陶瓷学院机械原理作业及答案Word文档下载推荐.docx

陶瓷学院机械原理作业及答案Word文档下载推荐.docx

《陶瓷学院机械原理作业及答案Word文档下载推荐.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《陶瓷学院机械原理作业及答案Word文档下载推荐.docx（25页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

10=1

（1）红线内的构件为重复结构，构成虚约束。

（2）去掉以上构件后，C仍为构件2、3、4的复合铰链。

（3）滑块5与机架6之间为移动副。

F=3n-2PL-Ph=3×

5–2×

7=1

Ex.2-5Calculatethedegreeoffreedomofthemechanismsshownbelow.IndicateallpointsforattentionbeforethecalculationoftheDOF.

（a）两个滚子有局部自由度。

（b）滚子D与凸轮1之间只能算一个高副。

F=3n-2PL-Ph=3×

7–2×

9-2=1

（1）LinkBCisweldedtogear2

（2）Aisacompoundhingeofgear4、link1、andframe5.

4–2×

5-1=1

常见错误：

认为B是复合铰链，而不认为A是复合铰链。

Ex.2-6Calculatethedegreeoffreedomofthemechanismsshownbelow.IndicateallpointsforattentionbeforethecalculationoftheDOF.

（a）C为构件2、3、4的复合铰链。

（b）C处有两个转动副和两个移动副。

（c）E处有一个转动副和两个移动副。

注意：

E不是复合铰链！

当构件尺寸任意时，构件2作平面复杂运动，而杆4与机架间组成移动副，所以杆4仅作平动。

因此，构件2和构件4之间有相对转动。

因此，应该有构件6，并且构件4和6之间有转动副，如右图所示。

当AB＝CD且BC＝AD时，杆2仅作平动。

杆4与机架间组成移动副，所以杆4也仅作平动。

这样，构件2和构件4之间就没有相对转动，只有相对移动。

即：

构件4和构件6之间就没有相对转动了，因此，可将构件6与构件4焊接起来（去掉构件6），如左图所示。

然而，在计算机构自由度时，应该按一般尺寸情况下进行分析，即：

应该按照右图情况来分析机构的自由度。

5–2×

Ex.2-7Shownbelowisthekinematicdiagramofanenginemechanism.

（1）Calculatethedegreeoffreedomofthemechanism.IndicateallpointsforattentionbeforethecalculationoftheDOF.

（2）Carryoutthestructuralanalysisforthemechanism.

（3）CarryoutthestructuralanalysisforthemechanismiflinkEFGisadriver.

Note:

Duringstructuralanalysis,listtheassemblyorderofAssurgroups,thetypeofgroup,thegradeofgroup,thegradeofthemechanism,thelinkserialnumbers,theinnerpairandtheouterpairsofeachgroupineachmechanism.

（1）F=3n-2PL-Ph=3×

（2）

当AB为原动件时，

（3）当EFG为原动件时，

Ex.2-8Carryoutthestructuralanalysisforthemechanism

（a）iflink1isadriver.

（b）iflink5isadriver.

（a）iflink1isadriver,

Links2,3,4and5constituteagradeIIIAssurgroup.

Links3and4constitutethefirstRPRAssurgroup.

Links1and2constitutethesecondRPRAssurgroup.

2-9TheschematicdiagramofapunchmachinedesignedbysomeoneisshowninFig2-9.Thismachineshouldbeabletotransformacontinuousrotationofgear1intoatranslationofthepunch4.Canthemachineworkproperly?

Ifitcan’t,pleaserectifyit.

Fig2-9

不能正常工作。

改正如图（或者改成题目2-3构件5、6、7的连接）

2-10TheschematicdiagramofamechanismdesignedbysomeoneisshowninFig2-10.Thismechanismshouldbeabletotransformacontinuousrotationoflink1intoanoscillationoflink4.Canthemechanismworkproperly?

Fig2-10

Ex.3-1Locateallinstantcentresofmechanismsforthepositionshown.

