重庆大学机械原理例题选集.ppt
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1、BDCabAdc (1)AD杆杆为为最短杆最短杆(0mm lAD 20mm)例例 1 已已 知知 铰铰 链链 四四 杆杆 机机 构构 ABCD,其其 中中 lAB 20mm,lBC 50mm,lCD 40mm,AD为为机机架架。改改变变lAD的的值值,分分析析机机构构的的类类型型变变化。化。机构有整机构有整转转副的条件:副的条件:lAD 50 20 40lAD 10mm最最长长杆杆整整转转副副整整转转副副最短杆最短杆双曲柄机构双曲柄机构aBbADdCc1.(2)AD杆杆长长介于最短杆与最介于最短杆与最长长杆之杆之间间(20mm lAD 50mm)机构有整机构有整转转副的条件:副的条件:20 5
2、0 lAD 40lAD 30mm最短杆最短杆最最长长杆杆曲柄曲柄摇摇杆机构杆机构aBbADdCcaBbADdCc整整转转副副整整转转副副2.(3)AD杆杆为为最最长长杆杆(50mm lAD 110mm)机构有整机构有整转转副的条件:副的条件:lAD 20 40 50最最长长杆杆最短杆最短杆lAD 70mm曲柄曲柄摇摇杆机构杆机构 当当10mm lAD 30mm和和70mm lAD 110mm时时,由由于于不不满满足杆足杆长长条件,条件,机构无整机构无整转转副,副,为为双双摇摇杆机构。杆机构。思考思考带导带导杆的四杆机构具有整杆的四杆机构具有整转转副的条件副的条件aBbADdCcaBbADdCc
3、整整转转副副整整转转副副3.BCAD 例例2 已已知知铰铰链链四四杆杆机机构构ABCD,lAB 100mm,AB为为原原动动件件lBC 400mm,lCD 300mm,LAD 350mm,AD为为机机架架,判判断断该该铰铰链链四四杆杆机机构构的的类类型型?用用图图解解法法求求作作从从动动件件CD的的最最大大角角位移。位移。解解 1)lAB lBC 500mm lCD lAD 650mm,转转动动副副A、B是是整整转转副副,转转动动副副C、D是是摆摆转转副副。该该机机构构是是曲曲柄柄摇摇杆杆机机构构,AB是是曲柄,曲柄,CD是是摇摇杆。杆。(一一)平面平面连连杆机构的位移分析杆机构的位移分析4.
4、C 1B 1C 2B 2C2B2C1B1C BC 2)选选择择适适当当的的长长度度比比例例尺尺 l,在在图图纸纸上上的的适适当当位位置置水水平平画画 出出 机机 架架 AD(350 l)mm,以以 D为为 圆圆 心心,摇摇 杆杆CD(300 l)mm为为半径画半径画圆圆。3)以以连连杆杆与与曲曲柄柄长长度度之之和和(lBC lAB)l (500 l)mm和和连连杆杆与与曲曲柄柄长长度度之之差差(lBC lAB)l(300 l)mm为为半半径径,以以A为为圆圆心心画画圆圆弧弧,与与以以摇摇杆杆长长CD画画的的圆圆交交于于C1、C 1 和和C2、C 2。得得到到四四杆杆长长度度相相同同,但但装装配
5、配形形式式不不同同的的两两个个曲曲柄柄摇摇杆杆机机构构ABCD和和ABCD。AD极位极位夹夹角角 摇摇杆杆摆摆角角 5.例例 3 已已 知知 摆摆 动动 导导 杆杆 机机 构构 导导 杆杆 的的 摆摆 角角 60,机机 架架lAD 300mm,求求作作该该机机构构的的机机构构运运动动简简图图,并并计计算算其其行行程程速速度度变变化系数化系数K之之值值。解解 1)在在图图纸纸上上选选择择合合适适的的位位置置作作导导杆杆摆摆角角C DC =,得得导导杆杆摆动摆动中心中心铰链铰链位置位置D。2)过过D作作 C DC 的的角角平平分分线线Da,选选择择适适当当的的 l,在在角角平平分分线线上上作作DA
