平面机构力分析例题

平面机构的力分析、机械的摩擦与效率

(总分：100.00，做题时间：90分钟)

一、{{B}}填空题{{/B}}(总题数：12，分数：12.00)

1.作用在机械上的力按作用在机械系统的内外分为______和______。（分数：1.00） 填空项1:__________________

2.作用在机械上的功按对机械运动产生的作用分为______和______。（分数：1.00） 填空项1:__________________

3.机构动态静力分析时，把 1视为一般外力加在机构构件上，解题的方法、步骤与静力分析完全一样。（分数：1.00）

填空项1:__________________

4.用速度多边形杠杆法可以直接求出作用在任意构件上的未知平衡力(平衡力矩)，此方法的依据是 1原理。（分数：1.00）

填空项1:__________________

5.运动链的静定条件为______，______。（分数：1.00） 填空项1:__________________

6.矩形螺纹和梯形螺纹用于______，而三角形(普通)螺纹用于______。（分数：1.00） 填空项1:__________________

7.机构效率等于______功与

机械原理

第四章平 机构面力分析的构力机分析任务的 、4§1-机力构析分任务的目、与的法方 机构-分力的析任 务§-42件惯性构力的定 确 -构惯件力的确性定 §-43动运中副擦摩力确定的 - 动运中摩副力擦的确定 4-§机4力构分实例析 机-力分构实析例

机械原理

机力构析分的务、 任4§1机-构力分的析任、目的务方与 -法 构力分析机任的力务析分必的要： 力分析的必要性：性▲作 在用机上的力是影响机械械运和动力性能动的 主要因；素的 要因主； 素是决构定件寸和结构尺形的重状要据。 ▲依决定是件尺寸构结构和形状的要重依。据 1.作在用机械上力的 作用机在上械的力 动力 生产阻力原 重力 擦力摩介质 力 阻性力惯运动 副力反力的类型

驱动

机械原理

力作按用分为 阻抗 力效有力 阻害阻有力

驱动力---驱使机械-运， 驱动动--力-驱使机-运械动，方向其与的力用点速作- ---使机驱运动械度 之的夹间角为角 所锐功作为正 功角锐 ，正。功度之间的 角夹锐为角所，功为作正。功阻抗力---- 碍阻机运械动，其向与力方的作用速 阻抗力-点---碍机阻运动械，-- -阻-碍械机运 动度间之夹角为的角钝 所功作

平面机构的运动分析

(总分：100.00，做题时间：90分钟)

一、{{B}}填空题{{/B}}(总题数：10，分数：20.00)

1.速度瞬心可以定义为互作平面相对运动的两构件上 1的点。 （分数：2.00）

填空项1:__________________ （正确答案：瞬时相对速度为零(或瞬时绝对速度相同)） 解析：

2.相对瞬心与绝对瞬心的相同点是______，不同点是______；在由N个构件组成的机构中，有______个相对瞬心，有______个绝对瞬心。 （分数：2.00）

填空项1:__________________ （正确答案：互作平面相对运动的两构件上瞬时相对速度为零的点 后者绝对速度为零，前者不是 (N-1)/(N/2-1) N-1） 解析：

3.作平面相对运动的三个构件的三个瞬心必 1。 （分数：2.00）

填空项1:__________________ （正确答案：在同一直线上） 解析：

4.在矢量方程图解法中，影像原理只适用于求______。 （分数：2.00）

填空项1:__________________ （正确答案：同一构件上不同点的速度 加速度） 解析：

5.平面四杆机构共有______个速度瞬心，其中___

大作业（一）

平面连杆机构的运动分析

班 级： 姓 名： 姓 名： 姓 名： 指 导 教 师： 完 成 日 期： 机械原理大作业 机电学院05011303班

一、题目及原始数据

1.1、平面连杆机构的运动分析题目：

如图1.1所示，为一平面六杆机构。设已知各构件的尺寸如表 1.1 所示，又知原动件1以等角速度?1= 1rad/s 沿逆时针方向回转，试求各从动件的角位移、角速度及角加速度以及位移E点的位移、速度及加速度的变化情况。

表1.1 平面六杆机构的尺寸参数

l2'=65mm,xG=153.5mm,yG=41.7mm

题 号 l1 1-A l2 l3 l4 l5 l6 ? A B C 105.6 67.5 87.5 34.4 25 60° l1=26.5 l1=24 l1=29.5 要求每组（每三人为一组，每人一题）至少打印一份源程序，每个同学计 算出原动件从 0o到 360o时（计算点数 N

实验一 平面机构运动简图的测绘和分析

一．目的

1． 初步掌握实际机构或机构模型的机构运动简图的测绘方法；

2． 应用机构自由度计算方法及机构运动条件分析平面机构运动的确定性。

二．设备和工具

1． 各种机构实物或模型；

2． 钢板尺、钢卷尺、内卡钳、外卡钳、量角器等； 3． 铅笔、橡皮、草稿纸（自备）。 三．原理

从运动学的观点看，机构运动特性与原动件的运动规律、构件的数目、运动副的数目、种类、相对位置有关。因此，可以撇开构件的实际外形和运动副的具体结构，而用简单的线条和规定的符号（见教材）代表构件和运动副。并按比例定出各运动副的相对位置，绘制出机构运动简图，以此来说明实际机构的运动特性。

四．步骤

1．了解被测机构或机构模型，并记录其编号。

2． 确定构件数目。将被测的机构或机构摸型缓慢地运动，从原动件开始，循着运动传递的路线仔细观察机构运动。分清机构中哪些构件是活动构件、哪些是固定构件，从而确定机构中的原动件、从动件、机架及其数目。

