第 40 頁(yè) 共 40 頁(yè)第2章 2-1 何謂構(gòu)件?何謂運(yùn)動(dòng)副及運(yùn)動(dòng)副元素?運(yùn)動(dòng)副是如何進(jìn)行分類(lèi)的?答：參考教材57頁(yè)。2-2 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖有何用處?它能表示出原機(jī)構(gòu)哪些方面的特征?答：機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖可以表示機(jī)構(gòu)的組成和運(yùn)動(dòng)傳遞情況，可進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析，而且也可用來(lái)進(jìn)行動(dòng)力分析。2-3 機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件是什么?當(dāng)機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件數(shù)少于或多于機(jī)構(gòu)的自由度時(shí)，機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)將發(fā)生什么情況?答：參考教材1213頁(yè)。2-4 何謂最小阻力定律?試舉出在機(jī)械工程中應(yīng)用最小阻力定律的1、2個(gè)實(shí)例。2-5 在計(jì)算平面機(jī)構(gòu)的自由度時(shí)，應(yīng)注意哪些事項(xiàng)?答：參考教材1517頁(yè)。2-6 在圖2-20所示的機(jī)構(gòu)中，在鉸鏈c、b、d處，被連接的兩構(gòu)件上連接點(diǎn)的軌跡都是重合的，那么能說(shuō)該機(jī)構(gòu)有三個(gè)虛約束嗎?為什么?答：不能，因?yàn)樵阢q鏈c、b、d中任何一處，被連接的兩構(gòu)件上連接點(diǎn)的軌跡重合是由于其他兩處的作用，所以只能算一處。2-7 何謂機(jī)構(gòu)的組成原理?何謂基本桿組?它具有什么特性?如何確定基本桿組的級(jí)別及機(jī)構(gòu)的級(jí)別?答：參考教材1819頁(yè)。2-8 為何要對(duì)平面高副機(jī)構(gòu)進(jìn)行“高副低代?“高副低代”應(yīng)滿(mǎn)足的條件是什么?答：參考教材2021頁(yè)。2-9 任選三個(gè)你身邊已有的或能觀(guān)察到的下列常用裝置(或其他裝置)，試畫(huà)出其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，并計(jì)算其自由度。1)折疊桌或折疊椅；2)酒瓶軟木塞開(kāi)蓋器；3)衣柜上的彈簧合頁(yè)；4)可調(diào)臂臺(tái)燈機(jī)構(gòu)；5)剝線(xiàn)鉗；6)磁帶式錄放音機(jī)功能鍵操縱機(jī)構(gòu)；7)洗衣機(jī)定時(shí)器機(jī)構(gòu)；8)轎車(chē)擋風(fēng)玻璃雨刷機(jī)構(gòu)；9)公共汽車(chē)自動(dòng)開(kāi)閉門(mén)機(jī)構(gòu)；10)挖掘機(jī)機(jī)械臂機(jī)構(gòu)；。2-10 請(qǐng)說(shuō)出你自己身上腿部的髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)分別可視為何種運(yùn)動(dòng)副?試畫(huà)出仿腿部機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，并計(jì)算其自由度。2-11圖示為一簡(jiǎn)易沖床的初擬設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)者的思路是：動(dòng)力由齒輪j輸入，使軸a連續(xù)回轉(zhuǎn)；而固裝在軸上的凸輪2與杠桿3組成的凸輪機(jī)構(gòu)使沖頭4上下運(yùn)動(dòng)，以達(dá)到?jīng)_壓的目的。試?yán)L出其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖(各尺寸由圖上量取)，分析是否能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖，并提出修改方案。 1)取比例尺繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 2)分析是否能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖解： 不合理 ，可改為 2-12圖示機(jī)構(gòu)為一凸輪齒輪連桿組合機(jī)構(gòu)，試?yán)L制其機(jī)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖并計(jì)算自由度。