機(jī)械原理習(xí)題課件

1.5計(jì)算下列各機(jī)構(gòu)的自由度。注意分析其中的虛約束、局部自由度合復(fù)合鉸鏈等。解：（b）Ｆ＝３×5－２×7＝１（d）Ｆ＝３×9－２×12－2＝１1ppt精選版1.5計(jì)算下列各機(jī)構(gòu)的自由度。注意分析其中的虛約束、局部自e)４、A、D構(gòu)件構(gòu)成了虛約束。Ｆ＝３×7－２×10＝１f)對(duì)稱結(jié)構(gòu)構(gòu)成虛約束。Ｆ＝３×5－２×7＝１2ppt精選版e)４、A、D構(gòu)件構(gòu)成了虛約束。f)對(duì)稱（g）對(duì)稱結(jié)構(gòu)構(gòu)成虛約束Ｆ＝３×3－２×3－2＝１3ppt精選版（g）對(duì)稱結(jié)構(gòu)構(gòu)成虛約束3ppt精選版1.6說(shuō)明圖示各機(jī)構(gòu)的組成原理，并判別機(jī)構(gòu)的級(jí)別和所含桿組的數(shù)目。（a）解：Ｆ＝３×5－２×7＝14ppt精選版1.6說(shuō)明圖示各機(jī)構(gòu)的組成原理，并判別機(jī)構(gòu)的級(jí)別和所含桿（c）解：Ｆ＝３×7－２×10＝15ppt精選版（c）解：5ppt精選版（e）解：Ｆ＝３×9－２×12＝16ppt精選版（e）解：6ppt精選版b）解：Ｆ＝３×３－２×３－２＝１其中Ｂ、Ｄ處的滾子具有局部自由度。高副低代后的瞬時(shí)替代機(jī)構(gòu)為：Ｆ＝３×５－２×５－２－２＝１1.7計(jì)算圖示各機(jī)構(gòu)的自向度，并在高副低代后，分析組成這些機(jī)構(gòu)的基本桿組及桿組的級(jí)別。7ppt精選版b）解：1.7計(jì)算圖示各機(jī)構(gòu)的自向度，并在高副低Ｆ＝３×4－２×5－1＝１8ppt精選版Ｆ＝３×4－２×5－1＝１8ppt精選版（c）解：Ｆ＝３×4－２×4－２＝2其中C處的滾子具有局部自由度。高副低代9ppt精選版（c）解：9ppt精選版10ppt精選版10ppt精選版例在圖c中，分別限ＡＢ及ＥＦ為原動(dòng)件時(shí)，劃分其基本桿組，確定機(jī)構(gòu)的級(jí)別。解：Ｆ＝３×７－２×１０＝１2、３、４構(gòu)件在Ｃ點(diǎn)構(gòu)成復(fù)合鉸。以ＡＢ為原動(dòng)件時(shí)：機(jī)構(gòu)級(jí)別為２級(jí)。以ＥＦ為原動(dòng)件時(shí)：機(jī)構(gòu)級(jí)別為２級(jí)。

11ppt精選版例在圖c中，分別限ＡＢ及ＥＦ為原動(dòng)件時(shí)，劃分其基本桿組，nACIBDEFGHJP1－6F）解：Ｆ＝３×６－２×８－１＝１滾子具有局部自由度，虛約束。高副低代12ppt精選版nACIBDEFGHJP1－6F）解：12ppt精選版CBDAIFGHJPⅢ級(jí)機(jī)構(gòu)13ppt精選版CBDAIFGHJPⅢ級(jí)機(jī)構(gòu)13ppt精選版HIGJACBDFPⅡ級(jí)機(jī)構(gòu)14ppt精選版HIGJACBDFPⅡ級(jí)機(jī)構(gòu)14ppt精選版2.5在圖示的連桿機(jī)構(gòu)中，已知各構(gòu)件的尺寸為：lAB＝160mm，lBC＝260mm，lCD＝200mm，lAD＝80mm；并已知構(gòu)件AB為原動(dòng)件，沿順時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)，試確定：(1)四桿機(jī)構(gòu)ABCD的類型；(2)該四桿機(jī)構(gòu)的最小傳動(dòng)角γmin；(3)滑塊F的行程速度變化系數(shù)K。15ppt精選版2.5在圖示的連桿機(jī)構(gòu)中，已知各構(gòu)件的尺寸為：lAB＝E1E2C1C2F1B1B2F216ppt精選版E1E2C1C2F1B1B2F216ppt精選版２－7圖示六桿機(jī)構(gòu)中，各構(gòu)件的尺寸為：lAB＝30mm，lBC＝55mm，lAD=50mm，lCD=40mm，lDE＝20mm，lEF＝60mm．滑塊為運(yùn)動(dòng)輸出構(gòu)件．試確定：１）四桿機(jī)構(gòu)ＡＢＣＤ的類型．２）

