【正文】 +m3lBC)/lBC`=(1240／3+2040)／5=192 kgmC``=(m`+m2+m3)lAB/lAC``=(1 92十12+20)10／5=448 kg(2)部分平衡需一個(gè)平衡質(zhì)量。(2)n=6000 r／min，ω=2πn/60= rad/s [e]=1 000A／ω= [mr]=m[e]=30104= 6—10 圖示為一個(gè)一般機(jī)器轉(zhuǎn)子，已知轉(zhuǎn)子的質(zhì)量為15 kg，其質(zhì)心至兩平衡基面I及Ⅱ的距離分別為l1=100 mm，12=200 mm，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n=3 000 r／min，試確定在兩個(gè)平衡基面I及Ⅱ內(nèi)的許用不平衡質(zhì)徑積。另外，根據(jù)該滾筒的結(jié)構(gòu)知其具有兩個(gè)偏心質(zhì)量m2=3 kg，m3=4，各偏心質(zhì)量的方位如圖所示（長(zhǎng)度單位為）。(注：平衡質(zhì)量只能加在葉片上，必要時(shí)可將平衡質(zhì)量分解到相鄰的兩個(gè)葉片上。6—5圖示為一鋼制圓盤，盤厚b=50 mm。2=50mm第五章 凸輪機(jī)構(gòu)作業(yè) 解：圖中(c)圖的作法是正確的，(a)的作法其錯(cuò)誤在于從動(dòng)件在反轉(zhuǎn)過程的位置應(yīng)該與凸輪的轉(zhuǎn)向相反,圖中C’B’為正確位置；(b)的作法其錯(cuò)誤在于從動(dòng)件在反轉(zhuǎn)過程的位置應(yīng)該與起始從動(dòng)件的位置方位一致，圖中C’B’為正確位置；(d)的作法其錯(cuò)誤在于從動(dòng)件的位移不應(yīng)該在凸輪的徑向線上量取，圖中CB’為正確位置。ml=24180。4=314mm 16 解： =1mm/mm，設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)如圖所示。 解： ： ml=4mm/mm，設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)如圖所示。5176。180176。dmax=180176。760mm 143.① d為最小，則c+d163。==%輸出功率：Nr=PA+PB=2+3=5kw 電動(dòng)機(jī)的功率：Nd=Nr==第四章平面連桿機(jī)構(gòu)作業(yè) 解：1.① d為最大，則a+d163。+3180。0，故 sin(a2j)163。R210=F39。=500N 所以 FR21=FR23=FR61=500NMb=FR21lAB=500180。R63=176。100=175000Nmm=175Nm 解：機(jī)構(gòu)受力如圖a)所示N，由圖b)中力多邊形可得：FR65=tgj4F5=tg45176。)sin(60176。+2j)d=FR21cosj=Frcosjsin(60176。=第三章 動(dòng)力分析作業(yè) 解：根據(jù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向分別畫出滑塊2所受全反力的方向如圖a所示，圖b中三角形①、②分別為滑塊1的力多邊形，根據(jù)滑塊2的力多邊形①得：FrFR12R12cosjsin(60176。180。3180。ma=16180。ma=20180。180。10=170mm/s VB3B2=b2b3180。VB2 =ω1LAB =1030= 300 mm/s VB3 ＝ VB2 ＋VB3B2大??？ω1LAB？ 方向 ⊥BC⊥AB∥BC 取mv=10mm/smm作速度多邊形如下圖b所示，由圖量得：VB3=pb3180。 解：取ml=5mm/mm作機(jī)構(gòu)位置圖如下圖所示。=638`31``i2p52180。=j11=第二階段的等效力矩為 t1=180。第一階段的等效力矩為Me11=MdMr1Mr5(=2180。180。試求：1)兩軸接合后的公共角速度。 180。當(dāng)用該內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng) 一阻抗力為常數(shù)的機(jī)械時(shí)，如果要求其運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)d=。當(dāng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)δ=，試確定電動(dòng)機(jī)所需的平均功率，并分別計(jì)算在以下兩種情況中的飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JF(略去各構(gòu)件的重量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量).1)飛輪裝在曲柄軸上；2)飛輪裝在電動(dòng)機(jī)軸上，電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速nn=I 440 r／min。