吉林大學(xué)機(jī)械原理習(xí)題

上傳人:無(wú)*** 文檔編號(hào):20571660 上傳時(shí)間:2021-03-31 格式:PDF 頁(yè)數(shù):14 大?。?99.82KB
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1、 1 習(xí) 題 4.1 如圖所示,已知四桿機(jī)構(gòu)各構(gòu)件的長(zhǎng)度為 a=240mm, b=600mm, c=400mm, d=500mm。問(wèn): 1)當(dāng)取構(gòu)件 4 為機(jī)架時(shí),是否有曲柄存在? 2)各構(gòu)件長(zhǎng)度不變, 能否以選擇不同桿件為機(jī)架的辦法獲得雙曲柄機(jī)構(gòu)和雙搖桿機(jī)構(gòu)?如何獲得? 解: 1)根據(jù)曲柄存在條件 “最短桿長(zhǎng)度 +最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度 其余兩桿長(zhǎng)度之和 ” a+b=240+600=840 c+d =400+500=900 840 900 且 固定最短桿的鄰邊為機(jī)架, 機(jī)構(gòu)有曲柄存在。 2)若各構(gòu)件長(zhǎng)度不變,根據(jù)推論,可以獲得雙曲柄 和雙搖桿機(jī)構(gòu)。 當(dāng)固定最短桿 a 時(shí),可獲得雙曲柄機(jī)構(gòu); 當(dāng)固定最短桿

2、對(duì)邊 c 時(shí),可獲得雙搖桿機(jī)構(gòu)。 4.2 圖示鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中,已知 lBC=50mm 、 lCD=35mm 、 lAD=30mm , AD 為機(jī)架。問(wèn): 1)若此機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu),且 AB 為曲柄,求 lAB 的最大值。 2)若 此機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu),求 lAB 的最小值。 3)若此機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu),求 lAB 的取值范 圍。 解: 1)設(shè) lAB 為最 短桿, lBC 為最長(zhǎng)桿 lAB + lBC lCD + lAD lAB lCD + lAD lBC=35+30 50=15 mm, A C B 題 4.2圖 D 4 題 4.1 圖 A C 2 a D B b c d 2 lABmax=15

3、mm 2)設(shè) lAD 為最短桿, lAB 為最長(zhǎng)桿 lAD + lAB lBC + lCD lAB lBC + lCD lAD =50+35 30=55 mm 設(shè) lAD 為最短桿, lBC 為最長(zhǎng)桿 lAD + lBC lAB + lCD lAB lAD+ lBC lCD =30+50 35=45 mm 若此機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu), lAB 的取值范圍為: 45 mmlAB55 mm; lABmin=45 mm。 2)設(shè) lAB 為最短桿, lBC 為最長(zhǎng)桿 lAB + lBC lCD + lAD; lAB lCD + lAD lBC=35+30 50=15 mm。 設(shè) lAD 為最短桿, lAB

4、 為最長(zhǎng)桿 lAD + lAB lBC + lCD; lAB lBC + lCD lAD =50+35 30=55 mm 設(shè) lAD 為最短桿, lBC 為最長(zhǎng)桿 lAD + lBC lAB + lCD; lAB lAD+ lBC lCD =30+50 35=45 mm 若此機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu), lAB 的取值范圍為: 1 5 mm lAB45 mm; 55 mm lAB115 mm。 4.3 圖示 為一偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu),試求: 1) 構(gòu)件 AB 為曲柄的條件。若偏距 e=0,則 構(gòu)件 AB 為曲柄的條件 又如何? 2)在圖示機(jī)構(gòu)以曲柄為主動(dòng)件時(shí),其傳動(dòng)角在 A C B e 題 4.3 圖 3

5、何處最大?何處最小? 解 :1)根據(jù)曲柄存在條件 lAB +(e+ lCD) lBC + lCD lAB lBC e 若 e=0, lAB 為曲柄的條件為 : lAB lBC。 2)根據(jù)傳動(dòng)角的概念,其最大、最小處如下圖示: 在機(jī)構(gòu)的 ABC 和 AB”C” 處傳動(dòng)角最大 ,max=90o; 在機(jī)構(gòu)的 AB” C”處傳動(dòng)角最小 ,min=90o arcsin(lAB+e)/ lBC)。 4.4 如圖所示為加熱爐爐門的啟閉機(jī)構(gòu)。點(diǎn) B、 C 為爐門上的兩鉸鏈中心。爐門 打開后成水平位置時(shí),要求爐門的熱面朝下。固定鉸鏈中心應(yīng)位于 yy 線上,其相互 位置的尺寸如圖所示。試設(shè)計(jì)此鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。 C”

