【正文】 對運(yùn)動。4．注意將所學(xué)知識用于實(shí)際,做到舉一反三。因此，機(jī)械原理是機(jī)械類各專業(yè)的一門非常重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，它是從基礎(chǔ)理論課到專業(yè)課之間的橋梁，是機(jī)械類專業(yè)學(xué)生能力培養(yǎng)和素質(zhì)教育的最基本的課程。（2）組成它們的各部分之間都具有確定的相對運(yùn)動。z339。40=83nHz1z239。79如圖740所示輪系中，已知Z1= 22，Z3=88，Z3’=Z5，試求傳動比i15=？解：左邊為定軸輪系，右邊為差動輪系Hi13=zzzn1nH88=23=3==4n3nHz1z2z122nH=n5, n3=n339。25==：i41=，故i14=1/ i41=1/=500。40=23==39。69。Hi64=n6nH2zzz40=54=4==2n4nH2z6z5z620 zzzn1nH140=23=3==2n3nH1z1z2z120Hi13=n3=0,，可得nH1=n1n1n=43，因?yàn)閚6=n1, n4=nH1故3則n6nH2nn=1H2=2n4nH2n1nH23n1/nH21=2n113nH275如圖736所示的復(fù)合輪系中，設(shè)已知n1=3549r/min，又各齒輪齒數(shù)為Z1= 36，Z2=60，Z3=23，Z4=49，Z4’=69，Z5=31，Z6 =131，Z7=94，Z8=36，Z9=167，試求行星輪架Ｈ的轉(zhuǎn)速nＨ。18提升重物時手柄的轉(zhuǎn)向如圖所示。180。2n5=故：n1500== r/mini15200計算齒輪5’直徑d5’d539。30180。該裝置裝在被試建筑的屋頂。=+l2200+100l100[m11r11]=[mr]2=15180。解(1)根據(jù)一般機(jī)器的要求，對應(yīng)平衡精度A=。6—8圖示為一滾筒，在軸上裝有帶輪現(xiàn)已測知帶輪有一偏心質(zhì)量。今欲對此葉輪進(jìn)行靜平衡，試求所需的平衡質(zhì)量的大小及方位(取rb=200 mm)。機(jī)構(gòu)在基座上平衡的實(shí)質(zhì)是平衡機(jī)構(gòu)質(zhì)心的總慣性力，同時平衡作用在基座上的總慣性力偶矩、驅(qū)動力矩和阻力矩。ml=25180。，分別為AB1C1D和AB2C2D由圖中量得：lAB1=AB1180。圖中AB”C” 為 ’C’為amax的位置，由圖中量得amax gmax的位置，由圖中量得gmax=90176。ml=180。 =0，則K= 1，無急回特性。180176。+16176。所以 =180176。b+a+c=280+120+360=760mm所以d的取值范圍為：40mmpdp200mm和520mmpd163。=180。=PAhA+PBhB2180。=tgacos(aj)163。dtga而理想驅(qū)動力為：F39。180。sin45176。50=2500N，F(xiàn)R23=FR32=FR12=FR21=1750NMb=FR21lAB=1750180。176。+2j)sin(60176。cos30176。sinf1=20180。=40m/sn222τa B3 ＝ aB2n＋a B3B2大小？ω12LAB？方向水平B→A∥BD 取ma=1m/s2mm作速度多邊形如上圖c所示，由圖量得：aB3=pb39。50=650mm/s2所以，a2E=pe180。3180。VB3B2=2180。mv=17180。5= 解：取l作機(jī)構(gòu)位置圖如下圖a所示。(a)(b)(c)第二章運(yùn)動分析作業(yè) 解：機(jī)構(gòu)的瞬心如圖所示。180。()==Me11Je1t1=180。(100p解取電機(jī)軸作為等效構(gòu)件，則系統(tǒng)的等效轉(zhuǎn)動慣量為w52Je1=J1+J+J(5e2)=+8w1點(diǎn)動過程中，系統(tǒng)的運(yùn)行分為兩個階段：第一階段為通電啟動階段，第二階段為斷電停車階段。