解:
(1)求杆DE的角速度
vA?OA???200cm/s
杆AB的速度瞬心在点B vC???vA
vC vD
??aA aA
naBAtaBAaB
vA?100cm/ s2对杆CD应用速度投影定理
vD?vCsin30??50cm/s
v?DE?D?0.5rad/s
DE(2)求杆AB的角加速度
tn aB?aA?aBA ?aBA将上式沿铅垂方向投影
(a)
(b)
习题6—15解图
0?a
tBA, ?ABtaAB??0 AB 6-16 试求在图示机构中,当曲柄OA和摇杆O1B在铅垂位置时,B点的速度和加速度(切向和法向)。
2
曲柄OA以等角加速度?0= 5rad/s转动,并在此瞬时其角速度为?0= 10rad/s,OA = r = 200mm,O1B = 1000mm,AB = l = 1200mm。 解:1.v:vA?r?0
vA
vB
vB//vA ∴ ?AB?0
vB?r?0?0.2?10?2m/s (1) 2.a:aB?aB?aA?aA?aBA 上式沿AB方向投影得:
ntnt aBsin??aBco?s?aAsin??aAco?s
tntnaB?aAta?n?aA?aBta?nt aAntntt
(a)
taBA即
2?r?0?0.169?r?0?2v?0.169O1BnA2B
??22
)?0.169?0.2?5?3.70m/s 10.20.2 (tan????0.169)
221.41.2?0.2 ?(0.2?102?a
tn aA aB aAn aBt
(b)
naB222??4m/s 1nB2??a?4m/s aB:aB?t(方向如图) 2??aB?3.7m/s
6-17 图示四连杆机构中,长为r的曲柄OA以等
角速度?0转动,连杆AB长l = 4r。设某瞬时∠O1OA =∠O1BA = 30°。试求在此瞬时曲柄O1B的角速度和角加速度,并求连杆中点P的加速度。 解:1.v:vA?r?0
习题6-16解图
vB
由速度投影定理知:vB = 0 ?O1B?0 ?AB?
vA vAr?0?0?? ABl4— 6 —
(a)
tnt 2.a:aB?aB ?aA?aBA?aBA上式向aA投影
tn aB cos60??aA?aBAtn22 aB?2(aA?aBA)?2(r?0?l?AB)
taBAaB aA
naBAtaPA?02?52?2 ?2?r??4r()??r?0 ?04???2aA ?OB1taB??O1BtaB5r2cos30?523?r?0t2acos30?322?B???05r5r2naPAaA
(b)
习题6-17解图
352532?r?0?r?0 224nt aP?aA?aPA ?aPAttaBA?aBcos30??n22 aA?r?0,aPA?2r?AB?r21t532t?0,aPA?aBA?r?0 828?12532?222 aP?(aA?a)?(a)??(1?)?( )??(r?0)?1.56r?088??n2PAt2PA
6-18 滑块以匀速度vB=2m/s沿铅垂滑槽向下滑动,通过连杆AB带动轮子A沿水平面作纯滚动。设连杆长l =800mm,轮子半径r =200mm。当AB与铅垂线成角? =30?时,求此时点A的加速度及连杆、轮子的角加速度。
解:1.v:点O为杆AB的速度瞬心
vvB?5rad/s ?AB?B?OBlsin? 2.a:aA?anABvA A r ?a
B tAB? l n2aAB??ABl?20m/s2 tnaAB?aABcot??203m/s2
taAB203???43.3rad/s2 l0.8O vB (a)
atABaA A naABr ?ABnaABaA??40m/s2
sin?? l ?A?aA40??200m/s2 r0.2B (b)
解图 习题6-18
6-19 图示曲柄摇块机构中,曲柄OA以角速度?0绕O轴转动,带动连杆AC在摇块B内滑动;摇块
及与其刚性连结的BD杆则绕B铰转动,杆BD长l。求在图示位置时,摇块的角速度及D点的速度。
— 7 —
解:
vA vA?OA??0
vBA?vAsin30??vA2
A vD D ?0 O vB 30? vA vBA B C
v??摇块??AC?BA?02OA4?lvD?DB??摇块?0
4
习题6-19解图
6-20 平面机构的曲柄OA长为2a,以角速度?0绕轴O转动。在图示位置时,AB=BO且 ?OAD = 90?。求此时套筒D相对于杆BC的速度。
解:1.分析滑块B
vA?2a?0,vBe?a?0
vA vBe vBa A vBavBe2a?0?? cos30?34a?0?
3B vBr 60? D vDr vDe vDa C
?0 O 2.杆AD作平面运动
vA?vDacos30?,vDa3.分析滑块D
习题6-20解图 vDe?vBa?2a?02a?0,vDr?vDa?vDe? 33
6-21曲柄导杆机构的曲柄OA长120mm,在图示位置?AOB=90?时,曲柄的角速度? =4rad/s,角加速度? = 2 rad/s2。试求此时导杆AC的角加速度及导杆相对于套筒B的加速度。设OB=160mm。
解:1.v:分析滑块B(动系) A vAvA?OA?? va?vB?vAcos??OA??cos??vrvBA?vAsin??OA??sin?2 O ? ? vB vBA B vOA??sin?2?AC?BA???sin?ABOA 2.a:分析滑块B(动系)
tn aA?OA??,aA?OA??2
??vA (a) a A n aAtA vr C aa?aB?a?a?a?aC?artAnAnBA?atBA
O ? ? anBAtaBAB t aA将上式沿AC方向投影(tan??120?3)
1604 (b) ar aC aA nar?acos??asin??atAnAnBA2?OA??cos??OA??2sin???ACOAsin?习题6-21解图
C
??545.28mm/s2ttn将加速度的矢量方程沿垂直AC的方向投影:aBA?aAsin??aAcos???aC
taBA??2.87rad/s2 ABa?asin??acos??aC?574.08mm/s,?AC
— 8 —
tBAtAnA2
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