解： 2-16試計(jì)算圖示凸輪-連桿組合機(jī)構(gòu)的自由度（a）解： a為復(fù)合鉸鏈 （b）解：（1） 圖示機(jī)構(gòu)在d處的結(jié)構(gòu)與圖2-1所示者一致，經(jīng)分析知該機(jī)構(gòu)共有7個(gè)活動(dòng)構(gòu)件，8個(gè)低副(注意移動(dòng)副f與f，e與e均只算作一個(gè)移動(dòng)副)，2個(gè)高副；因有兩個(gè)滾子2、4，所以有兩個(gè)局部自由度，沒(méi)有虛約束，故機(jī)構(gòu)的自由度為 f=3n- (2pl+ph- p)- f=37- (28+2-0)- 2=1（2）如將d處結(jié)構(gòu)改為如圖b所示形式，即僅由兩個(gè)移動(dòng)副組成。注意，此時(shí)在該處將帶來(lái)一個(gè)虛約束。因?yàn)闃?gòu)件3、6和構(gòu)件5、6均組成移動(dòng)副，均要限制構(gòu)件6在圖紙平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，這兩者是重復(fù)的，故其中有一個(gè)為虛約束。經(jīng)分析知這時(shí)機(jī)構(gòu)的活動(dòng)構(gòu)件數(shù)為6，低副數(shù)為7，高副數(shù)和局部自由度數(shù)均為2，虛約束數(shù)為1，故機(jī)構(gòu)的自由度為 f=3n- (2pl+ph- p)- f =36- (27+2-1)- 2=1上述兩種結(jié)構(gòu)的機(jī)構(gòu)雖然自由度均為一，但在性能上卻各有千秋：前者的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，但沒(méi)有虛約束，在運(yùn)動(dòng)中不易產(chǎn)生卡澀現(xiàn)象；后者則相反，由于有一個(gè)虛約束，假如不能保證在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中構(gòu)件3、5始終垂直，在運(yùn)動(dòng)中就會(huì)出現(xiàn)卡澀甚至卡死現(xiàn)象，故其對(duì)制造精度要求較高。（c）解：(1) n=11, p1=17, ph=0, p=2p1+ph-3n=2, f=0 f=3n-(2p1+ph-p)-f=311-(217+0-2)-0=1(2) 去掉虛約束后 f=3n-(2pl+ph) =35-(27+0) =1（d）a、b、c處為復(fù)合鉸鏈。自由度為：f=3n-(2p1+ph-p)-f=36-(27+3)-0=1齒輪3、5和齒條7與齒輪5的嚙合高副所提供的約束數(shù)目不同，因?yàn)辇X輪3、5處只有一個(gè)高副，而齒條7與齒輪5在齒的兩側(cè)面均保持接觸，故為兩個(gè)高副。2-13圖示為一新型偏心輪滑閻式真空泵。其偏心輪1繞固定軸心a轉(zhuǎn)動(dòng)，與外環(huán)2固連在一起的滑閥3在可繞固定軸心c轉(zhuǎn)動(dòng)的圓柱4中滑動(dòng)。當(dāng)偏心輪按圖示方向連續(xù)回轉(zhuǎn)時(shí)可將設(shè)備中的空氣吸入，并將空氣從閥5中排出，從而形成真空。(1)試?yán)L制其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖；(2)計(jì)算其自由度。 解 (1)取比例尺作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖所示。 (2) f=3n-(2p1+ph-p)-f=34-(24+0-0)-1=12-14 圖示是為高位截肢的人所設(shè)汁的一種假肢膝關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)能保持人行走的穩(wěn)定性。若以脛骨1為機(jī)架，試?yán)L制其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖和計(jì)一算其自由度，并作出大腿彎曲時(shí)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。解 把脛骨l相對(duì)固定作為機(jī)架假肢膝關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖所示, 大腿彎曲90。時(shí)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，如圖中虛線(xiàn)所示。其自由度為：f=3n-(2pl+ph-p)-f=35-(27+0-0)-0=12-15試?yán)L制圖n所示仿人手型機(jī)械手的食指機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖(以手掌8作為相對(duì)固定的機(jī)架)，井計(jì)算自由度。