机械原理孙恒补充题解(2)

2019-04-09 19:59

解:a)速度求解: C点速度为VC3=VB, ω3=0 加速度求解:

aC3 = aC2 + aC3C2r + aC3C2k = aB + aC3Bn + aC3Bt 方向 ? =0 ∥BC =0 Y =0 ⊥BC 大小 ? ? Y ? 见下图,作πb代表aB,很显然, -aB = aC3Bt . aC3=0

b) 速度求解:V C2 = VB + V C2B = V C3 + VC2C3

方向 ? y ⊥BC ⊥CD ⊥BC 大小 ? y ? ? ?

由于右边等号中只有V C3是不⊥BC的,所以有V C3=0, ω3=ω2=0 加速度求解:

aC2 = aB + aC2Bn + aC2Bt = aC3n + aC3t + aC2C3r + aC2C3k 方向 ? Y =0 ⊥BC =0 ∥BC ⊥BC =0 大小 ? Y ? ? ?

由图知,πb代表aB,而与aB同方向的只有aC3t,显然aC2Bt = aC2C3r,故aC3= aC3t=aB. c) 速度求解:V B3 = VB2 + VB3B2

方向 ⊥BD ⊥AB ∥BC

大小 ? y ?

由图, 作pb代表VB2,由于V B3与VB2同方向,故得VB3=VB2, 而VB3B2 =0, 所以VC3=VB3/BC*CD

加速度求解:由于VB3B2 =0, 所以aB3B2k =2ωVB3B2=0

aB3n + aB3t = aB2 + aB3B2r + aB3B2k 方向 B→D ⊥BD Y ∥BC =0 大小 Y ? Y ?

由图知,πb2代表aB,πb3代表aB3n, 作b2b3’方向线代表B3B2r,与aB3t的方向线 交于b3’, πb3’代表aB3,由πb3’c相似与构件BCD可得aC3

3-10、在图示的曲柄滑块机构中,已知lAB=30mm,lAC=100mm,lBD=50mm, lDE=40mm,

?1?450,等角速度ω1=10 rad/s。求: E、D两点的速度和加速度;构件3的角速度

和角加速度。 解: 如图

解:由给定数据定 μl = 100310-3 / 60=0.00167 m/mm 1) 速度分析 由速度瞬心法可找瞬心P24 VD = VB + VDB 大小 ? LBA3ω1 ? 方向 ⊥P24D ⊥AB ⊥BD μv= VB/20=0.03*10/20=0.015 m/s/mm VD = pd *μv=15 *0.015=0.225 m/s

用速度影像法可得:VE=pe*μv=11.5*0.015=0.1725 m/s/mm ω3=ω2 =VD /P24D=0.225 /68 /0.00167 = 1.9853≈2 rad/s VB3 =ω3*LBC=0.246 m/s

2)加速度分析 用相对运动图解法,(扩大构件3)求aE,aD,ε

12

3 ;

aB=LAB*ω

=3 m/s2 ,取πb' =50 mm ,

则加速度 比例尺:μa =aB/πb'=0.06 m/s2 /mm

aC2 = aB + aC2Bn + aC2Bt = aC3 + aC2C3k + aC2C3r 方向 B→A C2→B ⊥BC ⊥BC ∥BC 大小 πb' b'c2'' c2''c2' 0 πk' k'c2' aC2Bn = LCB*ω

22

=0.4908 ms-2

aC2C3k =2*ω3*VC2C3=2*ω3*VB2B3=2*2*0.18= 0.708ms-2 作加速度多边形图(c),用影像法作△b'c2'e'∽△BCE,且字母顺序

相同, 得e'点,画e'd'⊥b'c2' 得d'点。

aE实=πe'*μa = 47*0.06=2.82 ms-2 aD实=πd'*μa=44*0.06=2.64ms-2 ε

3=ε

2 = aC2B

t

/ LBC =C2''C2' *μa /73.5/0.00167=

=17*0.06 /73.5/0.00167=8.3 rad/s2 方向顺时针

3-12、在图(a)所示的凸轮机构中,R=50mm,lAO=20mm,lAC=80mm,?1?900,凸轮匀角速度转动,ω1 =10rad/s,求从动件2的角速度及角加速度。

解 本题有两种解法。

(一)原机构用高副低代法得瞬时代替机构,如(b)图所示。 (1)取μ1=0.002m/mm,画机构简图(b)。

(2)求ω2 及vB4B2

vO4?vO1?lAO??1?0.02?10?0.2m/s vB4?vO4?vB4O4?vB2?vB4B2 ∴ vB2

?vC4?(vB4O4? vB4B2)⊥BC ⊥AO ⊥BO ⊥BO

(pb2) (po4)(o4b4)(b2b4)

-1

取μv=0.01ms/mm,画速度多边形,如(d)图所示。

vB2(pb2)??v15.6?0.01?4??2????2.36rad/s

lBC(BC)??l33?0.002逆时针转向。

∴vB4O4?lBC??4?0.05?2.36?0.118m/s错误!未指定书签。 vB4= vO4?vB4O4

⊥AO ⊥BO (pb4)(po4) (o4b4)由速度多边形[(d)图]得

vB4B2?(b2b4)??v?24.5?0.01?0.245m/s。 (3)求ε2 。

aO4?aO1?lAO??1?0.02?10?2m/s

tnt222

rk aB4?aO4?aB4O4?aB4O4?aB2?aB2?aB4B2?aB4B2 O→A B→O ⊥BO B→C ⊥BC ∥BC B→O ∴ aB2tnkntr?aO4?(aB?a)?(?a?a?a) OBBBBOB44422444B2 ⊥BC O→A B→O B→O B→C ⊥BO ∥BC

?) (o4?k') (k'b2??) (?b\) (?o4

式中:aB4O4?lBO??4?0.05?(2.36)?0.278m/s

aB4B2?2?2vB4B2?2?2.36?0.245?1.156m/s 取?a?0.05ms/mm 画速度多边形,如(e)图所示。

?2n222k2taB(?b\)??a7?0.05??5.3rad/s2 顺时针转向。 ∴?2?2?lBClBC0.066(二) 原机构用高副低代法得瞬时代替机构,如(c)图所示。

(1) 取?l?0.002m/mm,画机构简图(c). (2) 求ω2及vO1O2

vO1?lAO??1?0.02?10?0.2m/s

vO1?vO2?vO1O2

⊥OA ⊥OC ∥OB

(po1) (po2)(o2o1)

取?v?0.01m/s?1/mm,画速度多边形,如(f)图所示。 ?4??2?vO2lOC?19.8?0.01?2.41rad/s,逆时针转向。

41?0.002 vO1O2?(o2o1)??v?24.5?0.01?0.245m/s。 (3)求ε2

aO1?lOA??1?0.02?10?2m/s

222anO2?2vO2lOC(19.8?0.01)2??0.178m/s241?0.002

k2aO?2?v?2?2.41?0.245?1.181m/sO2OO1212 aO1?naO2?taO2?kaO1O2?r aO1O2 O→A O→C ⊥OC ∥OB ⊥OB

?)(?o1 ??)(o2??o2?)(?o2?2?k')(o2?k') (o1取?a?0.05ms/mm,画加速度多边形,如(g)图所示。 ∴?2?taO2lOC???o2?)??a9?0.05(o2??5.49rad/s2

41?0.0020.082顺时针转向。

由于第(二)法的代替机构比第(一)法简单,故解法也比较简便;因此,对高副机构进行运动分析时选择合适的代替机构十分重要。


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