20100180。設(shè)在離合器接合過程中，無外加驅(qū)動力矩和阻抗力矩。===[d]p620180。52）飛輪裝在電機(jī)軸上時，飛輪的轉(zhuǎn)動慣量為222JF`=JF(n/nn)=(100/1440)=712 某內(nèi)燃機(jī)的曲柄輸出力矩Md隨曲柄轉(zhuǎn)角j的變化曲線如圖所 示，其運(yùn)動周期jT=p,曲柄的平均轉(zhuǎn)速nm=620r/min。1002000)]25將式(2)改寫為= In(100ω一2000)一ln8 000 解得ω=20+ [ln(100w2000)ln8000](2)上式對t求導(dǎo)得α= dω/dt=7—11在圖示的刨床機(jī)構(gòu)中，已知空程和工作行程中消耗于克服阻抗力的恒功率分別為P1= w和p2=3 677 w，曲柄的平均轉(zhuǎn)速n=100 r／min，空程曲柄的轉(zhuǎn)角為φ1=120186。解：根據(jù)等效轉(zhuǎn)動慣量的等效原則．有 2Jew1=212J1w21+21(J+J)w23+2221mv244Je=J1+121J(J2+J3)(w2w1z1)+m4(2v則: =J1+w1)2)22z2z2=732106+(768+l 200)l106(25/45)2+355(6103)2(25/45)2=7—9已知某機(jī)械穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時主軸的角速度ωs=100 rad／s，機(jī)械的等效轉(zhuǎn)動慣量Je= ，制動器的最大制動力矩Mr=20 (制動器與機(jī)械主軸直接相連，并取主軸為等效構(gòu)件)。③當(dāng)△Wmax與[δ]一定時，JF與ωm的平方值成反比，故為減小JF，最好將飛輪安裝在機(jī)械的高速軸上。非周期性速度波動的原因是作用在機(jī)械上的驅(qū)動力(力矩)和阻力(力矩)的變化是非周期性的。7—3飛輪為什么可以調(diào)速?能否利用飛輪來調(diào)節(jié)非周期性速度波動，為什么? 答： 飛輪可以凋速的原因是飛輪具有很大的轉(zhuǎn)動慣量，因而要使其轉(zhuǎn)速發(fā)生變化．就需要較大的能量，當(dāng)機(jī)械出現(xiàn)盈功時，飛輪軸的角速度只作微小上升，即可將多余的能量吸收儲存起來；而當(dāng)機(jī)械出現(xiàn)虧功時，機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)速度減慢．飛輪又可將其儲存的能量釋放，以彌補(bǔ)能最的不足，而其角速度只作小幅度的下降。②由于JF不可能為無窮大，若△Wmax≠0，則[δ]不可能為零，即安裝飛輪后機(jī)械的速度仍有波動，只是幅度有所減小而已。在選擇伺服電機(jī)時，伺服電機(jī)允許的負(fù)載轉(zhuǎn)動慣量必須大于折算到電動機(jī)軸上的負(fù)載等效轉(zhuǎn)動慣量，試求圖示系統(tǒng)折算到電動機(jī)軸上的等效轉(zhuǎn)動慣量。d(100w2000)(100w2000)100[ln(100w2000)ln(100180。100180。()/200=此時nmax=(1+δ/2)nm=(1+)620=c（3)求裝在曲軸上的飛輪轉(zhuǎn)動慣量J，：DWmax=AbABc=***0DWmax900180。在離合器接合后3 s，兩軸即達(dá)到相同的速度。100+180。180。1PnnnMr1Mr5(z3z41i2)13905235由于在此階段系統(tǒng)的等效力矩和等效轉(zhuǎn)動慣量均為常數(shù)，所以在此階段電機(jī)軸的角速度和轉(zhuǎn)過的角度為ω11=ω10+α1t12φ11=φ10+ω10t1+(1/2)α1t1式中: φ10=0, ω10=0, ． t1=, a1=Me11/Je1 所以180。=j5=j1(z3z4118020180o)=180。