（1)取比倒尺肌作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖（2)計(jì)算自由度解： 2-18圖示為一剎車(chē)機(jī)構(gòu)。剎車(chē)時(shí)，操作桿j向右拉，通過(guò)構(gòu)件2、3、4、5、6使兩閘瓦剎住車(chē)輪。試計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度，并就剎車(chē)過(guò)程說(shuō)明此機(jī)構(gòu)自由度的變化情況。(注；車(chē)輪不屬于剎車(chē)機(jī)構(gòu)中的構(gòu)件。（1)未剎車(chē)時(shí)，剎車(chē)機(jī)構(gòu)的自由度 2)閘瓦g、j之一剃緊車(chē)輪時(shí)剎車(chē)機(jī)構(gòu)的自由度3)閘瓦g、j同時(shí)剎緊車(chē)輪時(shí)，剎車(chē)機(jī)構(gòu)的自由度解： 1 2 3 2-23圖示為一內(nèi)然機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，試計(jì)算自由度t并分析組成此機(jī)構(gòu)的基本桿組。如在該機(jī)構(gòu)中改選eg為原動(dòng)件，試問(wèn)組成此機(jī)構(gòu)的基本桿組是否與前者有所不同。解： 2-21 圖示為一收放式折疊支架機(jī)構(gòu)。該支架中的件1和5分別用木螺釘連接于固定臺(tái)板1和括動(dòng)臺(tái)板5上兩者在d處鉸接，使活動(dòng)臺(tái)板能相對(duì)于固定臺(tái)極轉(zhuǎn)動(dòng)。又通過(guò)件1，2，3，4組成的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)及連桿3上e點(diǎn)處的銷(xiāo)子與件5上的連桿曲線(xiàn)槽組成的銷(xiāo)槽連接使活動(dòng)臺(tái)板實(shí)現(xiàn)收放動(dòng)作。在圖示位置時(shí)，雖在活動(dòng)臺(tái)板上放有較重的重物活動(dòng)臺(tái)板也不會(huì)自動(dòng)收起，必須沿箭頭方向推動(dòng)件2，使鉸鏈b，d重合時(shí)活動(dòng)臺(tái)板才可收起(如圖中雙點(diǎn)劃線(xiàn)所示)?，F(xiàn)已知機(jī)構(gòu)尺寸lab=lad=90 mm；lbc=lcd=25 mm，其余尺寸見(jiàn)圖。試?yán)L制該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，并計(jì)算其自由度。解：機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如下： f=3n-(2p1+pb-p)-f=35-(26+1-0)-1=1第3章31 何謂速度瞬心?相對(duì)瞬心與絕對(duì)瞬心有何異同點(diǎn)?答：參考教材3031頁(yè)。32 何謂三心定理?何種情況下的瞬心需用三心定理來(lái)確定?答：參考教材31頁(yè)。3-3試求圖示各機(jī)構(gòu)在圖示位置時(shí)全部瞬心的位置(用符號(hào)p，直接標(biāo)注在圖上)(a) (b)答：答： （10分）(d) （10分）3-4標(biāo)出圖示的齒輪一連桿組合機(jī)構(gòu)中所有瞬心，并用瞬心法求齒輪1與齒輪3的傳動(dòng)比1/3。（2分）答：1)瞬新的數(shù)目：k=n(n-1)/2=6(6-1)/2=152)為求1/3需求3個(gè)瞬心p16、p36、p13的位置3）1/3= p36p13/p16p13=dk/ak由構(gòu)件1、3在k點(diǎn)的速度方向相同，可知3與1同向。3-6在圖示的四桿機(jī)構(gòu)中，lab=60mm，lcd=90mm,lad=lbc=120mm, 2=10rad/s,試用瞬心法求： 1)當(dāng)=165時(shí)，點(diǎn)的速度vc； 2)當(dāng)=165時(shí)，構(gòu)件3的bc線(xiàn)上速度最小的一點(diǎn)e的位置及速度的大?。?3)當(dāng)vc=0時(shí)，角之值(有兩個(gè)解)。