6、 A C B e C B” C” B B” max 4 解 :此題是已知連桿兩位置的設(shè)計(jì),其圖解設(shè)計(jì)如下。 AB1C1D 即為機(jī)構(gòu)的第一位置。 4.5 在圖示鉸鏈四桿機(jī)構(gòu) ABCD 中,連桿 BC 上 P 點(diǎn)三位置 P1 、 P2 和 P3 位于 一鉛垂線上。已知曲柄長(zhǎng) lAB=150mm,機(jī)架 lAD=300mm。其它尺寸如圖。試用圖解 法確定鉸鏈 C 點(diǎn)位置及構(gòu)件 BC 和 CD 的長(zhǎng)度 lBC=? lCD=? 解 :此題是已知連桿上一條標(biāo)定線的三 個(gè)位置的設(shè)計(jì)問(wèn)題,其圖解設(shè)計(jì)如下 。 取 B2P2 為假想的機(jī)架, AD 為假想的 連桿, 剛化機(jī)構(gòu)的一位置和三位置 ,求假 想連桿其他位置。

7、 AB2C2D 即為機(jī)構(gòu)的第 二 位置。 P2 B1 B2 B3 A P1 P3 D 370 296 72 題 4.5 圖 600 300 題 4.4 圖 y 60 18 45 28 y B1 B2 C1 C2 28 18 45 28 y y D C1 b12 A c12 B1 C2 B2 60 52 8 5 4.6 設(shè)計(jì)一鉸鏈四桿機(jī)構(gòu),如圖所示。已知搖桿的行程速比系數(shù) k=1,機(jī)架長(zhǎng) lAD=120mm ,曲柄長(zhǎng) lAB=20mm , 且當(dāng)曲柄 AB 運(yùn)動(dòng)到與連桿拉直共線時(shí),曲柄位 置 AB2 與機(jī)架的夾角 。試確定搖桿及連桿的長(zhǎng)度 lCD 和 lBC 。(圖解) B2 D A C2 題 4

8、.6 圖 B1 P2 B2 B3 A P1 P3 D 370 296 72 600 300 d12 D3 D1 d23 C2 6 解: 根據(jù)題意圖解如下 : 4.7 圖示為機(jī)床變速箱操縱滑動(dòng)齒輪的操縱機(jī)構(gòu)。已知滑動(dòng)齒輪行程 h=60mm lAD=150mm, lDE=100mm lCD=60mm 其相互位置如圖所示,當(dāng)滑動(dòng)齒輪在行程的另 一端時(shí),操縱手柄為垂直方向。試求構(gòu)件 AB 與 BC 的長(zhǎng)度。 解: 取 l,由 E2 點(diǎn)位置找到 C2 點(diǎn),剛化機(jī)構(gòu)的第二位置,使 AF2C2AF1C2, 連接 C1C2 , 做 C1C2 的垂直平分線 c12 , c12線與 AF1 線的交點(diǎn)便是 B1 點(diǎn)

9、。 h A C B 95 題 4.7 圖 450 D E B2 D A C2 B1 E2 E1 D1 d12 h C1 c12 95 E1 450 E2 C2 7 所以: lAB=AB1l, lBC=B1C1l 。 4.8 試設(shè)計(jì)如圖所示的六桿機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)當(dāng)原動(dòng)件自鉛垂位置順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò) 時(shí),構(gòu)件 3 順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò) 恰為水平位置。此時(shí)滑塊 6 自 E1 移到 E2 S12=20mm。試確定鉸鏈 B 及 C 的位置。 解: 取 l , 先考慮四桿機(jī)構(gòu) DCE, 剛化機(jī)構(gòu)的第二位置 ,此機(jī)構(gòu)的第二位置 重合為一直線 DE2, 將 DE2 線逆時(shí)針轉(zhuǎn) 45o,這時(shí) E2到達(dá) E2, 連接 E1E2 , 做

10、 E1E2 的垂直平分線 e12 , e12線與 DE2線的交點(diǎn)便是 C1 點(diǎn)。 再考慮四桿機(jī)構(gòu) ABDC, 在 AB 位置線上任找一 F 點(diǎn), 剛化機(jī)構(gòu)的第二位置, 使 AF2C2AF1C2, 連接 A C1 B1 4 3 1 D 2 C2 E 1 E 2 5 6 B 2 S12 60 40 題 4.8 圖 A C1 B1 4 3 1 D 2 C2 E1 E2 5 6 60 60o 40 20 45o e12 E2 F2 F1 C2 c12 8 C1C2 , 做 C1C2 的垂直平 分線 c12 , c12 線與 AF1 線 的交點(diǎn)便是 B1 點(diǎn)。 所以: lAB=AB1l, lBC=B1C

11、1l, lDC=DC1l , lCE=C1E1l 。 4.9 如圖所示,現(xiàn)欲設(shè)計(jì)一鉸鏈四桿機(jī)構(gòu),已知搖桿 CD 的長(zhǎng) lCD=75mm,行程 速比系數(shù) k=1.5,機(jī)架 AD 的長(zhǎng)度 lAD=100mm ,搖桿的一個(gè)極限位置與機(jī)架間的夾角 為 。試求曲柄的長(zhǎng)度 lAB 和連桿的長(zhǎng)度 lBC(有兩組解)。 解: 取 l , 根據(jù) k=1.5, 得 。 用圖解法見(jiàn)下面的作圖。黑線是一組解,紅 線是另一組解。 A C B D 題 4.9 圖 45O A C(C1,C1) E D C2 B1 C2 E B2 B2 B1 9 4.10 試設(shè)計(jì)一曲柄滑塊機(jī)構(gòu),已知滑塊的行程速比系數(shù) k=1.5,滑塊的沖程