Ex.3-2Forthepositionshownofagearedlinkage,determinetheratio3/1oftheangularvelocityofgear3tothatofgear1,usingthemethodofinstantcentres.

P13是构件1和3的瞬心，等速重合点，

所以，1LAE=3LDE,3/1=LAE/LDE

Ex.3-3Forthepositionshownofcammechanism,determinetheratio2/1oftheangularvelocityoffollower2tothatofcam1,usingthemethodofinstantcentres.

E（P12）是构件1和2的瞬心，等速重合点，

所以，1LOE=2LAE,2/1=LOE/LAE

Ex.3-4Inthepivotfour-barlinkageshownbelow,1=-10rad/sec.Usingthemethodofinstantcentres,

（a）findthevelocityofpointCforthepositionshown.

（b）forthepositionshown,locatethepointEonthelineBC（oritsextension）whichhastheminimumvelocityamongallpointsonthelineBCanditsextension,andthencalculateitsvelocity.

（c）drawtwopositionsofthecrankABcorrespondingtoVC=0.

（a）VB1=1LAB=VB2=2LFB，所以，VC=VC2=2LFC=1LABLFC/LFB

（b）VE=2LFE。

（c）VC=0所对应的曲柄AB的两个位置:

Ex.3-5Inthesix-barmechanismshownbelow,XA=0,YA=0,XD=450mm,YD=0,LAB=150mm,LBC=400mm,LDC=350mm,CDE=30,LDE=150mm,LEF=400mm.ThecrankABrotatesataconstantspeed10rad/sec.AmainprogramisrequiredtoanalyzetheoutputmotionsofthepointF.ThemechanismwillbeanalyzedforthewholecyclewhenthedriverABrotatesfrom0to360withastepsizeof5.

FORI=0TO360STEP5

CALLLINK（0,0,0,0,0,0,I*PI/180,10,0,150,

XB,YB,VBX,VBY,ABX,ABY）

CALLRRR（450,0,0,0,0,0,XB,YB,VBX,VBY,

ABX,ABY,350,400,Q3,W3,E3,Q2,W2,E2）

CALLLINK（450,0,0,0,0,0,Q3-PI/6,W3,E3,

150,XE,YE,VEX,VEY,AEX,AEY）

CALLRRP（1,0,400,XE,YE,VEX,VEY,AEX,

AEY,Q5,W5,E5）

CALLLINK（XE,YE,VEX,VEY,AEX,AEY,Q5,W5,

E5,400,XF,YF,VFX,VFY,AFX,AFY）

PRINTI,XF,YF,VFX,VFY,AFX,AFY

NEXTI

END

Ex3-7.Inthemechanismshownbelow,XG=YG=0,XB=-42,YB=39,XD=10,YD=75,LBA=23mm,LGF=12mm,LFE=95mm,LEC=69mm,LDC=48mm,EFG=90.ThecrankBArotatesataconstantspeedof10rad/sec.AmainprogramisrequiredtoanalyzetheoutputmotionsofthepointC.ThemechanismwillbeanalyzedforthewholecyclewhenthedriverBArotatesfrom0to360withastepsizeof5.

CALLLINK（-42,39,0,0,0,0,I*PI/180,10,0,23,XA,YA,VAX,VAY,AAX,AAY）

CALLRPR（-1,0,0,0,0,0,0,XA,YA,VAX,VAY,AAX,AAY,12,QFE,W3,E3）

CALLLINK（0,0,0,0,0,0,QFE+0.12565033

W3,E3,95.75489544,XE,YE,VEX,VEY,AEX,AEY）

CALLRRR（XE,YE,VEX,VEY,AEX,AEY,10,75,0,0,0,0,69,48,QEC,W4,E4,QDC,W5,E5）

CALLLINK（10,75,0,0,0,0,QDC,W5,E5,48,XC,YC,VCX,VCY,ACX,ACY）

PRINTI,XC,YC,VCX,VCY,ACX,ACY

Ex.3-8Inthesix-barmechanismshownbelow,XB=0,YB=0,XF=37.2,YF=17.5,YC=28.8,LFE=16.8mm,LEC=39.2mm,LCD=20.633mm,LDE=36.4mm,BGA=90,LBG=9mm,LGA=58mm.ThecrankFErotatesclockwiseataconstantspeedof-10rad/sec.AmainprogramisrequiredtoanalyzetheoutputmotionsofthepointA.ThemechanismwillbeanalyzedforthewholecyclewhenthedriverFErotatesfrom360to0withastepsizeof-5.