要求制動(dòng)時(shí)間不超過3s，試檢驗(yàn)該制動(dòng)器是否能滿足工作要求。當(dāng)然，在實(shí)際設(shè)計(jì)中還必須考慮安裝飛輪軸的剛性和結(jié)構(gòu)上的可能性等因素。當(dāng)長(zhǎng)時(shí)問內(nèi)驅(qū)動(dòng)力(力矩)和阻力(力矩)做功不相等，機(jī)械就會(huì)越轉(zhuǎn)越快或越轉(zhuǎn)越慢．而安裝飛輪并不能改變驅(qū)動(dòng)力(力矩)或阻力(力矩)的大小也就不能改變驅(qū)動(dòng)功與阻力功不相等的狀況，起不到調(diào)速的作用，所以不能利用飛輪來調(diào)節(jié)非周期陛速度波動(dòng)。調(diào)節(jié)周期性速度波動(dòng)的方法是在機(jī)械中安裝一個(gè)具有很大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的飛輪。所以，過分追求機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)速度的均勻性，將會(huì)使飛輪過于笨重。齒輪2的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量分別為J1=732 z1J(J+J)(22`2z2zz2G)+J3(12`)+z2z3gz1z2`2r()3z2z3 ，J2=768。解由于機(jī)械系統(tǒng)的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為常數(shù)，等效力矩為速度的函數(shù)，故可利用力矩形式的機(jī)械運(yùn)動(dòng)方程式Me(ω)=Med(ω)Mer(ω)=Jedω/dt 即10000100ω8000=8dω/dtJ(J2+J3)()+m4l(2z1對(duì)式①積分得t===810081002dt=8100wwdw2000(1)242。===[d]p180。+130186。在離合器接合前，軸1的轉(zhuǎn)速為n，=100 r／min，而軸2以n：=20 groin的轉(zhuǎn)速與軸1同向轉(zhuǎn)動(dòng)。180。=J1w1w=m1r12(n1pw)=100180。955020180。180。2）以構(gòu)件4為原動(dòng)件，則結(jié)構(gòu)由8－6－2－3三個(gè)Ⅱ級(jí)桿組組成，故機(jī)構(gòu)為Ⅱ級(jí)機(jī)構(gòu)(圖b)。ml=180。mv=15180。l2BC=180。ma=23180。3，得到d點(diǎn) , 由圖量得：pe=16mm，pd=13mm，aD=pd180。=1m/saB2=w1180。sinf1=w1180。cosf1=20180。j)=FR21cosj，F(xiàn)sin(60176。2j)=1000sin(60176。50=3350N，F(xiàn)R45=FR54=FR34=FR43=3350N，F(xiàn)R23=35180。=176。176。R21=F39。R=F39。=：h39。h39。d163。dmax gmin=155176。+q180176。q=180176。故gmin=68176。ml=25180。1=45mm。=36176。2=22mm。（a）圖處于動(dòng)平衡狀態(tài)，（b）圖處于靜平衡狀態(tài)?？稍谙喾捶较蛲谝煌?其直徑為：6—6圖示為一風(fēng)扇葉輪。則mbI=μWWbI/rb= kg，θbI =6186。mbⅡ=μWWbⅡ/rb=214/40=，θbⅡ=105186。mm，試問其是否滿足平衡精度要求?6—12在圖示的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，已知各構(gòu)件的尺寸為lAB=100 mm, lBC=400 mm；連桿2的質(zhì)量m2=12 kg，質(zhì)心在s2處，lBS2=400／3 mm；滑塊3的質(zhì)量m3=20 kg，質(zhì)心在C點(diǎn)處；曲柄1的質(zhì)心與A點(diǎn)重合。解如圖所示，用平衡質(zhì)量m’來平衡齒輪a的質(zhì)量，r`=lAB；m`=malAB/r`=10kg 用平衡質(zhì)量，m”來平衡齒輪b的質(zhì)量，r``=lCDm``=mblCD/r`` 齒輪c不需要平衡。539。15180。2pn5d539。15180。解：固定齒輪4時(shí)輪系如圖所示，齒輪1，2，3組成定軸輪系，齒輪6，5，4和系桿H2組成行星輪系。n7zzz131=56=6==39。30nH=180。56Hi14=1H=24==n4nHz1z239。316n6=1==268r/minn6=n1++180。解：NinPVAPwARAPRAh====iABNoutQVBQwBRBQRBQRB P=hRAiAB計(jì)算傳動(dòng)比iABnA=n1，nB=nH。z339。機(jī)器的種類繁多，如內(nèi)燃機(jī)、汽車、機(jī)床、縫紉機(jī)、機(jī)器人、包裝機(jī)等，它們的組成、功用、性能和運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)各不相同。