機(jī)構(gòu)的行程時(shí)間比系數(shù)Ｋ為多少？３）滑塊Ｆ的行程Ｈ為多少？４）

求機(jī)構(gòu)的最小傳動(dòng)角γmin．17ppt精選版２－7圖示六桿機(jī)構(gòu)中，各構(gòu)件的尺寸為：lAB＝30mm解：１）按比例尺作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。2）四桿機(jī)構(gòu)ＡＢＣＤ中，最短桿ＡＢ，最長(zhǎng)桿ＢＣ．因?yàn)閘AB＋lBC≤lCD＋lAD，且以最短桿ＡＢ的鄰邊為機(jī)架,故該四桿機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。3）搖桿ＣＤ處于極限位置時(shí)，滑塊Ｆ亦分別處于其極限位置，先求極位夾角θ，再求行程速比系數(shù)Ｋ．HF2B2C2E2θ＝39.2o行程速比系數(shù)Ｋ＝（１８００＋θ）／（１８００－θ）＝1.56

F1B1C1E1θFCDAEB18ppt精選版解：HF2B2C2E2θ＝39.2oF1B1C1E1θFCD滑塊的行程Ｈ＝F2－F1＝75.67４）機(jī)構(gòu)的最小傳動(dòng)角γmin出現(xiàn)在ＣＤ桿垂直于導(dǎo)路作圖得γmin＝78.4oFCDAEBγmin19ppt精選版滑塊的行程Ｈ＝F2－F1＝75.67FCDAEBγmin12-8題圖所示六桿機(jī)構(gòu)．已知lAB＝200mm，lAC＝585mm，lCD=30mm，lDE=700mm，AC⊥EC，ω1為常數(shù)．試求：１）機(jī)構(gòu)的行程時(shí)間比系數(shù)Ｋ；2）構(gòu)件５的行程Ｈ；3）滑塊的最大壓力角αmax發(fā)生的位置及大小；4）

在其他尺寸不變的情況下，欲使行程為原行程的２倍，問(wèn)曲柄長(zhǎng)度應(yīng)為多少？20ppt精選版2-8題圖所示六桿機(jī)構(gòu)．已知lAB＝200mm，lAC＝5解：1.分析機(jī)構(gòu)極限位置21ppt精選版解：21ppt精選版機(jī)構(gòu)在第一個(gè)極限位置22ppt精選版機(jī)構(gòu)在第一個(gè)極限位置22ppt精選版機(jī)構(gòu)在第二個(gè)極限位置23ppt精選版機(jī)構(gòu)在第二個(gè)極限位置23ppt精選版2.8在圖示的機(jī)構(gòu)中，已知曲柄2順時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)，角速度ω2＝100rad／s，試求在圖示位置導(dǎo)桿4的角速度ω4的大小和方向。P2424ppt精選版2.8在圖示的機(jī)構(gòu)中，已知曲柄2順時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)，角PP13O2O3132P12P23ω2方向：逆時(shí)針?lè)较?.10求圖示機(jī)構(gòu)全部瞬心的位置,構(gòu)件3的角速度ω3的大小和方向。

