?36如圖所示，設(shè)要求四桿機構(gòu)兩連架桿的三組對應(yīng)位置分別為y = 35。， =50。，冬=80。,徑=75。，a廠125%夠= 105。試以解析法設(shè)計此四桿機構(gòu)。解

13、：(1)將Q, 4)的三組對應(yīng)值帶入式(8-17)(初選ao=4>o=O)Cos( a +a 0)=pocos(<t> + 4)0)+picos(<t> + ©o)-(a + Q o)+p2 cos35 = pQ cos 50 + 必 cos(50 - 35 )+ p2得 < cos 80 = A cos 75 + pk cos(75 -80 )+ p2cosl25 = pQ cos 105 + Pi cos(105 -125 ) + p2解之得(計算到小數(shù)點后四位)Po=l.5815. Pi=-1.2637, p2=l.0233(2) 如圖所示，

14、求各桿的相對長度，得n=c/a=po=l.5815, l=-iL''p=l.2515m = yjl2 + if + l-2lp2 =1.5831(3) 求各桿的長度：得d=80.00a=d. 1=80/1.2515=63.923minb=nia=1.5831 x63. 923=101. 197mmc=na=l. 5851 x63. 923=101. 094mm第4章6在題4-1圖中凸輪為半徑為R的圓盤，凸輪為主動件。（1） 寫出機構(gòu)的壓力角a與凸輪轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系;解：(1)、當凸輪轉(zhuǎn)動任意角5時，其壓力角a如圖所示。由圖中幾何關(guān)系有.幺 一 wcosSsui a =R + rr

15、所以機構(gòu)的壓力角a與凸輪轉(zhuǎn)角5之間的關(guān)系為a = arcsiii(f-wcosSR +9-6 在圖示機構(gòu)中，哪個是正偏置?哪個是負偏置刁根據(jù)式(9-24)說明偏置方向?qū)ν馆啓C構(gòu) 壓力角有何影響？題9 - 6圖答 由凸輪的回轉(zhuǎn)中心作推桿軸線的垂線.得垂足點，若凸輪在垂足點的速度沿推桿的推程方向.剛凸輪機構(gòu)為正偏置.反之為負偏置。由此可知.在圖示機溝中，兩個均為正偏置。由ds/ dStan a =-=JoU+s可知.在其他條件不變的情況卞。若為正偏置(e前取減號).由于推程時(ds/d 6)為正.式 中分子ds/d -e<ds/d ,故壓力角a減小。而回程時，由于ds / d $為負，式中分

16、子為|(ds / d5>eH(ds/d6)|+ |e| >ds/d5o故壓力角增大。負偏置時剛相反,即正偏置會使推程壓 力角減小，回程壓力角增人；負偏置會使推程壓力角增犬，回程壓力角減小。9-7試標出題9-6a圖在圖示位置時凸輪機構(gòu)的壓力角，凸輪從圖示位置轉(zhuǎn)過90。后推桿 的位移；并標出題96b圖推桿從圖示位置升高位移s時，凸輪的轉(zhuǎn)角和凸輪機構(gòu)的壓力角。 解 如圖(町所示，用直線連接圓盤凸輪圓心A和滾子中心E,則直線AB與推桿導路之間 所夾的銳角為圖示位置時凸輪機構(gòu)的壓力角。以A為圓心，AB為半徑作圓，得凸輪的理論 廓線圓。連接A與凸輪的轉(zhuǎn)動中心O并延長，交于凸輪的理論廓線于C點。

17、以O(shè)為圓心.以 OC為半徑作圓得凸輪的基圓。以O(shè)為圓心，以O(shè)點到推桿導路的距離OD為半徑作圓得推 桿的偏距圓；。延長推桿導路線交基圓于G-點，以直線連接OG。過O點作OG的垂線，交 基圓于E點。過E點在偏距圓的下側(cè)作切線.切點為H點.交理論廓線于F點，則線段EF 的長即為凸輪從圖示位置轉(zhuǎn)過90后推桿的位移So方法同前，在圖(b)中分別作出凸輪的理論廓線、基圓、推桿的偏距圓。延長推桿導路 線交基圓于G點，以直線連接OG。以O(shè)為圓心，以滾子中心升高s后滾子的轉(zhuǎn)動中心K 到O點的距離OK為半徑作圓弧，交理論廓線于F點。過F點作偏距圓的切線，交基圓于 E點，切點為H。則ZG0E為推桿從圖示位置升高位移

18、s時-凸輪的轉(zhuǎn)角，ZAFH為此時凸 輪機構(gòu)的壓力角。(a)(b)9一8在圖示凸輪機構(gòu)中，圓弧底擺動推桿與凸輪在E點接觸。當凸輪從圖示位置逆時針轉(zhuǎn) 過90。時，試用圖解法標出：1) 推桿在凸輪上的接觸點；2) 擺桿位移角的大??；3) 凸輪機構(gòu)的壓力角。解 如圖所示，以O(shè)為圓心，以O(shè)點到推桿轉(zhuǎn)動中心A的距離AO為半徑作圓，得推桿轉(zhuǎn) 動中心反轉(zhuǎn)位置圓。過O點炸OA的垂線，交推桿轉(zhuǎn)動中心反轉(zhuǎn)位置圓于D點。以O(shè)'為圓心.以O(shè)'點到推桿圓弧圓心C的距離CO'為半徑作圓.得凸輪的理論廓線。以O(shè)為圓心，作圓內(nèi)切于凸輪的理論廓線圓，得凸輪的基圓。以D為圓心，以AC為半徑作圓弧，交凸輪的理

19、論廓線于E點，交凸輪的圓于G點。 用直線連接EO',交凸輪的實際廓線于F點，此即為推桿在凸輪上的接觸點；而ZGDE 即為擺桿的位移角；過E點并垂直于DE的直線與直線EF間所夾的銳角即為此時凸輪機構(gòu) 的壓力角。D25.補全題30圖不完整的從動件位移、速度和加速度線圖，并判斷哪些位置有剛性沖擊,題30圖哪些位置有柔性沖擊。解：補全后的從動件位移、速度和加速度線圖如上右圖所示。在運動的開始時點O, 以及龍/3、4兀/3、5龍/3處加速度有限突變，所以在這些位置有柔性沖擊；在2龍/3和兀 處速度有限突變，加速度無限突變，在理論上將會產(chǎn)生無窮人的慣性力，所以在這些位置有 剛性沖擊。26.在題31圖中所示的擺動滾子從動件盤形凸輪機構(gòu)中，已知擺桿AE在起始位置時垂直A題31圖于OE, G = 40mm , lAB = SO/?/?,滾子半徑/; = 10/m ,凸輪以等角速度co逆時針轉(zhuǎn)動。從動件的運動規(guī)律是：凸輪轉(zhuǎn)過180°,從動件以正弦加速度運動規(guī)律向上擺動30°；凸輪再轉(zhuǎn)過150°時，從動件以等加速等減速運動運動規(guī)律返回原來位置；