第三章平面机构的运动分析习题与答案.docx

1、第三章平面机构的运动分析习题与答案第三章平面机构的运动分析1机构运动分析包括哪些容？2对机构进行运动分析的目的是什么？3什么叫速度瞬心？4相对速度瞬心和绝对速度瞬心有什么区别？5在进行机构运动分析时，速度瞬心法的优点及局限是什么？6什么叫三心定理？7怎样确定组成转动副、 移动副、高副的两构件的瞬心？怎样确定机构中不组成运动副的两 构件的瞬心？8在同一构件上两点的速度和加速度之间有什么关系？9组成移动副两平面运动构件在瞬时重合点上的速度和加速度之间有什么关系？10平面机构的速度和加速度多边形有何特性？11什么叫“速度影像”和“加速度影像” ，它在速度和加速度分析中有何用处？12机构运动时在什么情

2、况下有哥氏加速度出现 ？它的大小及方向如何决定？13如何根据速度和加速度多边形确定构件的角速度和角加速度的大小和方向？14如何确定构件上某点法向加速度的大小和方向？15当某一机构改换原动件时，其速度多边形是否改变？其加速度多边形是否改变？16什么叫运动线图？它在机构运动分析时有什么优点？17当两构件组成转动副时，其相对速度瞬心在 处;组成移动副时，其瞬心在 处；组成滑动兼滚动的高副时，其瞬心在 处18相对瞬心与绝对瞬心相同点是 ，而不同点是 .19速度影像的相似原理只能用于 两点，而不能用于机构 的各点20速度瞬心可以定义为互相作平面相对运动的两构件上 的点21 3个彼此作平面平行运动的构件共

3、有 个速度瞬心，这几个瞬心必位于 含有6个 构件的平面机构，其速度瞬心共有 个，其中 个是绝对瞬心，有 个相对瞬心22在图示机构中，已知原动件 1以匀角速度1沿逆时针方向转动，试确定： （1 ）机构的全 部瞬心；（2）构件3的速度v3 （需写岀表达式）。23如图所示齿轮 连杆机构中，已知齿轮 2和5的齿数相等，即 化 Z5，齿轮2以2 100 rad/s顺时针方向转动，试用瞬心法求构件 3的角速度 3的大小和方向。（取24图示为按比例尺绘制的牛头刨床机构运动简图和速度矢量多边形。试由图中的比例尺计 算导杆3的角速度 3和滑块2的角速度 2，并指出其方向。（提示：E为构件3上特殊点,据S3B C

4、D、S3D Vd求得，作题时不必去研究 VS3如何求得。）(取10.005(m/s)/mm。)m/mm，v 诃3!be25在图示机构中，已知机构位置图和各杆尺寸,Ief试用相对运动图解法求Vf、1 =常数，BDAB27在图示机构中，已知常数，求构件5的角速度和角加速度大小和方向。0(1)3、3 ；(2)杆2相对杆1和杆3的滑动速度;(3)杆2上C点的加速度aC。(1 0.002 m/mm。)29已知机构位置如图，各杆长度已知，活塞杆以 V匀速运动。求:(1)V3、a3、 2 ；(2)V5、a5、 2。 i , S? L J _ 孑 L，相对速度为零，绝对速度相等的点.第三章平面机构的运动分析1

5、7.当两构件组成转动副时，其相对速度瞬心在 转动副的圆心处;组成移动副时，其瞬心在垂直于移动导路的无穷远 处;组成滑动兼滚动的高副时，其瞬心在接触点两轮廓线的公法线上 .18.相对瞬心与绝对瞬心相同点是 _都是两构件上相对速度为零，绝对速度相等的点，而不同点是相对瞬心的绝对速度不为零，而绝对瞬心的绝对速度为零19.速度影像的相似原理只能用于同一构件上的两点，而不能用于机构不同构件上的各点.20.速度瞬心可以定义为互相作平面相对运动的两构件上21. 3个彼此作平面平行运动的构件共有 3个速度瞬心，这几个瞬心必位于 同一条直线上.含有6个构件的平面机构，其速度瞬心共有 15个，其中5个是绝对瞬心，