3）以構(gòu)件8為原動件，則結(jié)構(gòu)由2－3－4－5一個Ⅲ級桿組和6－7一個Ⅱ級桿組組成，故機(jī)構(gòu)為Ⅲ級機(jī)構(gòu)(圖c)。44180。10=150mm/spd=15mm，pe=17mm，； VE=pe180。123=595mm/sak=2w2B3B23180。50=1150ttaB3=n3b39。ma=13180。lAB=20180。lAB180。180。+2j)cosjsin(60176。+2180。50=1750FR63=50180。Fsin45176。R43=176。dcos(aj)sin(a2j)，cosasina=F39。dtga21cos(aj)sin(a2j)=sin(a2j)tgacos(aj)sin(a2j)當(dāng)要求其自鎖時則，h39。39。39。520mm所以d的取值范圍為：2.① d為最大，則a+dfb+c 故 dfb+ca=280+360120=520mm② d為中間，則a+cfb+d 故 dpa+cb=120+360280=200mm③ d為最小，則c+dfb+a 故 dfb+ac=280+120360=40mm④ d為三桿之和，則d163。dmin=52176。q=180176。+5176。f[g]=40176。4=100mmlAD=AD180。=63176。=2mm/mm，設(shè)計四桿機(jī)構(gòu)如圖所示。2C2=B2C2180。6一3既然動平衡的構(gòu)件一定是靜平衡的，為什么一些制造精度不高的構(gòu)件在作動平衡之前需先作靜平衡?6—4為什么作往復(fù)運(yùn)動的構(gòu)件和作平面復(fù)合運(yùn)動的構(gòu)件不能在構(gòu)件本身內(nèi)獲得平衡，而必須在基座上平衡?機(jī)構(gòu)在基座上平衡的實(shí)質(zhì)是什么?答由于機(jī)構(gòu)中作往復(fù)運(yùn)動的構(gòu)件不論其質(zhì)量如何分布，質(zhì)心和加速度瞬心總是隨著機(jī)械的運(yùn)動周期各沿一條封閉曲線循環(huán)變化的，因此不可能在一個構(gòu)件的內(nèi)部通過調(diào)整其質(zhì)量分布而達(dá)到平衡，但就整個機(jī)構(gòu)而言．各構(gòu)件產(chǎn)生的慣性力可合成為通過機(jī)構(gòu)質(zhì)心的的總慣性力和總慣性力偶矩，這個總慣性力和總慣性力偶矩全部由機(jī)座承受，所以必須在機(jī)座上平衡。已知其各偏心質(zhì)量為m1=2m2=600 g，其矢徑大小為r1=r2=200 mm，方位如圖。mbⅡ=μWWbⅡ/rb= kg，θbⅡ=145186。6—9 已知一用于一般機(jī)器的盤形轉(zhuǎn)子的質(zhì)量為30 kg，其轉(zhuǎn)速n=6 000 r／min，試確定其許用不平衡量。今欲利用平衡質(zhì)量法對該機(jī)構(gòu)進(jìn)行平衡，試問若對機(jī)構(gòu)進(jìn)行完全平衡和只平衡掉滑塊3處往復(fù)慣性力的50％的部分平衡，各需加多大的平衡質(zhì)量mC`和mC``(取lBC``=1AC``=50 mm)? l2200=15180。6—14 圖a所示為建筑結(jié)構(gòu)抗震試驗(yàn)的振動發(fā)生器。4n556v5解：計算齒輪5的轉(zhuǎn)速n5 i15=n1z2z3z4z525180。15180。p180。1180。Hi64=n6nH2zzz40=54=4==2n4nH2z6z5z620n4=0, n6=n1，可得n1nH2=2nH2n1/nH21=21i1H2=3 固定齒輪３時輪系如圖所示，齒輪1，2，3組成行星輪系，齒輪6，5，4和系桿H2組成差動輪系。z5z439。(100)200==600r/)輪系為差動輪系Hi13=zzn1nH24180。6180。316==295r/=268~295r/min。故iAB=i1H iHn1nH2013=zzn=23=180。n4=0，n1/nH1z2z3z41=z1z239。