解：1）以選定的比例尺機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖（圖b） 2）（3分）（3分）求vc定出瞬心p12的位置（圖b）因p13為構(gòu)件3的絕對(duì)瞬心，則有3=vb/lbp13=2lab/l.bp13=100.06/0.00378=2.56(rad/s)vc=c p133=0.003522.56=0.4(m/s)3)定出構(gòu)件3的bc線(xiàn)上速度最小的點(diǎn)e的位置,因bc線(xiàn)上速度最小的點(diǎn)必與p13點(diǎn)的距離最近，故叢p13引bc線(xiàn)的垂線(xiàn)交于點(diǎn)e，由圖可得 ve=l.p13e3=0.00346.52.56=0.357(m/s)4)定出vc=0時(shí)機(jī)構(gòu)的兩個(gè)位置（圖c）量出1=26.4 2=226.63-8機(jī)構(gòu)中，設(shè)已知構(gòu)件的尺寸及點(diǎn)b的速度vb(即速度矢量pb)，試作出各機(jī)構(gòu)在圖示位置時(shí)的速度多邊形。答： （10分）（b）答： 答： 311 速度多邊形和加速度多邊彤有哪些特性?試標(biāo)出圖中的方向。 答 速度多邊形和加速度多邊形特性參見(jiàn)下圖，各速度方向在圖中用箭頭標(biāo)出。 3-12在圖示的機(jī)構(gòu)中，設(shè)已知構(gòu)件的尺寸及原動(dòng)件1的角速度1 (順時(shí)針)，試用圖解法求機(jī)構(gòu)在圖示位置時(shí)c點(diǎn)的速度和加速度。(a)答： （1分）（1分）vc3=vb+vc3b=vc2+vc3c2 （2分） ac3=ab+anc3b+atc3b=ac2+akc3c2+arc3c2 （3分） vc2=0 ac2=0 （2分） vc3b=0 3=0 akc3c2=0 （3分）(b)答： （2分）（2分） vc2=vb+vc2b=vc3+vc2c3 （2分） 3=2=0 （1分） ab+anc2b+atc2b=ac3+akc2c3+arc2c3 （3分）(c)答： （2分）vb3=vb2+vb3b2 （2分）vc=vb3+vcb3 （2分） （1分）a n b3+a t b3=ab2+akb3b2+arb3b2 （3分）3- 13 試判斷在圖示的兩機(jī)構(gòu)中b點(diǎn)足否都存在哥氏加速度？又在何位置哥氏加速度為零?怍出相應(yīng)的機(jī)構(gòu)位置圖。并思考下列問(wèn)題。(1)什么條件下存在氏加速度?(2)根椐上一條請(qǐng)檢查一下所有哥氏加速度為零的位置是否已全部找出。(3)圖 (a)中，akb2b3=22vb2b3對(duì)嗎?為什么。 解 1)圖 (a)存在哥氏加速度，圖 (b)不存在。 (2)由于akb2b3=22vb2b3故3，vb2b3中只要有一項(xiàng)為零，則哥氏加速度為零。圖 (a)中b點(diǎn)到達(dá)最高和最低點(diǎn)時(shí)構(gòu)件1，34重合，此時(shí)vb2b3=0，當(dāng)構(gòu)件1與構(gòu)件3相互垂直即_f=；點(diǎn)到達(dá)最左及最右位置時(shí)2=3=0故在此四個(gè)位置無(wú)哥氏加速度。圖 (b)中無(wú)論在什么位置都有2=3=0，故該機(jī)構(gòu)在任何位置哥矢加速度都為零。 (3)對(duì)。因?yàn)?2。3-14 在圖示的搖塊機(jī)構(gòu)中，已知lab=30mm，lac=100mm，lbd=50 mm,lde=40 mm，曲柄以等角速度l=40rads回轉(zhuǎn)，試用圖解法求機(jī)構(gòu)在1=45位置時(shí)，點(diǎn)d及e的速度和加速度，以及構(gòu)件2的角速度和角加速度。 解 (1)以l作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 (a)所示。 (2)速度分析： 以c為重合點(diǎn)，有 vc2 = vb + vc2b = vc3 + vc2c3 大小 ?1lab ? 0 方向 ? ab bc /bc以l作速度多邊形圖 (b)，再根據(jù)速度影像原理，作bdebde求得d及e，由圖可得vd=vpd=023 ms ve=vpe=0.173m/s2=vbc2/lbc=2 rad/s(順時(shí)針)(3)加速度分析：以c為重合點(diǎn)，有 ac2 = ab + anc2b + atc2b = ac3 + akc2c3 + arc2c3 大小 12lab 22lbc ? 0 23vc2c3 ? 方向 ba cb bc bc /bc其中anc2b=22lbc=0.49 ms2，akc2c3=23vc2c3=0.7ms2，以a作加速度多邊形如圖 (c)所示，由圖可得 ad=apd=0.6 4m/s2 ae=ape=2.8m/s2 2=atc2b/lbc=an2c2/lbc=8.36rad/s2(順時(shí)針) i 3- l5 在圖（ a）示的機(jī)構(gòu)中，已知lae=70 mm,；lab=40mm，lef=60mm,lde=35 mm,lcd=75mm,lbc=50mm原動(dòng)件以等角速度1=10rad/s回轉(zhuǎn)試以圖解法求機(jī)構(gòu)在1=50。