?2??3?vB3?vpb3m5 ??0.059rads 转向逆时针 vB3B2??Vb2b3?0.0184slBD?lBD″p′b3130.0°39.5°BB21′ω1A4B″CC′C″D3b2b3p图3-12b2k′′b3(a)(b)(c)3)加速度分析:aB2??11lAB?0.018ms
n22n2aBms2 3??13lBD?0.00018kaBms2 以比例尺?a作加速度多边形如图3-12 (c) 3B2?2?3vB3B2?0.00217taB?b??b??3?3?a33?1.7112 转向顺时针。
slBd?lBD
题3-13 图a所示为一可倾斜卸料的升降台机构。此升降机有两个液压缸1、4,设已知机构的尺寸为
lBC?lCD?lCG?lFH?lEF?750mm,lIJ?2000mm,mEI?500mm。若两活塞的相对移动速度分别
为v21?0.05ms?常数和v54??0.03ms?常数,试求当两活塞的相对移动位移分别为,工件重心S处的s21?350mm和s54??260mm时(以升降台位于水平且DE与CF重合时为起始位置)
速度及加速度和工件的角速度及角加速度。
解:1)选定比例尺,
?l?0.05mmm 绘制机构运动简图。(图3-13 )此时
lAB?0.5?s21?0.85m lGH?lIJ?s54?2?0.26?1.74m
2)速度分析:取?v?0.002ms vB2?vB1?vB2B1 mm作速度多边形,如图3-13(b) 由速度影像法 vG?vD?vB2,求得d、g ,再根据
vH4?vG?vH4G?vH5?vH4H5 vE?vH5?vH4
vI?vD?vID?vE?vIE 继续作图求得vI , 再由速度影像法求得:
v?0.015rad (逆时针) vS??vps?0.041m ?8?sslIDdsS1A2BC8IDi7Fegbh5ph434G(a)6E5H图3-13(b)b22) 加速度分析(解题思路)
根据aB2ntntkr?aB2?aB2?aB1?aB1?aB2B1?aB2B1 作图求得aB , 再由加速度影像法根据
ntntkraH4?aG?aH?a?a?a?a?a4GH4GH5H5H4H5H4H5
taID作图求得aH5 , 再由加速度影像法求得:aS ,?8?
lID第四章 平面机构的力分析
题4-1 在图示的曲柄滑块机构中,设已知lAB=0.1m,lBC=0.33m,n1=1500r/min(为常数),活塞及其附件的重量G3=21N,连杆质量G2=25N,JS2=0.0425kg2m2,连杆质心S2至曲柄销B的距离lBS2=lBC/3。试确定
在图示位置时活塞的惯性力以及连杆的总惯性力。
解:1) 选定比例尺,
?l?0.005mmm 绘制机构运动简图。(图4-1(a) )
2)运动分析:以比例尺?v作速度多边形,如图4-1 (b)
以比例尺?a作加速度多边形如图4-1 (c)
aC??ap?c??23.44ms2??210m0 aS2??ap?s2s2
t?an?c?aC2B?2???515012
slBC?lBC3) 确定惯性力
活塞3:FI3??m3aS3??连杆2:FI32??m2aS2??G3G2ggaC?3767(N) 方向与p?c?相反。 ?相反。 aS2?5357(N) 方向与p?s2MI2??JS2?2?218.8(N?m) (顺时针)
总惯性力:FI?2?FI2?5357(N) lh2? MI2FI2?0.04(m) (图4-1(a) )
F′I2B1Ab2040.n1S2C′cs′2′np34(a)cp′b图4-1(b)(c)题4-2 机械效益Δ是衡量机构力放大程度的
一个重要指标,其定义为在不考虑摩擦的条件下机构的输出力(力矩)与输入力(力矩)之比值,即Δ=Mr/Md?Fr/Fd。试求图示各机构在图示位置时的机械效益。图a所示为一铆钉机,图b为一小型
压力机,图c为一剪刀。计算所需各尺寸从图中量取。
(a) (b) (c)
解:(a)作铆钉机的机构运动简图及受力 图见4-2(a) 由构件3的力平衡条件有:Fr?FR43?FR23?0
?FR41?Fd?0
由构件1的力平衡条件有:FR21按上面两式作力的多边形见图4-2(b)得
??FrFd?cot?由滑块5的力平衡条件有:G?FR65由构件2的力平衡条件有:FR42(b)作压力机的机构运动简图及受力图见4-2(c)
?FR45?0
?FR32?FR12?0 其中 FR42?FR54
按上面两式作力的多边形见图4-2(d)得
??GFtFR411AFdFR43FR21FrFR36D3FtFR32CFR42FR41FR236F655Fd4FR45EGFrFR12B2FR12A1FR16FR45GFR42FR32F65
θ2FR21BFR43FR2334θθFt(a)Fr(b)(c)(d)(c) 对A点取矩时有 Fr?a?Fd?b
图4-2??b
a其中a、b为Fr、Fd两力距离A点的力臂。??GFt
题4-3 图a所示导轨副为由拖板1与导轨2组成的复合移动副,拖板的运动方向垂直于纸面;图b所示为由转动轴1与轴承2组成的复合转动副,轴1绕其轴线转动。现已知各运动副的尺寸如图所示,并设G为外加总载荷,各接触面间的摩擦系数均为f。试分别求导轨副的当量摩擦系数fv和转动副的摩擦圆半径ρ。
解:1)求图a所示导轨副的当量摩擦系数fV,把重量G分解为G左,G右
G左?l2lG , G右?1G , fvG?Ff左?Ff右l1?l2l1?l2l?f??2sin??l1??
fv??l1?l2l?f??2sin??l1??G
??l1?l2