25ppt精選版PP13O2O3132P12P23ω2方向：逆時(shí)針?lè)较?.2．9試求圖示連桿機(jī)構(gòu)中構(gòu)件4與構(gòu)件2的角速度比ω4／ω2。26ppt精選版2．9試求圖示連桿機(jī)構(gòu)中構(gòu)件4與構(gòu)件2的角速度比ω4／ωP36Vc35、4構(gòu)件上重合點(diǎn)C5、C4的速度方程為：

VC4

=VC5+VC5C4

大??？已知

？方向⊥DC已知∥DCpc5c427ppt精選版P36Vc35、4構(gòu)件上重合點(diǎn)C5、C4的速度方程為：pc5試求題圖示各機(jī)構(gòu)在圖示位置時(shí)全部瞬心的位置28ppt精選版試求題圖示各機(jī)構(gòu)在圖示位置時(shí)全部瞬心的位置28ppt精選版解：速度分析2、3構(gòu)件上重合點(diǎn)B2、B3的速度方程為：VB3=VB2+VB3B2

大??？ω1LAB？方向∥BC⊥AB⊥BCpb2b329ppt精選版解：速度分析pb2b329ppt精選版2）加速度分析大小？LABω12

？0方向∥BCB→A⊥BCp’b2’b3’30ppt精選版2）加速度分析大??？LABω1例：巳知圖示機(jī)構(gòu)的位置，構(gòu)件尺寸及原動(dòng)件AB以等角速度ω1逆時(shí)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，試用相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法作出機(jī)構(gòu)的速度圖和加速度圖，求構(gòu)件3的角速度ω3和角加速度ε3要求：（1）寫(xiě)出作圖的矢量方程和主要步驟；（2）寫(xiě)出ω3、及ε3的表達(dá)式。解（1）速度分析2、3構(gòu)件上重合點(diǎn)B2、B3的速度方程為：VB3=VB2+VB3B2

大??？ω1LAB？方向⊥BC⊥AB∥BC31ppt精選版例：巳知圖示機(jī)構(gòu)的位置，構(gòu)件尺寸及原動(dòng)件AB以等角速度ω1逆pb2b3p’b2’b3’（2）加速度分析大小0？LABω12？0方向∥BCB→A⊥BC32ppt精選版pb2b3p’b2’b3’（2）加速度分析大小0（1）速度分析求B點(diǎn)速度：VB=VA+VBA大小？ω1L1ω2L2

？方向⊥BD

⊥OA⊥BA取速度比例尺μv,速度極點(diǎn)p,作速度多邊形。pba方向：逆時(shí)針。方向：逆時(shí)針。33ppt精選版（1）速度分析取速度比例尺μv,速度極點(diǎn)p,作速度多邊pbac求E點(diǎn)速度：VE=VC+VEC大?。俊?/p>

ω4LEC

？方向∥xx∨⊥ECe作速度多邊形。vE＝μvpe方向：順時(shí)針。34ppt精選版pbac求E點(diǎn)速度：e作速度多邊形。vE＝μvpe（2）加速度分析B點(diǎn)加速度分析的向量方程：大小

L3ω32

？L1ω12L2ω22

L2ε2？方向B→D⊥BDA→OB→A⊥AB加速度極點(diǎn),加速度作圖比例尺作加速度多邊形p’b’’n’a’b’35ppt精選版（2）加速度分析大小L3ω32p’b’’n’a’b’C’大??？∨L4ω42