3． 判定各运动副的类型和数目。仔细观察各构件间的接触情况及相对运动的特点，判定各运动副是低副还是高副，并准确数出其数目。

4． 绘制机构示意图。选定最能清楚地表达各构件相互运动关系的

实验一 平面机构运动简图的测绘和分析

一．目的

1． 初步掌握实际机构或机构模型的机构运动简图的测绘方法；

2． 应用机构自由度计算方法及机构运动条件分析平面机构运动的确定性。

二．设备和工具

1． 各种机构实物或模型；

2． 钢板尺、钢卷尺、内卡钳、外卡钳、量角器等； 3． 铅笔、橡皮、草稿纸（自备）。 三．原理

从运动学的观点看，机构运动特性与原动件的运动规律、构件的数目、运动副的数目、种类、相对位置有关。因此，可以撇开构件的实际外形和运动副的具体结构，而用简单的线条和规定的符号（见教材）代表构件和运动副。并按比例定出各运动副的相对位置，绘制出机构运动简图，以此来说明实际机构的运动特性。

四．步骤

1．了解被测机构或机构模型，并记录其编号。

2． 确定构件数目。将被测的机构或机构摸型缓慢地运动，从原动件开始，循着运动传递的路线仔细观察机构运动。分清机构中哪些构件是活动构件、哪些是固定构件，从而确定机构中的原动件、从动件、机架及其数目。

3． 判定各运动副的类型和数目。仔细观察各构件间的接触情况及相对运动的特点，判定各运动副是低副还是高副，并准确数出其数目。

4． 绘制机构示意图。选定最能清楚地表达各构件相互运动关系的

平面向量经典例题：

1.已知向量a＝(1,2)，b＝(2,0)，若向量λa＋b与向量c＝(1，－2)共线，则实数λ等于()

A．－2B．－1

3

C．－1 D．－2

3

[答案] C

[解析]λa＋b＝(λ，2λ)＋(2,0)＝(2＋λ，2λ)，∵λa＋b与c共线，∴－2(2＋λ)－2λ＝0，∴λ＝－1.

2.(文)已知向量a＝(3，1)，b＝(0,1)，c＝(k，3)，若a＋2b与c垂直，则k＝()

A．－1 B．－ 3

C．－3 D．1

[答案] C

[解析]a＋2b＝(3，1)＋(0,2)＝(3，3)，

∵a＋2b与c垂直，∴(a＋2b)·c＝3k＋33＝0，∴k＝－3.

(理)已知a＝(1,2)，b＝(3，－1)，且a＋b与a－λb互相垂直，则实数λ的值为()

A．－6

11B．－

11

6

C.6

11 D.

11

6

[答案] C

[解析]a＋b＝(4,1)，a－λb＝(1－3λ，2＋λ)，∵a＋b与a－λb垂直，

∴(a＋b)·(a－λb)＝4(1－3λ)＋1×(2＋λ)＝6－11λ＝0，∴λ＝6 11.

3.设非零向量a、b、c满足|a|＝|b|＝|c|，a＋b＝c，则向量a、b间的夹角为()

A．150°B．120&#

第三章 凸轮机构典型例题

例 1 在图示的对心移动滚子从动件盘形凸轮机构中，凸轮的实际廓线为一圆，其圆心在A点，半径R=40mm，凸轮转动方向如图所示，lOA=25mm，滚子半径rt=10mm，试问：

（1）凸轮的理论廓线为何种曲线？ （2）凸轮的基圆半径r b=? （3）从动件的升距h=?

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解：选取适当的比例尺作机构图如图（b）所示

（1）理论廓线η为半径为R+rt =40+10=50mm的圆。 （2）凸轮的基圆半径r b

凸轮理论廓线的最小向径称为凸轮的基圆半径，如图所示线段OC即为理论廓线η的最小向径，也就是凸轮的基圆半径r b。由图（b）可知

r b=l AC － lAO =（R+rt）－lAO=（40+10）－25=25mm （3）从动件的升距h

从动件上升的最大距离h称为从动件的升距，它等于理论廓线η的最大与最小向径之差。因此，

h=（lAO+R+rt）－r b=25+40+10－25=50mm

例 2 如图（a）所示为凸轮机构推杆的速度曲线，它由四段直线组成。要求：画出推杆的位移线图和加速度线图；判断那几个位置有冲击存在，是刚性冲击还是柔性冲击；在图示的F位置。凸轮与推杆之间有无惯性力作用，有无冲击存在。

第三章 平面机构的运动分析

3.1本章知识点串讲 本章的知识点有：

1．用速度瞬心法求机构的速度；

1）需要理解的概念主要有瞬心和三心定理。 瞬心指的是两构件上瞬时等速重合点。

三心定理是说：三个彼此作平面相对运动的构件3个瞬心必位于同一直线上。 瞬心数目的计算公式为K=N（N-1）/2。 2）机构中速度瞬心位置的确定

直观法——通过运动副直接连接的两个构件 组成铰链副两构件间的瞬心在铰链处

P12 1 2 组成铰链副两构件间的瞬心在铰链处 组成移动副两构件间的瞬心在垂直于导路线的无穷远处

∞ P1

2

1 ω12 1 P12 M 2 n ω12 t

M P12 ?? n 高副连接的两个构件（纯滚动）

高副连接的两个构件（存在滚动和滑动）

组成高副两构件间的瞬心在接触点的法向上； 特别地，若为纯滚动，则瞬心在接触点处。

2．用解析法建立机构的位置，速度及加速度方程式。

3.2本章重难点总结

3.2.1重难点知识点总结

本章的难点是分析两构件重合点之间的加速度关系。

3.2.2本章重难点例题讲解

【例题1】求四杆机构的瞬心个数。

解析：这道题很简单，直接用相应的公式计算就可以。 瞬心数 N = 4(4-1)/2 = 6

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