理论力学练习册及答案(5)

2019-04-01 20:59

7-3. 图示一用于刨床的急回机构简图,当主动曲柄OA转动时,带动滑枕D往复水平运动,使得切削行程中运动较慢,而在空回行程时运动较快,设曲柄以匀角速度ω=20 rad/s转动,OA=10 cm,BC=50 cm,OC=30 cm,求当OA与水平线成300角时,B点的速度和加速度。

解:动点取曲柄OA上A点, 动系固连摇杆CB上,定系固连机架。 由速度合成定理?a??e??r作速度平行四边形。

?aA?OA??0.1?20?2m/s???eA??aAcos(?eA,?aA)? ?eA?CB???rACA????aAsin(?eA,?aA)??acA ?aaA ??aeA A ????aA?rA?eA

????arA

B点速度为:?B?CB?CB?

????n???ae?ar?ac作加速度图。 由加速度合成定理aa?aeaaA?OA?2? , acA?2?CB?rA?

?naeA 取acA方向投影,得:aaAsin(?eA,?aA)?a?eA?acA

??a??asin(??eAaAeA,?aA)?acA?CA?? aaAsin(?eA,?aA)?acA????CA???B点加速度为:

a???B?CBa?CB?nB2CB?

7-4. 半径为R的半圆形凸轮以匀速V0沿水平线向右平动,带动顶杆AB沿铅直方向运动,当OA与铅直线夹角为300时,求此时杆AB的速度和加速度。

解:动点取杆AB上A点,动系固连凸轮O上,定系固连地面。 由速度合成定理?a??e??r作速度平行四边形。

?e??0

???????r??a?a??etan300??e323?0 , ?r???0 033cos30??????e由加速度合成定理aa?ar??arn?ae作加速度图。

24?0ae?0 , a??

R3Rnr?r2取arn方向投影,得:?aacos300?arn

arn832aa?????0(与图示方向相反)

9Rcos300???ar ?arn ?aa

7-5. 小车沿水平方向向右作加速运动,加速度为49.2 cm/s2,在小车上有一轮绕O轴转动,轮的半径为20 cm,规律φ=t2(t以s计,φ以rad计),当t=1 s时,轮缘上点A的位置如图所示,求此时点A的绝对加速度。

解:动点取轮O上A点,动系固连小车上,定系固连地面。 由加速度合成定理aa?ar??arn?ae作加速度图。

????

d?]t?1?2rad/s dtd2???2]t?1?2rad/s2dt ?r?r??40cm/s

当t?1s时,???? ar?naa ?ae

arn?r?2?80cm/s22a?r?r??40cm/s取arn方向投影,得:

naa?arn?aecos300?80?49.2cos300?37.39cm/s2

?取ar?方向投影,得:

?002a?a?ar?aesin30?40?49.2sin30?64.6cm/s

?A点加速度:

a???aa?(a)?(aa)?74.39cm/s,?(aa,n)?arctana?59.940 naan2a?227-6. 在刨床机构中,已知曲柄O1A=r,以匀角速度ω反时针方向转动,O点到水平杆BC的距离为4r ,求在图示位置时,水平杆BC(刨刀)的速度与加速度。

提示:1、研究套筒o运动副,作杆BE速度瞬心, 2、研究滑块A运动副,求?eA,?rA,?BE, 3、分别作套筒o运动副、滑块A运动副 加速度图,

4、研究杆BE,作O、A加速度图, 5、分别列O、A点加速度投影式求解?B

???

Cv

??aB

?aA ?eA ??rA ??arA ?n aAB??aeA ?aB ?arO ?aaA ??n a???aOB ?nABaeo a ?eAaB ?naeo ??aOB C? 7-7. 圆盘半径OA=r,可绕其边缘上一点A转动,从而带动直杆BC绕B点转动,AB=3r,且直杆与圆盘始终相切,当圆盘中心运动到AB连线上时,圆盘转动的角速度为ω,角加速度为ε,求此瞬时直杆BC的角速度和角加速度。

解:动点取轮O上O点,动系固连杆BC上,定系固连地面。 由速度合成定理?a??e??r作速度平行四边形。

?a?r???e?OB??BCr?1?BC???

OB2??????????r?0?n??aa?ae?aen?ar?ac 由加速度合成定理aa???e??a作加速度图。

n2n2a?a?r?,aa?r?,ac?0,ae?OB?BC?r?,21sin??,??3002

?aen x ????ae aa

?naa ?ar

取x方向投影,得:

n?na?acos??aasin??aecos??aesin?a?e?1nn?nn(a?acos??aasin??aesin?)?aa?(aa?ae)tan? cos?a?1r?2312e??[r??(r??)]?(2??3?2)

234BO2r?BC7-8. 已知图示机构,曲柄OA以匀角速度ω=0.5 rad/s逆时针转动,在图示瞬时,O1C与水平线成600角,BC=75 cm,O1O=OA,O1C=60 cm,分别计算槽杆O1C和CB的角速度和角加速度,以及滑块B相对槽杆BC的加速度。

解:动点取杆OA上A点,动系固连杆O1C上,定系固连机架。 由速度合成定理?a??e??r作速度平行四边形。

OA?l?O1A?O1O , ??600 , νaA?l?

????eA??aAcos??l??O1A??OC112?aA ?eA ??1?O1C???0.25rad/s23?rA??aAsin??l?2??

?rA

??n?aeA?arA?acA作加速度图。 由加速度合成定理aaA?aeA???aaA?l?2 , acA?2?O1C?rA?32?l? 2a?eA naeA A arA acA

?取aeA方向投影,得:

aaA


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