位置時(shí)點(diǎn)c的速度vc和加速度a c解： 1）速度分析：以f為重合點(diǎn)有 vf4=vf5=vf1+vf5f1 以l作速度多邊形圖如圖(b)得，f4(f5)點(diǎn)，再利用速度影像求得b及d點(diǎn)根據(jù)vc=vb+vcb=vd+vcd繼續(xù)作速度圖，矢量pc就代表了vc 2）加速度分析：根據(jù) a f4= an f4+ a tf4= a f1+ ak f5f1+ ar f5f1以a作加速度多邊形圖 (c)，得f4(f5)點(diǎn)，再利用加速度影像求得b及d點(diǎn)。 根據(jù) ac=ab+ancb+atcb=ad+ancd+atcd 繼續(xù)作圖，則矢量p c就代表了ac則求得 vc=vpc=0.69 ms ac=apc=3ms23-16 在圖示凸輪機(jī)構(gòu)中，已知凸輪1以等角速度1=10 rads轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪為一偏心圓，其半徑r=25 mm，lab=15mmlad=50 mm，1=90，試用圖解法求構(gòu)件2的角速度2與角加速度2。提示：可先將機(jī)構(gòu)進(jìn)行高副低代，然后對(duì)其替代機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析。解 (1)以l作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖 (a)所示。 (2)速度分析：先將機(jī)構(gòu)進(jìn)行高副低代，其替代機(jī)構(gòu)如圖 (a)所示，并以b為重合點(diǎn)。有vb2 = vb4 + vb2b4 大小 ? 1 lab ? 方向 bd ab /|cd以v=0.005 rns2作速度多邊形圖如圖 (b)，由圖可得 2=vb2lbd=vpb2(lbd)=2.333 rads(逆時(shí)針) (3)加速度分析： ab2 = anb2 + atb2 = ab4 + akb2b4 + arb2b4 大小 22lbd ? 12lab 24vb2b4 ? 方向 b-d bd b-a cd /cd其中anb2=22lbd =0.286 m/s2，akb2b4 =0.746 ms2作圖 (c)得 = atb2 /lbd=an2b2/lbd=9.143 rads2：(順時(shí)針)3-18 在圖（a)所示的牛頭刨機(jī)構(gòu)中l(wèi)ab=200 mnl，lcd=960 mm，lde=160 mm, 設(shè)曲柄以等角速度1=5 rads逆時(shí)針?lè)较蚧剞D(zhuǎn)試以圖解法求機(jī)構(gòu)在1=135位置時(shí)刨頭點(diǎn)的速度vc。 解 1）以l作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖 (a)。 2）利用瞬心多邊形圖 (b)依次定出瞬心p36,p13.p15 vc=vp15=1ap15l=1.24 m/s3 -19 圖示齒輪一連桿組合機(jī)構(gòu)中，mm為固定齒條，齒輪3的直徑為齒輪4的2倍設(shè)已知原動(dòng)件1以等角速度1順時(shí)針?lè)较蚧剞D(zhuǎn)，試以圖解法求機(jī)構(gòu)在圖示位置時(shí)e點(diǎn)的速度ve以及齒輪3，4的速度影像。 解：(1)以l作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如(a)所示。 (2)速度分斫： 此齒輪連桿機(jī)構(gòu)可看作，abcd受dcef兩個(gè)機(jī)構(gòu)串聯(lián)而成，則可寫(xiě)出： vc=vb+vcb ve=vc+vec以v作速度多邊形如圖 (b)所示由圖得 ve=vpe m/s取齒輪3與齒輪4的嚙合點(diǎn)為k，根據(jù)速度影像原理，作dckdck求得k點(diǎn)。然后分別以c，e為圓心，以ckek為半徑作圓得圓g3和圓g4。圓g3代表齒輪3的速度影像，圓g4代表齒輪4的速度影像。3-21 圖示為一汽車(chē)雨刷機(jī)構(gòu)。其構(gòu)件l繞固定軸心a轉(zhuǎn)動(dòng)，齒條2與構(gòu)件1在b點(diǎn)處鉸接，并與繞固定軸心d轉(zhuǎn)動(dòng)的齒輪3嚙合(滾子5用來(lái)保征兩者始終嚙合)，固連于輪3上的雨刷3作往復(fù)擺動(dòng)。設(shè)機(jī)構(gòu)的尺寸為lab=18 mm, 輪3的分度圓半徑r3=12 mm，原動(dòng)件1以等角速度=l rad/s順時(shí)針回轉(zhuǎn)，試以圖解法確定雨刷的擺程角和圖示位置時(shí)雨刷的角速度和角加速度。解： (1)以l作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 (a)。在圖作出齒條2與齒輪3嚙合擺動(dòng)時(shí)占據(jù)的兩個(gè)極限位置c，c”可知擺程角如圖所示： (2)速度分析： 將構(gòu)件6擴(kuò)大到b點(diǎn)，以b為重合點(diǎn)，有 vb6 = vb2 + vb6b2大小 ? 