6、(lAD l)mm,得得曲曲柄柄AB的的转转动动中中心心铰铰链链位位置置A和和曲曲柄柄长长度度lAB AB l 150mm。导导杆杆长长度度应应大大于于300 150 450mm。作作出出机机构运构运动简图动简图。a 3)极位极位夹夹角角 60,行程速度,行程速度变变化系数化系数 K=2。DC C B B A6.B2C2 例例4 已已知知偏偏置置式式曲曲柄柄滑滑块块机机构构偏偏距距为为e,曲曲柄柄与与连连杆杆长长度度分分别为别为lAB、lBC,求作,求作该该机构的极位机构的极位夹夹角角 和滑和滑块块行程行程H。解解 1)在在图图纸纸上上合合适适的的位位置置确确定定曲曲柄柄转转动动中中心心的的位
7、位置置A,选选择择适当的适当的长长度比例尺度比例尺 l作与作与A的距离的距离为为e l的的导轨导轨直直线线dd 。H 2)以以A为为圆圆心心,以以(lBC lAB)l和和(lBC lAB)l为为半半径径画画圆圆弧弧,与与直直线线dd 分分别别交交于于C1点点和和C2点点。作作出出机机构构运运动动简图简图。C1AC2 H=C1C2 lC1B1eAdd 7.123465P24P13P15P25P26P35例例5 求求图图示六杆机构的速度瞬心。示六杆机构的速度瞬心。(2)直接直接观观察求瞬心察求瞬心(3)三心定理求瞬心三心定理求瞬心P46P36123456P14P23P12P16 P56P45解解
8、瞬瞬 心心 数数 N 6(6 5)2 15 (1)作瞬心多作瞬心多边边形形圆圆P34 8.例例6 图图示示铰铰链链四四杆杆机机构构,主主动动件件2以以 2沿沿顺顺时时针针方方向向转转动动,求求机机构构在在图图示示位位置置时时构构件件4的的角角速速度度 4、3 4及及C点点速速度度vC的大小。的大小。P24 解解 瞬心数瞬心数 N 4(4 3)2 6 直接直接观观察求出察求出4个瞬心个瞬心 用三心定理确定其余用三心定理确定其余2个瞬心个瞬心P12、P23、P13 P14、P34、P13P13 P12、P14、P24 P23、P34、P24P24 2341 2ABCDP13P12P23P34P14
9、9.例例6 图图示示铰铰链链四四杆杆机机构构,主主动动件件2以以 2沿沿顺顺时时针针方方向向转转动动,求求机机构构在在图图示示位位置置时时构构件件4的的角角速速度度 4、3 4及及C点点速速度度vC的大小。的大小。瞬心瞬心P24的速度的速度 解解 机构的机构的传动传动比比 机构的机构的传动传动比等于主比等于主动动件件2与从与从动动件件4的的绝对绝对瞬心瞬心(P12,P14)至其相至其相对对瞬心瞬心(P24)之距离的反比。之距离的反比。P242341 2ABCDP13vP24P12P23P34P1410.例例6 图图示示铰铰链链四四杆杆机机构构,主主动动件件2以以 2沿沿顺顺时时针针方方向向转转
10、动动,求求机机构构在在图图示示位位置置时时构构件件4的的角角速速度度 4、3 4及及C点点速速度度vC的大小。的大小。公式的推广公式的推广 平面机构中任意两构件平面机构中任意两构件i与与j的角速度关系的角速度关系P242341 2ABCDP13vP24P12P23P34P14 C点的速度即点的速度即为为瞬心瞬心P34的速度的速度11.例例7 已知凸已知凸轮转轮转速速 1,求从,求从动动件速度件速度v2。解解 瞬心数瞬心数 N 3(3 2)2 3 (1)直接直接观观察求出察求出P13、P23(2)根根据据三三心心定定理理和和公公法法线线n n求求瞬心瞬心P12的位置的位置(3)瞬心瞬心P12的速
