一、填空题:
1.速度瞬心是两刚体上瞬时速度相等的重合点。
2.若瞬心的绝对速度为零,则该瞬心称为绝对瞬心;
若瞬心的绝对速度不为零,则该瞬心称为相对瞬心。
3.当两个构件组成移动副时,其瞬心位于垂直于导路方向的无穷远处。
当两构件组成高副时,两个高副元素作纯滚动,则其瞬心就在接触点处;若两个高副元素间有相对滑动时,则其瞬心在过接触点两高副元素的公法线上。
4.当求机构的不互相直接联接各构件间的瞬心时,可应用三心定理来求。
5.3个彼此作平面平行运动的构件间共有 3 个速度瞬心,这几个瞬心必定位于一条直线上。
6.机构瞬心的数目K与机构的构件数N的关系是K=N(N-1)/2 。
7.铰链四杆机构共有 6 个速度瞬心,其中 3 个是绝对瞬心。
表示图上每单位长度所代表的速度大小,单位为: (m/s)/mm 。
8.速度比例尺μ
ν
加速度比例尺μa表示图上每单位长度所代表的加速度大小,单位为 (m/s2)/mm。
9.速度影像的相似原理只能应用于构件,而不能应用于整个机构。
10.在摆动导杆机构中,当导杆和滑块的相对运动为平动,牵连运动为转动时(以上两空格填转动或平动),两构件的重合点之间将有哥氏加速度。
哥氏加速度的大小为2×相对速度×牵连角速度;方向为相对速度沿牵连角速度的方向转过90
°之后的方向 。
二、试求出图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置(用符号ij P 直接标注在图上)。
12
三、 在图a
所示的四杆机构中,
24)
14(P 13)
P
24
P 23→∞
l AB =60mm,l CD =90mm ,l AD =l BC =120mm ,ω2=10rad/s ,试用瞬心法求:
1)当φ=165°时,点C 的速度v C ;
2)当φ=165°时,构件3的BC 线上速度最小的一点E 的位置及速度的大小; 3)当v C =0时,φ角之值(有两个解); 解:1)以选定的比例尺μl 作机构运动简图(图b )。
2)求v C ,定出瞬心P 13的位置(图b )
v C =ω33413P P μl =
34132313B
l
l
v P P P P μμ =1060583833
⨯⨯⨯⨯≈2.4×174=418(mm/s)
3)定出构件3的BC 线上 速度最小的点E 的位置:
E 点位置如图所示。
v E =ω313EP μl ≈2.4×52×3 =374(mm/s)
4)定出v C =0时机构的两个位置(作于图c ),量出:
φ1≈45° φ2≈27°
想一想:
1.要用瞬心法求解某构件(如构件3)上点的速度,首先需要定出该构件的何种瞬心?
2.构件(如构件3)上某点的速度为零,则该点一定就是它的什么瞬心?
四、 在图示摆动导杆机构中,∠BAC =90°,L AB =60mm ,L AC =120mm ,曲柄AB 以等角速度ω1=30rad/s 转动。
请按照尺寸按比例重新绘制机构运动简图,试用相对运动图解法求构件3的角速度和角加速度。
B 1
P 13
解:取长度比例尺mm m l /001.0=μ作机构运动简图 v B2=ω1•l AB =30•60=1800mm/s=1.8m/s
a B2=ω12•l AB =302•60=54m/s 2
3232B B B B v v v =+BC ⊥AB ∥BC
? ω1l AB ? 6rad/s ,顺时针
323232t k r B B B B B B a a a a +=++
⊥BC B →A ⊥CB //CB
? ω12l AB 2ω2v B3B2 ? =V μ0.1mm s m // 'p 11)
五、 图示的各机构中,设已知各构件的尺寸,原动件1以等角速度ω1顺时针方向转动。
试用图解法求机构在图示位置时构件3上C 点的速度及加速度(列出相对运动图解法矢量公式,进行大小、方向分析,最后将下面的速度矢量图和加速度矢量图补充完整。
b 3
b b 3’
’’
)
上图中,AB CD BC l l l 2==
C B CB v v v =+ n t n t
C
C B CB CB a a a a a +=++ 方向:⊥C
D ⊥AB ⊥BC 方向:C →D ⊥CD B →A C →B ⊥CB 大小: ? ω1l AB ? 大小:ωCD 2l CD ? ω12l AB ωCB 2l CB ?
有:v C
=0,ω3
=0,ω2
=0.5ω
1
a C
= a
C
t =1.5 a B =1.5ω1 2 l AB
3
3232C B C B C C C v v v v v =+=+
方向: ? ⊥AB ⊥BC ∥BC 大小: ? ω1l AB ? 0 ?
33323232n t k r C B C B C B C C C C C a a a a a a a =++=++
方向: ? B →A C →B ⊥CB ∥BC 大小: ? ω12l AB ω32l CB ? 0 2ω3v C3C2=0 ?
有:v
C3
=ω1l AB a C3=0
六、已知:在图示机构中,l AB =l BC =l CD =l ,且构件1以ω1匀速转动。
AB 、BC 处于水平位置CD⊥BC,试用相对运动图解法求ω3,α3 (μv 和μa 可任意选择)。
解: 属于两构件间重合点的问题
思路:因已知B 2点的运动,故通过B 2点求B 3点的运动。
1)速度分析
3232B B B B v v v =+
方向:⊥BD ⊥AB ∥CD 大小: ? ω12l ?
在速度多边形中,∵b 3与极点p 重合,∴v B3=0
且ω3=v B3/ l BD =0,由于构件2与构件3套在一起,∴ω2=ω3=0 2)加速度分析
333232
32
n
t n k r B B B B B B B B a a a a a
a
=+=++
方向: ⊥BD B →A ∥CD 大小: 0 ? ω12l 0 ? 在加速度多边形中,矢量'3b π代表3t
B a
则有:223
31t
B BD a l αω=== 将矢量'
3b π移至B 3点,可见为α3逆时针。
七、已知铰链四杆机构的位置、速度多边形和加速度多边形如下图所示。
试求:
32B B v
3t
B a
32r B B a
①构件1、2和3上速度均为
v的点X1、X2和X3的位置;
X
②构件2上加速度为零的点Q位置,并求出该点的速度
v;
Q
③构件2上速度为零的点H位置,并求出该点的加速度
a;
H
(各速度矢量和加速度矢量的大小任意,但方向必须与此答案相同)
b ´
c
(注:可编辑下载,若有不当之处,请指正,谢谢!)。