1lab ? 方向 bd ab bc vb2=llab= 0.01 8 ms 以v作速度多邊形圖 (b)，有 2=6=vb6/lbd=vpb6/lbd=0.059rad/s(逆時(shí)針) vb2b6=vb2b6=0.018 45 rns (3)加速度分析： ab5 = anb6 + atb6 = anb2 + akb6b2 + arb6b2 大小 26lbd ? 12lab 22vb6b2 ? 方向 b-d bd b-a bc bc其中，anb2=12lab=0.08m/s2，anb6=62lbd=0.000 1 8ms2，akb2b6=26vb2b6=0.00217ms2以a作速度多邊形圖 (c)。有 6=atb6/lbd=a b6r/lbd=1,71 rads2(順時(shí)針)3-22圖示為一縫紉機(jī)針頭及其挑線(xiàn)器機(jī)構(gòu)，設(shè)已知機(jī)構(gòu)的尺寸lab=32mm，lbc=100 mm，lbe=28mm，lfg=90mm，原動(dòng)件1以等角速度1=5 rad/ s逆時(shí)針?lè)较蚧剞D(zhuǎn)試用圖解法求機(jī)構(gòu)在圖示位置時(shí)縫紉機(jī)針頭和挑線(xiàn)器擺桿fg上點(diǎn)g的速度及加速度。 解： （1）以l作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖 (a)所示。 (2)速度分析： vc2 = vb2 + vc2b2 大小 ? lab ? 方向 /ac ab bc以v作速度多邊形圖如圖(b)，再根據(jù)速度影像原理；作b2c2e2bce求得e2，即e1。由圖得2=vc2b2/lbc=ac2b2/lbc=0.44 rads(逆時(shí)針) 以e為重合點(diǎn) ve5=ve4+ve5e4 大小 ? ? 方向 ef /ef繼續(xù)作圖求得ve5，再根據(jù)速度影像原理，求得vg=vpg=0.077 m/ s5=vpglfg=0.86 rads(逆時(shí)針)ve5e4=ve5e4=0.165 rns (3)加速度分析： ac2 = anb2 + anc2b2 + atc2b2大小 ? 12lab 22lbc ?方向 /ac b-a c-b bc其中anb2=12lab =0.8 ms2 anc2b2 =anc2b2=0.02 ms2以a=0,01(rns2)mm作加速度多邊形圖(c)，再利用加速度影像求得e2。然后利用重合點(diǎn)e建立方程 ane5十a(chǎn)te5=ae4+ake5e4+are5e4繼續(xù)作圖。則矢量pd5就代表了ae5。再利用加速度影像求得g。 ag=apg=0.53 ms2 第4章作業(yè)4-1何謂機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析?對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)態(tài)靜力分析的步驟如何?4-2何謂質(zhì)量代換法?進(jìn)行質(zhì)量代換的目的何在?動(dòng)代換和靜代換各應(yīng)滿(mǎn)足什么條件?各有何優(yōu)缺點(diǎn)?靜代換兩代換點(diǎn)與構(gòu)件質(zhì)心不在一直線(xiàn)上可以嗎?4-3何謂平衡力與平衡力矩?平衡力是否總是驅(qū)動(dòng)力?4-4構(gòu)件組的靜定條件是什么?基本桿組都是靜定桿組嗎?4-5采用當(dāng)量摩擦系數(shù)fv及當(dāng)量摩擦角v，的意義何在?當(dāng)量摩擦系數(shù)fv與實(shí)際摩擦系數(shù)f不同，是因?yàn)閮晌矬w接觸面幾何形狀改變，從而引起摩擦系數(shù)改變的結(jié)果，對(duì)嗎?4-6在轉(zhuǎn)動(dòng)副中，無(wú)論什么情況，總反力始終應(yīng)與摩擦圓相切的論斷正確否?為什么?4-7機(jī)械效益是衡量機(jī)構(gòu)力放大程度的一個(gè)重要指標(biāo)。其定義為在不考慮摩擦的條件下機(jī)構(gòu)的輸出4-13圖示為一曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的三個(gè)位置，f為作用在活塞上的力，轉(zhuǎn)動(dòng)副a及曰上所畫(huà)的虛線(xiàn)小圓為摩擦圓。試決定在此三個(gè)位置時(shí)作用在連桿ab上的作用力的真實(shí)方向(構(gòu)件重量及慣性力略去不計(jì))。解: 圖（a）中，在不考慮摩擦?xí)r，r12和r3 2應(yīng)通過(guò)ab連線(xiàn)，且ab桿受壓。在記及摩擦?xí)r，作用力應(yīng)切于摩擦圓。因在轉(zhuǎn)動(dòng)副a處構(gòu)件12之間的夾角逐漸減小，故為逆時(shí)針轉(zhuǎn)向。