機(jī)械原理是研究機(jī)器的共性理論，必須對機(jī)器進(jìn)行概括和抽象 內(nèi)燃機(jī)與機(jī)械手的構(gòu)造、用途和性能雖不相同，但是從它們的組成、運(yùn)動確定性及功能關(guān)系看，都具有一些共同特征：（1）人為的實(shí)物（機(jī)件）的組合體。3 機(jī)械原理課程的地位和作用機(jī)械原理是以高等數(shù)學(xué)、物理學(xué)及理論力學(xué)等基礎(chǔ)課程為基礎(chǔ)的，研究各種機(jī)械所具有的共性問題；它又為以后學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計和有關(guān)機(jī)械工程專業(yè)課程以及掌握新的科學(xué)技術(shù)成就打好工程技術(shù)的理論基礎(chǔ)。在學(xué)習(xí)本課程的過程中，要注意把高等數(shù)學(xué)、物理、理論力學(xué)和工程制圖中的有關(guān)知識運(yùn)用到本課程的學(xué)習(xí)當(dāng)中。、用途、外型完全不同的機(jī)器。能自如地運(yùn)用平面機(jī)構(gòu)自由度計算公式計算機(jī)構(gòu)自由度。運(yùn)動副元素：兩構(gòu)件直接接觸的部分?？臻g運(yùn)動副：兩構(gòu)件之間的相對運(yùn)動為空間運(yùn)動。2 機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖機(jī)器是由機(jī)構(gòu)組成，因此，在對現(xiàn)有機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析，還是構(gòu)思新機(jī)械的運(yùn)動方案和對組成新機(jī)械的各種機(jī)構(gòu)作進(jìn)一步的運(yùn)動及動力設(shè)計時，需要一種表示機(jī)構(gòu)的簡明圖形——機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖。機(jī)構(gòu)的自由度取決于活動構(gòu)件的數(shù)目、聯(lián)接各構(gòu)件的運(yùn)動副的類型和數(shù)目。(3)虛約束在特定幾何條件或結(jié)構(gòu)條件下，某些運(yùn)動副所引入的約束可能與其他運(yùn)動副所起的限制作用一致，這種不起獨(dú)立限制作用的重復(fù)約束稱為虛約束。基本桿組：不可再分的自由度為零的構(gòu)件組合稱為基本桿組，簡稱基本組。概念：用低副代替高副方法：用含兩個低副的虛擬構(gòu)件代替高副高副低代必須滿足的條件： 對于一般的高副機(jī)構(gòu)，在不同位置有不同的瞬時替代機(jī)構(gòu)。按構(gòu)件的運(yùn)動平面分為平面運(yùn)動副和空間運(yùn)動副。 圖解法及其特點(diǎn)：圖解法就是在已知機(jī)構(gòu)尺寸及原動件運(yùn)動規(guī)律的情況下，根據(jù)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動關(guān)系，按選定比例尺進(jìn)行作圖求解的方法。(1)速度瞬心的概念速度瞬心(簡稱瞬心):若該點(diǎn)是互作平面相對運(yùn)動兩構(gòu)件上瞬時相對速度為零、或者說絕對速度相等的重合點(diǎn)，故瞬心可定義為兩構(gòu)件上的瞬時等速重合點(diǎn)。同時，速度瞬心法不能用于機(jī)構(gòu)的加速度分析。ω3=VC/LCD=pcμv/LCD 將pc平移到機(jī)構(gòu)圖上的C點(diǎn)，可知ω3為逆時針方向。2．以曲柄搖塊機(jī)構(gòu)為例，介紹有移動副的機(jī)構(gòu)的復(fù)數(shù)矢量法。2）兩構(gòu)件之一靜止時，運(yùn)動構(gòu)件上瞬時絕對速度為0的點(diǎn)。4f)k==6 2由VM方向可知VM不垂直于AM所以A不是瞬心