L4ε4？方向∥xx∨E→C⊥EC作加速度多邊形e’en’方向：順時(shí)針?lè)较?6ppt精選版p’b’’n’a’b’C’大??？2．16圖示為儲(chǔ)存器的一個(gè)側(cè)壁和活動(dòng)項(xiàng)部的兩個(gè)要求位置。試設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)構(gòu)、引導(dǎo)頂部通過(guò)這兩個(gè)位置而不與儲(chǔ)存器的例壁發(fā)生干涉。37ppt精選版2．16圖示為儲(chǔ)存器的一個(gè)側(cè)壁和活動(dòng)項(xiàng)部的兩個(gè)要求位置。2．17欲設(shè)計(jì)一個(gè)如圖示的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。設(shè)已知其搖桿CD的長(zhǎng)度lCD＝75mm，行程速比系數(shù)K＝1.5，機(jī)架AD的長(zhǎng)度lAD＝100mm，又知搖桿的一個(gè)極限位置與機(jī)架間的夾角ψ＝45o，試求其曲柄的長(zhǎng)度lAB和連桿的長(zhǎng)度lBC。38ppt精選版2．17欲設(shè)計(jì)一個(gè)如圖示的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。設(shè)已知其搖桿C解：θ＝36o以AC為b-a，則AC2為b+a→a，b以AC為b＋a，則AC1為b－a→a，bC2C1MB239ppt精選版解：θ＝36oC2C1MB239ppt精選版2-19．題圖示為一已知的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，現(xiàn)要求用一連桿將搖桿ＣＤ和一滑塊Ｆ連接起來(lái)，使搖桿的三個(gè)已知位置C1D、C2D、C3D和滑塊的三個(gè)位置F1、F2、F3相對(duì)應(yīng)。試確定此連桿的長(zhǎng)度及其與搖桿ＣＤ鉸接點(diǎn)的位置。D340ppt精選版2-19．題圖示為一已知的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，現(xiàn)要求用一連桿將搖桿θ21F‘2將DF2轉(zhuǎn)θ21得F’2將DF3轉(zhuǎn)θ31得F’3F’3θ3141ppt精選版θ21F‘2將DF2轉(zhuǎn)θ21得F’2F’3θ3141p1.5計(jì)算下列各機(jī)構(gòu)的自由度。注意分析其中的虛約束、局部自由度合復(fù)合鉸鏈等。解：（b）Ｆ＝３×5－２×7＝１（d）Ｆ＝３×9－２×12－2＝１42ppt精選版1.5計(jì)算下列各機(jī)構(gòu)的自由度。注意分析其中的虛約束、局部自e)４、A、D構(gòu)件構(gòu)成了虛約束。Ｆ＝３×7－２×10＝１f)對(duì)稱結(jié)構(gòu)構(gòu)成虛約束。Ｆ＝３×5－２×7＝１43ppt精選版e)４、A、D構(gòu)件構(gòu)成了虛約束。f)對(duì)稱（g）對(duì)稱結(jié)構(gòu)構(gòu)成虛約束Ｆ＝３×3－２×3－2＝１44ppt精選版（g）對(duì)稱結(jié)構(gòu)構(gòu)成虛約束3ppt精選版1.6說(shuō)明圖示各機(jī)構(gòu)的組成原理，并判別機(jī)構(gòu)的級(jí)別和所含桿組的數(shù)目。（a）解：Ｆ＝３×5－２×7＝145ppt精選版1.6說(shuō)明圖示各機(jī)構(gòu)的組成原理，并判別機(jī)構(gòu)的級(jí)別和所含桿（c）解：Ｆ＝３×7－２×10＝146ppt精選版（c）解：5ppt精選版（e）解：Ｆ＝３×9－２×12＝147ppt精選版（e）解：6ppt精選版b）解：Ｆ＝３×３－２×３－２＝１其中Ｂ、Ｄ處的滾子具有局部自由度。高副低代后的瞬時(shí)替代機(jī)構(gòu)為：Ｆ＝３×５－２×５－２－２＝１1.7計(jì)算圖示各機(jī)構(gòu)的自向度，并在高副低代后，分析組成這些機(jī)構(gòu)的基本桿組及桿組的級(jí)別。48ppt精選版b）解：1.7計(jì)算圖示各機(jī)構(gòu)的自向度，并在高副低Ｆ＝３×4－２×5－1＝１49ppt精選版Ｆ＝３×4－２×5－1＝１8ppt精選版（c）解：Ｆ＝３×4－２×4－２＝2其中C處的滾子具有局部自由度。高副低代50ppt精選版（c）解：9ppt精選版51ppt精選版10ppt精選版例在圖c中，分別限ＡＢ及ＥＦ為原動(dòng)件時(shí)，劃分其基本桿組，確定機(jī)構(gòu)的級(jí)別。解：Ｆ＝３×７－２×１０＝１2、３、４構(gòu)件在Ｃ點(diǎn)構(gòu)成復(fù)合鉸。以ＡＢ為原動(dòng)件時(shí)：機(jī)構(gòu)級(jí)別為２級(jí)。以ＥＦ為原動(dòng)件時(shí)：機(jī)構(gòu)級(jí)別為２級(jí)。