12、 H=50mm,偏距 e=20mm 。 并求其最大壓力角 max=? 解: 取 l ,根據(jù) k=1.5, 得 。 用圖解法見(jiàn)下面的作圖。 4.11 已知一曲柄搖桿機(jī)構(gòu),行程速比系數(shù) k=1.2,搖桿長(zhǎng) lCD=300mm, 搖桿的 H=50 C1 C2 A P M N B1 B2 E max C B e =20 10 擺角 , 曲柄長(zhǎng) lAB=80mm。求連桿 lBC 和機(jī)架 lCD 的長(zhǎng)度,并驗(yàn)算最小傳動(dòng)角 min 是否在允許的范圍內(nèi)? 解: 取 l ,根據(jù) k=1.2, 得 。 用圖解法見(jiàn)下面的作圖。 其中 lC2E=2lAB, C2E 連線與 A 點(diǎn)軌跡圓的交點(diǎn)即是 A 點(diǎn) 。 C1 C

13、2 A P M N B1 B2 E min P B C D 11 4.12 圖示為一已知的曲柄搖桿機(jī)構(gòu),現(xiàn)要求用一連桿將搖桿 CD 和滑塊 F 聯(lián)接 起來(lái),使搖桿的三個(gè)已知位置 C1D、 C2D、 C3D 和滑塊的三個(gè)位置 F1、 F2、 F3 相對(duì) 應(yīng)。試確定連桿 lEF 的長(zhǎng)度及其與搖桿上活動(dòng)鉸鏈 E 的位置。 解: 取 l , 考慮右側(cè)的搖桿滑塊機(jī)構(gòu)。將搖桿 DC2 的 位置看作假想的“機(jī)架”, 將 機(jī)構(gòu)的 1 與 2 位置剛化,使 DC1 F1DC2 F1, DC3 F3DC2 F3, 連接 A C3 B1 B3 D C2 F1 F2 B2 C1 F3 題 4.12 圖 12 F2F1

14、 , 做 F2F1 的垂直平分線 f1 2, 連接 F2F3 , 做 F2F3 的垂直平分線 f23 , f1 2 與 f23 線的交點(diǎn)便是 E2 點(diǎn)。 所以: lEF=E2F2l, lDE=DE2l 。 4.13 如圖 所示, 要求 四桿機(jī) 構(gòu)兩 連架 桿的 三對(duì) 對(duì)應(yīng)位 置分 別為 : 。試以解析法設(shè)計(jì)此四 桿機(jī)構(gòu)。其機(jī)架 lAD=80mm 。 A D 題 4.13 圖 2 1 3 2 1 3 A C3 B1 B3 D C2 F1 F2 B2 C1 F3 F1 F3 f23 E2 f1 2 13 解: 根據(jù)解析方程: ADAB 2BC2AB2CD2AD 2 AD CD1 AB CD0 2i

15、1i0i ll2 llllP l lP l lP 321iPc o sPc o sPc o s )(, ),()( 將 、 、 、 、 、 代入上述方程得: 2 oo 1 o 0 o 2 oo 1 o 0 o 2 oo 1 o 0 o P125105c o sP105c o sP125c o s P8075c o sP75c o sP80c o s P3550c o sP50c o sP35c o s )( )( )( 解上述方程得: P0=1.583, P1= -1.288, P2=1.045。 各桿長(zhǎng)為: lAB=65.1mm, lBC=101.84mm, lCD=103.04mm, ?。?/p>

16、 lAB=65mm, lBC=102mm, lCD=103mm。 4.14 圖示為一牛頭刨床的主傳動(dòng)機(jī)構(gòu),已知 lAB=75mm , lDE=100mm ,行程速 比系數(shù) k=2 ,刨頭 5 的行程 H=300mm ,要求在整個(gè)行程中,推動(dòng)刨頭 5 有較小的 壓力角,試設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu) (即求 lCD=? h=? )。 題 4.14 圖 E D 5 h 6 B A C 4 3 1 2 14 解: 取 l,根據(jù) k=2,得 。 圖解如下 。 根據(jù)題意刨頭應(yīng)在整個(gè)行程中有 minmax , 所以, E 點(diǎn)的水平線 (即導(dǎo)路線 )應(yīng)在 D 點(diǎn)的鉛垂位置和兩極限位置在鉛垂位置差值的一半的 水平線上。 所以, h=280mm, lCD=300mm。 E D 5 h 6 B A C 4 3 1 2 max max

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