2．機(jī)械原理課程的研究?jī)?nèi)容機(jī)構(gòu)的分析1）機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析（機(jī)構(gòu)的組成、機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖、機(jī)構(gòu)確定運(yùn)動(dòng)條件等）； 2）機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析（機(jī)構(gòu)的各構(gòu)件的位移、速度和加速度分析等）；3）機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)分析（機(jī)構(gòu)的受力、效率、及在外力作用下機(jī)構(gòu)的真實(shí)運(yùn)動(dòng)規(guī)律等）；機(jī)構(gòu)的綜合（設(shè)計(jì)）：創(chuàng)新的過程1）常用機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與分析（連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、常用間歇機(jī)構(gòu)等）； 2）傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)（選用、組裝、協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)）通過對(duì)機(jī)械原理課程的學(xué)習(xí)，應(yīng)掌握對(duì)已有的機(jī)械進(jìn)行結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力分析的方法，以及根據(jù)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力性能方面的設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)新機(jī)械的途徑和方法。3．注意把理論力學(xué)的有關(guān)知識(shí)運(yùn)用于本課程的學(xué)習(xí)中。4）。2．運(yùn)動(dòng)副及其分類運(yùn)動(dòng)副：兩構(gòu)件直接接觸所形成的可動(dòng)聯(lián)接。3)按相對(duì)運(yùn)動(dòng)的形式分平面運(yùn)動(dòng)副：兩構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)為平面運(yùn)動(dòng)?？臻g機(jī)構(gòu)： 機(jī)構(gòu)的各構(gòu)件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)不在同一平面內(nèi)或平行的平面內(nèi)。： 機(jī)構(gòu)的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)數(shù)稱為機(jī)構(gòu)的自由度。解決的方法：計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)，設(shè)想將滾子與安裝滾子的構(gòu)件固結(jié)在一起，視為一個(gè)構(gòu)件。桿組：自由度為零的從動(dòng)件系統(tǒng)。3．平面機(jī)構(gòu)的高副低代法目的：為了使平面低副機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析和運(yùn)動(dòng)分析的方法適用于含有高副的平面機(jī)構(gòu)。兩構(gòu)件之間的運(yùn)動(dòng)形式分為移動(dòng)副和轉(zhuǎn)動(dòng)副。在僅需對(duì)機(jī)構(gòu)作速度分析時(shí)，采用速度瞬心法往往顯得十分方便，故下面對(duì)速度瞬心法加以介紹。例31 用瞬心法作平面鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的速度分析例32 用瞬心法作凸輪機(jī)構(gòu)的速度分析這里必須指出：利用瞬心法對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行速度分析雖較簡(jiǎn)便，但當(dāng)某些瞬心位于圖紙之外時(shí)，將給求解造成困難。在速度圖上任取一點(diǎn)P為速度極點(diǎn)(表示速度為零的點(diǎn)).c)通過P點(diǎn)作代表VB的矢量pb(∥VB，且pb=VB/μv)d)分別過b點(diǎn)和p點(diǎn)作代表VCB和VC的方向線,得交點(diǎn)c，矢量pc和bc分別代表VC和VCB ，ω3，和VC根據(jù)速度圖可以求出：ω2=VCB/LCB=bcμv/LCB 將bc平移到機(jī)構(gòu)圖上的C點(diǎn)，可知ω2為順時(shí)針方向。加速度分析略3．