52ppt精選版例在圖c中，分別限ＡＢ及ＥＦ為原動(dòng)件時(shí)，劃分其基本桿組，nACIBDEFGHJP1－6F）解：Ｆ＝３×６－２×８－１＝１滾子具有局部自由度，虛約束。高副低代53ppt精選版nACIBDEFGHJP1－6F）解：12ppt精選版CBDAIFGHJPⅢ級(jí)機(jī)構(gòu)54ppt精選版CBDAIFGHJPⅢ級(jí)機(jī)構(gòu)13ppt精選版HIGJACBDFPⅡ級(jí)機(jī)構(gòu)55ppt精選版HIGJACBDFPⅡ級(jí)機(jī)構(gòu)14ppt精選版2.5在圖示的連桿機(jī)構(gòu)中，已知各構(gòu)件的尺寸為：lAB＝160mm，lBC＝260mm，lCD＝200mm，lAD＝80mm；并已知構(gòu)件AB為原動(dòng)件，沿順時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)，試確定：(1)四桿機(jī)構(gòu)ABCD的類型；(2)該四桿機(jī)構(gòu)的最小傳動(dòng)角γmin；(3)滑塊F的行程速度變化系數(shù)K。56ppt精選版2.5在圖示的連桿機(jī)構(gòu)中，已知各構(gòu)件的尺寸為：lAB＝E1E2C1C2F1B1B2F257ppt精選版E1E2C1C2F1B1B2F216ppt精選版２－7圖示六桿機(jī)構(gòu)中，各構(gòu)件的尺寸為：lAB＝30mm，lBC＝55mm，lAD=50mm，lCD=40mm，lDE＝20mm，lEF＝60mm．滑塊為運(yùn)動(dòng)輸出構(gòu)件．試確定：１）四桿機(jī)構(gòu)ＡＢＣＤ的類型．２）

機(jī)構(gòu)的行程時(shí)間比系數(shù)Ｋ為多少？３）滑塊Ｆ的行程Ｈ為多少？４）

求機(jī)構(gòu)的最小傳動(dòng)角γmin．58ppt精選版２－7圖示六桿機(jī)構(gòu)中，各構(gòu)件的尺寸為：lAB＝30mm解：１）按比例尺作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。2）四桿機(jī)構(gòu)ＡＢＣＤ中，最短桿ＡＢ，最長(zhǎng)桿ＢＣ．因?yàn)閘AB＋lBC≤lCD＋lAD，且以最短桿ＡＢ的鄰邊為機(jī)架,故該四桿機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。3）搖桿ＣＤ處于極限位置時(shí)，滑塊Ｆ亦分別處于其極限位置，先求極位夾角θ，再求行程速比系數(shù)Ｋ．HF2B2C2E2θ＝39.2o行程速比系數(shù)Ｋ＝（１８００＋θ）／（１８００－θ）＝1.56

F1B1C1E1θFCDAEB59ppt精選版解：HF2B2C2E2θ＝39.2oF1B1C1E1θFCD滑塊的行程Ｈ＝F2－F1＝75.67４）機(jī)構(gòu)的最小傳動(dòng)角γmin出現(xiàn)在ＣＤ桿垂直于導(dǎo)路作圖得γmin＝78.4oFCDAEBγmin60ppt精選版滑塊的行程Ｈ＝F2－F1＝75.67FCDAEBγmin12-8題圖所示六桿機(jī)構(gòu)．已知lAB＝200mm，lAC＝585mm，lCD=30mm，lDE=700mm，AC⊥EC，ω1為常數(shù)．試求：１）機(jī)構(gòu)的行程時(shí)間比系數(shù)Ｋ；2）構(gòu)件５的行程Ｈ；3）滑塊的最大壓力角αmax發(fā)生的位置及大小；4）