又由于桿2受壓，因此r12切于摩擦圓的下方；而在轉(zhuǎn)動(dòng)副b處，構(gòu)件2、3之間的夾角逐漸減小，32為逆時(shí)針轉(zhuǎn)向，r32應(yīng)切于摩擦圓的上方。構(gòu)件2在r12和r32作用下仍處于平衡狀態(tài)，故此二力共線(xiàn)，即它們的作用線(xiàn)應(yīng)切于a點(diǎn)摩擦圓的下方和b點(diǎn)摩擦圓的上方。 圖(b)中分析同(a)。 圖(c)中在不考慮摩擦?xí)rab扦受拉。構(gòu)件l、2之間的夾角逐漸增大12為逆時(shí)針轉(zhuǎn)向，桿2受拉r12切于a點(diǎn)摩擦圓的上方；32為逆時(shí)針轉(zhuǎn)向桿2受拉r32切于b點(diǎn)摩擦圓的下方，r12和r32共線(xiàn)，如圖 (c)所示。 第5章作業(yè)5-l 眼鏡用小螺釘(ml x 025)與其他尺寸螺釘(例如m8 x 125)相比，為什么更易發(fā)生自動(dòng)松脫現(xiàn)象(紋中徑=螺紋大徑-o65 x螺距)? 答：因?yàn)槁菁y升角：而眼鏡用小螺釘?shù)穆菁y升角比其他尺寸螺釘大，自鎖性差，所以更易發(fā)生自動(dòng)松脫現(xiàn)象。5-2 當(dāng)作用在轉(zhuǎn)動(dòng)副中軸頸上的外力為一單力，并分別作用在其摩擦圓之內(nèi)、之外或相切時(shí)，軸頸將作種運(yùn)動(dòng)?當(dāng)作用在轉(zhuǎn)動(dòng)副中軸頸上的外力為一力偶矩時(shí)，也會(huì)發(fā)生自鎖嗎?答：當(dāng)作用在轉(zhuǎn)動(dòng)副中軸頸上的外力為一單力，并分別作用在其摩擦圓之內(nèi)發(fā)生自鎖，軸不能運(yùn)動(dòng)；作用在其摩擦圓之外或相切時(shí)，軸頸將轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)作用在轉(zhuǎn)動(dòng)副中軸頸上的外力為一力偶矩時(shí)，不會(huì)發(fā)生自鎖。5-3 自鎖機(jī)械根本不能運(yùn)動(dòng)，對(duì)嗎?試舉2,-3個(gè)利用自鎖的實(shí)例。 答：不對(duì)，因?yàn)樽枣i機(jī)械對(duì)應(yīng)于一定的外力條件和方向才自鎖。5-4 通過(guò)對(duì)串聯(lián)機(jī)組及并聯(lián)機(jī)組的效率計(jì)算，對(duì)設(shè)計(jì)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)有何重要啟示? 答：應(yīng)盡可能的提高串聯(lián)機(jī)組中任意機(jī)構(gòu)，減少的效率串聯(lián)機(jī)組中機(jī)構(gòu)的數(shù)目。在并聯(lián)機(jī)組部分著重提高傳遞功率大的傳動(dòng)路線(xiàn)的效率。5-5 圖示曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，曲柄1在驅(qū)動(dòng)力矩m1作用下等速轉(zhuǎn)動(dòng)。設(shè)已知各轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸頸半徑r=10mm，當(dāng)量摩擦系數(shù)fv=0.1，移動(dòng)副中的滑塊摩擦系數(shù)f=0.15，lab=100 mm，lbc=350 mm。各構(gòu)件的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量略而不計(jì)。當(dāng)m1=20 n.m時(shí)，試求機(jī)構(gòu)在圖示位置所能克服的有效阻力f3及機(jī)械效率。解：（1）根據(jù)已知條件fvr=0.110=1mm=arctanf=8.53計(jì)算可得圖示位置=45.67, =14.33（2）考慮摩擦?xí)r，運(yùn)動(dòng)副中反力如圖（a）所示（3）構(gòu)件1的平衡條件為：fr21(labsin+2)=m1fr21=fr23=m1/(labsin+2)構(gòu)件3的平衡條件為：fr23+fr43+f3=0作力的多邊形圖（b）有：（4）（5）機(jī)械效率： 5-6圖示為一帶式運(yùn)輸機(jī), 由電動(dòng)機(jī)1經(jīng)平帶傳動(dòng)及一個(gè)兩級(jí)齒輪減速器帶動(dòng)運(yùn)輸帶8。設(shè)已知運(yùn)輸帶8所需的曳引力f=5 500 n，運(yùn)送速度v=1.2 m/s。平帶傳動(dòng)(包括軸承)的效率1=0.95，每對(duì)齒輪(包括其軸承)的效率2=0.97，運(yùn)輸帶8的機(jī)械效率3=0.92(包括其支承和聯(lián)軸器)。試求該系統(tǒng)的總效率及電動(dòng)機(jī)所需的功率。