6、有9个相对瞬心.22（ 1）求出瞬心数n k（Lj）瞬心如图。2243 VDC3 /l DC3 (d C3 v) /( DC3 l)(64 0.003)/(64 0.005) .6 d/s，顺时针方向。2 325(1 )速度分析VbiiIabVb2rrrVb3Vb2VB3B2，取v作速度多边形，影像法得e和f点。VfPfv23Vb3 / IbD Pb3v/ IbD，顺时针方向rrrrr rVcVb2VcB2vcPC2 v。（或另法Vc2Vc3 VC2C3)n2lrn rtrrk rr(2)aB1aB11 lABaB2 aB3 aB3 aB2aB3B2 aB3B2，取a作图，影像法得er r r

7、nrt和f点。aFfaac aB2 acB2acB2其中23aB3/lBD，顺时针方向，acC2 a26 ( 1) Vc Vb Vcb , 取 v作图求岀Vc、Vcb。利用影像法求VD2 （扩大杆2）。rVD4rVdr2 VD4D2求得V5v4 pd4，指向如图。rr rn rt(2)acaB aCB aCB，取 a 作图。rrrk rraD4aD2 aD4D2 aD4D2求得a5 naD4 d4 a。27(i)求 rQ VbVc,构件2瞬时平动， 20VE4Vb11 ABrVE4r rVE5 VE4E5,Ve4/Ve5Ve4E50Ve4Ve51AB 5EFQ 1abIef5 1,逆时针方向求

8、53e23e4raE4raBrnaE4BrtaE4B ,n,平动aE4B0raE4rnaE5rtaE5rk3e4E5rr3e4E5Q Ve，4E50k3e4E52 5Ve4E50r3brt3e2Br naE5rtaE5rr3e4E5Ve4E5将该式向BC方向投影有taE50 ,即5028（ 1）321 15 rad/s , 3210rrr r rrrr（2）VcVA2VCA2 VB2 VCB2VA2Va1VA2A1rVB2rVB3rVB2B3 , VCA2 CA0.72m/s ,VCB2 2lCB 1.29 m/s由速度多边形量得:Va2A1Va2 ；= pa2 v1.33m/s ,Vb2B3

9、 Vb2 =p b2 v 0.74 m/srr rnrt rr n rt（3）acaA2 aCA2 比人2 aB2 aCB2 比82rrrk rr rr rkrr3a2aA1aA2A1 aA2A1 aB2aB3 aB2B3aB2 B3rrkrr rnrk rrrn整理得acaA2A1aA2A1 acA2! aB2B3 aB2B3 acB2k3a2A1399 m/s2 ,nacA2 10.8m/s2kaB2B322.2 m/s2 ,aCB2 19.8m/s2由图：acnc a460 m/s20 02 i(比例尺 v (m/s)/mm, a (m/s2)/mm)29 ( 1) Vb Va Vba，

10、选比例尺 v作速度多边形V Vb p b v用影像法求得VC2 pC2 vr r rVC4 VC2 VC4C2V5 Vc4 P C4 v2 VBA /lAB ba v / l AB，顺时针方向VC4C2 C2C4 vrr r nrt（2）0b0a ObaOba，选比例尺 a作加速度多边形由影像法求得aC2C2 arrr kr rac4ac2aC4C20C4C2as0bb a050c4Q a24aBA / 1 BAn2b a /1 BA，逆时针方向。30(1)(机构位置)封闭矢量方程 ABC : 11 12 Sr 0 CDE : 13 14 Xe 0 位置矢量在x、y轴上的投影：sr cos 3

11、 L1 cos 1 sr sin 3 L1 sin 1 L2L3 cos 3 L4 cos 4 xE 0 , L3 sin 3 L4 sin 4 0 (2)速度矩阵方程位置方程微分vr cos 3sr 3 sin3 L1 1 sin1,vrsin 3sr3 cos 3 L1 1 cos 1L3 3 sin3 L4 4sin 4 vE 0,L33 cos 3L44 cos 4 0cos 3sr sin 300vrL11 sin 1sin 3sr cos 3003L11 cos 10L3 sin 3L4 sin 41400L3 cos 3L4 cos 40vE0(3)加速度矩阵方程速度方程微分ar cos3vr3 sin3vr3 sin3sr(3 cos 33 sin 3 )L1 1 cos 1ar sin3vr3 cos3vr3 cos3sr(23 sin 33 cos 3 )L1 12 sin 1L3 23cos3L3 3sin3L4 24cos4L4 4 sin 4a E 0L3 23sin3L 3 3cos3L4 24sin4L4 4 cos 40