机械原理自测题及答案.docx

机械原理自测题及答案.docx第二章 机构的结构分析
一．填空题
1．组成机构的基本要素是

构件

和 运动副

。机构具有确定
的

运

动

件
3n 2Pl Ph 3 4 2 5 1 1
此时机构的自由度数等于原动件数，故机构具有确定的运动。
平面机构的运动分析
一、综合题
1、试求图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置（用符号 Pij 直接在图上标出）。
2、已知图示机构的输入角速度 1, 试用瞬心法求机构的输出速度 3。要求画出相
应的瞬心，写出 3 的表达式，并标明方向。
由相对瞬心 P13 的定义可知：
1PO1P13 ? L 3 PO3P13 ? L
所以 3 1 ? PO1P13 / P03 P13
方向为逆时针转向，（如图所示）
3、在图示的齿轮 -- 连杆组合机构中，试用瞬心法求齿轮 1 与 3 的传动比ω 1/ ω2。
1）计算此机构所有瞬心的数目
K=N （ N-1）/2=6 （6-1 ）/2=15 ；
2）如图所示，为了求传动比ω 1/ ω 2，需找出瞬心 P 16、P36、P12、 P23，并按照
三心定理找出 P13；
根据 P13 的定义可推得传动比ω 1/ ω2 计算公式如下
1
P P
DK
36
13
2
P P
AK
16
13
由于构件 1、3 在 K 点的速度方向相同，从而只 3 和 1 同向。
4、在图示的四杆机构中， l AB =60mm, lCD =90mm, l AD =lBC =120mm, 2 =10rad/s ，试
用瞬心法求：
1）当 =165°时，点 C 的速度 vc ；
2）当 =165°时，构件 3 的 BC线上速度最小的一点 E 的位置及其速度的大
小；
uuuv
（ 3）当 vc 0时， 角之值（有两个解）。
解： 1）以选定的比例尺 1 作机构运动简图（图 b）。
uuv
2 ）求 vc
定出瞬心 P13 的位置（图
b ），因为 P13 为构件
3 的绝对瞬心，有
3
vB / lBP
2lAB / l BP13
13
=
=（rad/s ）
vc c CP13 3 52 =(m/s)
3) 定出构件 3 的 BC线上速度最小的点 E 的位置
因为 BC线上的速度最小点必与 P13 点的距离最近，故从 P13 引 BC的垂
线交于点 E，由图可得
vE
P E
3

=（m/s）
l 13
4) 定出 vC
0 时机构的两个位置（见图
c，注意此时 C 点成为构件 3
的绝对瞬心），量出
1=°； 2=°
5、如图为一速度多边形， 请标出矢量 vAB 、vBC 、vCA 及矢量 vA 、vB 、vC 的方向？
6、已知图示机构各构件的尺寸，构件 1 以匀角速度 ω1 转动，机构在图示位置时的速度和加速度多边形如图 b) 、c) 所示。（ 1）分别写出其速度与加速度的矢量方程，并分析每个矢量的方向与大小， （2）试在图 b) 、c) 上分别标出各顶点的符号，以及各边所代表的速度或加速度及其指向。
6、解：（ 1）把 B 点分解为 B2 和 B3 两点，运用相对运动原理列出速度与加速度的矢
量方程，并分析每个矢量的方向与大小如下：
v B 3 v B 2 v B 3 B 2
方
向
AB
⊥AB
向
下
Pr
’
n
n
t
k
r3
4
aB 3C
aB 3 C
aB 2aB 3 B 2
a B 3 B 2
η η
1 2
1
V1
r
’
P
η
η
5
6
7
2
B
η
η
η
3