11、度的速度 v2 vP12 l(P13P12)1长长度度P13P12直接从直接从图图上量取。上量取。P23 1123P13nnP12v212.用瞬心法解用瞬心法解题题步步骤骤 绘绘制机构运制机构运动简图动简图 确定瞬心位置确定瞬心位置 求构件求构件绝对绝对速度速度v 或角速度或角速度 瞬心法的瞬心法的优优缺点缺点 适合于求适合于求简单简单机构的速度,机构复机构的速度,机构复杂时杂时因瞬心数急因瞬心数急剧剧增增加而使求解加而使求解过过程复程复杂杂 有有时时瞬心点落在瞬心点落在纸纸面外,造成求解困面外,造成求解困难难 不能用于机构加速度分析不能用于机构加速度分析13.45 400400180lAB
12、140lBC 420lCD 420ABCDEF123456 1 图图示示六六杆杆机机构构,已已知知各各构构件件尺尺寸寸和和原原动动件件1的的角角速速度度 1,求求机机构构在在图图示示位位置置时时的的速速度度vC、vE5,加加速速度度aC、aE5,角角速速度度 2、3及及角角加加速速度度 2、3。解解(1)作机构运作机构运动简图动简图 选选取取长长度度比比例例尺尺 l lAB/AB m/mm,作作出出机机构运构运动简图动简图。14.cABCDEF123456 1 (2)速度分析速度分析求求vC 点点C、B为为同同一一构构件件上上的两点的两点大小大小 方向方向 1lAB AB CD?BC?选选速速
13、度度比比例例尺尺 v(m s)mm,作作速速度度多多边边形形图图b vC v pc m s,方向,方向pc 求求vE2 根根据据速速度度影影像像原原理理,在在bc线线上上,由由be2 bc BE2/BC得得e2点点e2 vE2 v pe2 m s,方向,方向pe2p15.e4(e5)ABCDEF123456 1求求vE5 点点E4与与E2为为两两构构件件上上的重合点的重合点大小大小 方向方向EF?BC?选选同同样样的的速速度度比比例例尺尺 v,作作其其速度速度图图 vE4 vE5 vpe4 m s,方方向向pe4 求求 2 、3 2 vCB/lBC vbc/lBC rad/s,逆,逆时针时针
14、2 3 vC/lCD v pc/lCD rad/s,逆,逆时针时针 3cbe2p16.anCc ABCDEF123456 1(3)加速度分析加速度分析 求求aC 大小大小 方向方向 23lCDCD BC?2 3?CD 21lABBA 22lBCCB aC a p c m s2,方方向向p c 求求aE2 根根据据加加速速度度影影像像原原理理,在在b c 线线上上,由由b e 2 b c BE2/BC得得 e 2点点aE2 a p e 2 m s2,方方向向p e 2c b e 2atCatCBp anCBc 选选加加速速度度比比例例尺尺 a(m s2)mm,作作加加速速度度多多边边形形图图17
15、.e 4(e 5)k ABCDEF123456 1求求aE5 大小大小 方向方向?EF BC?2 3 2 2vE4E2BC 选选同同样样的的加加速速度度比比例例尺尺 a,作其加速度,作其加速度图图 aE5 aE4 a p e 4 m s2,方向,方向p e 4 求求 2 2、3 3 2 atCB/lBC a c c/lBC rad s,顺时针顺时针anCc c b e 2atCatCBp anCBc 2 3 atC/lCD a c c/lCD rad s,逆,逆时针时针 3e2e418.例例8图图示六杆机构,已知:示六杆机构,已知:lAB=80mmlBC=260mmlCD=300mmlDE=4
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