FORI=360TO0STEP-5

CALLLINK（37.2,17.5,0,0,0,0,I*PI/180,-10,0,16.8,XE,YE,VEX,VEY,AEX,AEY）

CALLRRP（-1,28.8,39.2,XE,YE,VEX,VEY,AEX,AEY,QEC,W4,E4）

CALLLINK（XE,YE,VEX,VEY,AEX,AEY,QEC-0.548,W4,E4,36.4,XD,YD,VDX,VDY,ADX,ADY）

CALLRPR（1,0,0,0,0,0,0,XD,YD,VDX,VDY,ADX,ADY,9,QGA,W2,E2）

CALLLINK（0,0,0,0,0,0,QGA-0.153944664

W2,E2,58.69412

XA,YA,VAX,VAY,AAX,AAY）

PRINTI,XA,YA,VAX,VAY,AAX,AAY

Ex.4-1Accordingtolinkdimensions,determinethetypeofthepivotfour-barlinkagesshownbelow.

双曲柄机构曲柄摇杆机构

双摇杆机构双摇杆机构

Ex.4-3Inanoffsetslider-crankmechanismABC,thecrankABisadriver.ThemaximumpressureangleMAX=30.FindthestrokeHofthesliderandthecrankacuteanglebetweenthetwolimitingpositions.

Ex.4-4DeterminetheangularstrokesoftherockersABandCD,respectively,usinggraphicalmethod.

VB动画

Ex.4-5Shownarethetwopositions,B1C1andB2C2,ofthecouplerBCofarevolutefour-barlinkageABCD.ThelinkABisadriver.Thepressureangleatthefirstpositionis0o.Thesecondpositionofthemechanismisatoggleposition.Designthelinkage.Describebrieflythedrawingsteps.

ThefixedpivotAmustbelocatedonthebisectorofB1B2.

Similarly,DmustbelocatedonthebisectorofC1C2.

ThelinkABisadriver.Thepressureangleatthefirstpositionis0o.B1C1C1D

Thesecondpositionofthemechanismisatoggleposition.A,B2,C2三点共线

Ex.4-6Inacrank-slidermechanism,twosetsofcorrespondingpositionsbetweenthesliderandalinesegmentAEonthecrankABEareknown,asshownbelow.ThepositionC1ofthesliderisitsleftlimitingposition.FindthefirstpositionB1oftherevoluteB.Describebrieflythedrawingsteps.

作AC2’E1AC2E2，且字母旋向相同，得C2’

因C1为滑块的极限位置之一，所以B1点在AC1连线上。

作C1C2’的中垂线与AC1交于待定活动铰链点B的第一个位置点B1。

Ex.4-7Inarevolutefour-barlinkageABCD,sidelinkABisadriver.ThepositionsofthesidelinkCDandalinesegmentCEonthecouplerCBEcorrespondingtotwopositionsofthelinkageareknown.Thefirstpositionofthelinkageisalsoadeadpoint.FindthesecondpositionB2oftherevoluteB.Describebrieflythedrawingsteps.

作A2’C1E1AC2E2，得A2’点。

因AB为原动件且机构第一位置为死点，所以B1点在DC1的延长线上。

作AA2’的中垂线与DC1的延长线交于待定活动铰链点B的第一个位置点B1。

Ex.4-8Inacrank-rockerlinkageABCD,sidelinkABisadriver.ThepositionsoftherockerCDcorrespondingtotwopositionsofthelinkageareshownbelow.Atthefirstpositionofthelinkage,thepressureangleofthelinkageiszero.PositionDC2isoneofthelimit