3機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析的解析法1． 以鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)為例，介紹復(fù)數(shù)矢量法，重點(diǎn)掌握建模方法，矢量方程的建立方法。四、課后習(xí)題答案31 答：1）兩構(gòu)件做相互平面運(yùn)動(dòng)的等速重合點(diǎn)叫瞬心。4e)k==6 23180。∴ w1=w2=w32VD=w3lCDaD=w3lCDvvv314VB2= VB1+ VB2B1方向：∥BC ⊥AB ∥AB 大?。?？vvvgvkaB2 = aB1 + aB2B1+ aB2B1方向：∥BC B→A ∥AB ⊥AB向上2w大?。海?lAB？2w1VB2B1ωl1AB？315 擴(kuò)大構(gòu)件法 vvvVB2= VB3+ VB3B2?？ 方向： ⊥AB ⊥BC ∥BC 大小： ωl1ABVB3w3==w2 lBCvvvVD= VB2+ VDB2方向： ? ⊥AB ∥DB 大?。?？vtvvnvkvgaB2= aB3 + aB3 + aB2B3 + aB2B3方向：B→A B→C ⊥BC ⊥BC向下 ∥BC 大?。簑12ωl1ABωl2DBvtaB3e3=e2=lBClAB w32lBC？2w3VB2B1？vvvtvnaD= aB2+ aDB2 + aDB2 方向：？ D→A ⊥B2D D→B222wwe大?。?？1lAB2lBD2lBD vvvtvnaE= aD+ aED + aED方向：？ √ ⊥ED E→D2we大?。?？√2lDE2lDE。37 解：1）ωpp=11314p13p14p13p34ωlpp222。3）兩構(gòu)件均運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩構(gòu)件瞬時(shí)絕對(duì)速度相等的重合點(diǎn)。3．4平面機(jī)構(gòu)的力分析1．簡(jiǎn)單介紹機(jī)械上作用的力及慣性力的求解方法。求解VE 利用下列矢量方程式求E點(diǎn)速度VE VE = VC + VEC = VB + VEB方向： ？ ⊥CD ⊥CE ⊥AB ⊥BE大小： ? pcμv ? ω1LAB上式中僅有VEC和VEB的大小未知,可以用圖解法求解。第三節(jié) 用矢量方程圖解法作機(jī)構(gòu)的速度和加速度分析矢量方程圖解法，又稱相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法，其所依據(jù)的基本原理是理論力學(xué)中的運(yùn)動(dòng)合成原理。若該點(diǎn)的絕對(duì)速度為零，為絕對(duì)瞬心，否則為相對(duì)瞬心。圖解法主要有速度瞬心法和矢量方程圖解法。按引入的約束數(shù)目可分為1—5級(jí)副。經(jīng)高副低代后的平面機(jī)構(gòu)，可視為平面低副機(jī)構(gòu)。桿組的結(jié)構(gòu)式為：3n=2pl機(jī)構(gòu)的組成原理：把若干個(gè)自由度為零的基本桿組依次聯(lián)接到原動(dòng)件和機(jī)架上，就可組成新的機(jī)構(gòu)，其自由度數(shù)目與原動(dòng)件的數(shù)目相等。虛約束經(jīng)常發(fā)生的場(chǎng)合： ；； ； 。（1〕平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算的一般公式設(shè)一個(gè)平面機(jī)構(gòu)中共有n個(gè)活動(dòng)構(gòu)件，在用運(yùn)動(dòng)副將所有構(gòu)件聯(lián)接起來前，這些活動(dòng)構(gòu)件具有3n個(gè)自由度。機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖：用國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的簡(jiǎn)單符號(hào)和線條代表運(yùn)動(dòng)副和構(gòu)件，并按一定比例尺表示機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸，繪制出表示機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)明圖形。3．運(yùn)動(dòng)鏈運(yùn)動(dòng)鏈?zhǔn)侵竷蓚€(gè)或兩個(gè)以上的構(gòu)件通過運(yùn)動(dòng)副聯(lián)接而構(gòu)成的系統(tǒng)。自由度：構(gòu)件所具有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目。能準(zhǔn)確識(shí)別出機(jī)構(gòu)中存在的復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束，并作出正確處理。12 答：機(jī)構(gòu)和機(jī)器，二者都是人為的實(shí)物組合體，各實(shí)物之間都具有確定的相