在其他尺寸不變的情況下，欲使行程為原行程的２倍，問(wèn)曲柄長(zhǎng)度應(yīng)為多少？61ppt精選版2-8題圖所示六桿機(jī)構(gòu)．已知lAB＝200mm，lAC＝5解：1.分析機(jī)構(gòu)極限位置62ppt精選版解：21ppt精選版機(jī)構(gòu)在第一個(gè)極限位置63ppt精選版機(jī)構(gòu)在第一個(gè)極限位置22ppt精選版機(jī)構(gòu)在第二個(gè)極限位置64ppt精選版機(jī)構(gòu)在第二個(gè)極限位置23ppt精選版2.8在圖示的機(jī)構(gòu)中，已知曲柄2順時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)，角速度ω2＝100rad／s，試求在圖示位置導(dǎo)桿4的角速度ω4的大小和方向。P2465ppt精選版2.8在圖示的機(jī)構(gòu)中，已知曲柄2順時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)，角PP13O2O3132P12P23ω2方向：逆時(shí)針?lè)较?.10求圖示機(jī)構(gòu)全部瞬心的位置,構(gòu)件3的角速度ω3的大小和方向。

66ppt精選版PP13O2O3132P12P23ω2方向：逆時(shí)針?lè)较?.2．9試求圖示連桿機(jī)構(gòu)中構(gòu)件4與構(gòu)件2的角速度比ω4／ω2。67ppt精選版2．9試求圖示連桿機(jī)構(gòu)中構(gòu)件4與構(gòu)件2的角速度比ω4／ωP36Vc35、4構(gòu)件上重合點(diǎn)C5、C4的速度方程為：

VC4

=VC5+VC5C4

大小？已知

？方向⊥DC已知∥DCpc5c468ppt精選版P36Vc35、4構(gòu)件上重合點(diǎn)C5、C4的速度方程為：pc5試求題圖示各機(jī)構(gòu)在圖示位置時(shí)全部瞬心的位置69ppt精選版試求題圖示各機(jī)構(gòu)在圖示位置時(shí)全部瞬心的位置28ppt精選版解：速度分析2、3構(gòu)件上重合點(diǎn)B2、B3的速度方程為：VB3=VB2+VB3B2

大??？ω1LAB？方向∥BC⊥AB⊥BCpb2b370ppt精選版解：速度分析pb2b329ppt精選版2）加速度分析大小？LABω12

？0方向∥BCB→A⊥BCp’b2’b3’71ppt精選版2）加速度分析大??？LABω1例：巳知圖示機(jī)構(gòu)的位置，構(gòu)件尺寸及原動(dòng)件AB以等角速度ω1逆時(shí)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，試用相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法作出機(jī)構(gòu)的速度圖和加速度圖，求構(gòu)件3的角速度ω3和角加速度ε3要求：（1）寫(xiě)出作圖的矢量方程和主要步驟；（2）寫(xiě)出ω3、及ε3的表達(dá)式。解（1）速度分析2、3構(gòu)件上重合點(diǎn)B2、B3的速度方程為：VB3=VB2+VB3B2

大??？ω1LAB？方向⊥BC⊥AB∥BC72ppt精選版例：巳知圖示機(jī)構(gòu)的位置，構(gòu)件尺寸及原動(dòng)件AB以等角速度ω1逆pb2b3p’b2’b3’（2）加速度分析大小0？LABω12？0方向∥BCB→A⊥BC73ppt精選版pb2b3p’b2’b3’（2）加速度分析大小0（1）速度分析求B點(diǎn)速度：VB=VA+VBA大??？ω1L1ω2L2

？方向⊥BD

⊥OA⊥BA取速度比例尺μv,速度極點(diǎn)p,作速度多邊形。pba方向：逆時(shí)針。方向：逆時(shí)針。74ppt精選版（1）速度分析取速度比例尺μv,速度極點(diǎn)p,作速度多邊pbac求E點(diǎn)速度：VE=VC+VEC大小？∨

ω4LEC

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