解：該系統(tǒng)的總效率為：=1.22.3=0.950.9720.92=0.822 電機(jī)所需功率：n=pv/=55001.210-3/0.822=8.029kw5-7如圖所示，電動(dòng)機(jī)通過(guò)v帶傳動(dòng)及圓錐、圓柱齒輪傳動(dòng)帶動(dòng)工作機(jī)a及b。設(shè)每對(duì)齒輪的效率可1=0.97(包括軸承的效率在內(nèi))，帶傳動(dòng)的效率3=0.92，工作機(jī)a、b的功率分別為pa=5 kw、pb=1kw，效率分別為a=0.8、b=0.5，試求電動(dòng)機(jī)所需的功率。解：:輸入功率 pa=pa/(a122)=7.22kwpb=pb/(b122)=2.31kw電機(jī)所需功率 p電=pa+pb=9.53kw5-8圖(a)示為一焊接用的楔形夾具。利用這個(gè)夾具把兩塊要焊接的工件1及1預(yù)先夾妥，以便焊接。圖中2為夾具體，3為楔塊。試確定其自鎖條件(即當(dāng)夾緊后，楔塊3不會(huì)自動(dòng)松脫出來(lái)的條件)。解一：根據(jù)反行程時(shí)0的條件確定反行程時(shí)（楔塊3退出）取楔塊3為脫離體，其受工件1, 1和夾具2作用的總反力fr13和以及支持力p。各力方向如圖(a)(b)所示，根據(jù)楔塊3的平衡條件，作矢量三角形如圖（c）.由正弦定理可得fr23=pcos/sin(-2) , =0,fr230=p/sin于是此機(jī)構(gòu)反行程的效率為令 0, 可得自鎖條件為2解二：根據(jù)反行程生產(chǎn)阻力小于或等于零的條件來(lái)確定根據(jù)楔塊3的力多邊形圖(c)由正弦定理可得p=fr23sin(-2)/cos若滑塊不自動(dòng)松脫，則應(yīng)使p0，即得自鎖條件為2解三：根據(jù)運(yùn)動(dòng)副的自鎖條件確定。由于工件被夾緊后p力就被撤消，故楔塊3受力如圖（b）楔塊3就如同受到fr23（此時(shí)為驅(qū)動(dòng)力）作用而沿水平面移動(dòng)的滑塊。故只要作用在摩擦角內(nèi)，楔塊3即發(fā)生自鎖。即-因此可得自鎖條件為2 圖b為一顎式破碎機(jī)，在破碎礦石時(shí)要求礦石不致被向上擠出，試問(wèn)角應(yīng)滿(mǎn)足什么條件?經(jīng)分析可得出什么結(jié)論?解：設(shè)礦石的重量為q，礦石與鄂板間的摩擦系數(shù)為f，則摩擦角為：=arctanf(b)礦石有向上擠出趨勢(shì)時(shí)，其受力如圖（b）所示，由力平衡條件知：2frsin(/2-)-q=0fr=q/2frsin(/2-)=fr0/fr=sin(/2-)/sin(/2)當(dāng)0時(shí)，即/2-0礦石將不被擠出，即自鎖條件為25-9圖示為一超越離合器，當(dāng)星輪1沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滾柱2將被楔緊在楔形間隙中，從而帶動(dòng)外圈3也沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。設(shè)已知摩擦系數(shù)f=0.08，r=50 mm，h=40 mm。為保證機(jī)構(gòu)能正常工作，試確定滾柱直徑d的合適范圍。 提示：在解此題時(shí)，要用到上題的結(jié)論。(答：9.424 mmd10 mlrl。) 解：解 如圖所示，過(guò)滾柱2與外圈3的接觸線(xiàn)的公切面將形成夾角的楔形面。由題的結(jié)論知。凡具有楔形面或楔形塊的機(jī)構(gòu)其楔緊不松脫條件為: 2g，。 此時(shí) =arcos(h+d/2)/(r一+d/2) =arctanf=arctan0.08=43426 由此可得 d2(rcos2一h)/(1+cos2)=9.42 mm 為了保證機(jī)構(gòu)能正常工作，滾柱的最大直徑不得超過(guò)r-h，即dr-h=10 mm，故滾柱直徑的取值范圍為9.4210mm。5-10對(duì)于圖43所示斜面機(jī)構(gòu)以及圖45所示的螺旋機(jī)構(gòu)，當(dāng)其反行程自鎖時(shí)，其正行程的效率一定為12，試問(wèn)這是不是一個(gè)普遍規(guī)律?試分析圖示斜面機(jī)構(gòu)當(dāng)其處于臨界自鎖時(shí)的情況，由此可得出什么重要的結(jié)論(設(shè)f=0.2)?解：（1）不是普遍規(guī)律。（2）圖(c)反行程的自鎖條件：在反行程根據(jù)滑塊的力平衡條件，作力的多邊形圖，由此得：g=fcos(-+)/sin(-)g0=fcos(-)/sin=g0/g=cos(-)sin(-)/sincos(-+) 令0，得=arctanf=11.3時(shí)滑塊自鎖。=11.31時(shí)，滑塊臨界自鎖。正行程的效率：因滑塊的正行程的效率與反行程的運(yùn)動(dòng)方向相反，摩擦力要反向，固由式中反號(hào)，即可得正行程時(shí)驅(qū)動(dòng)力f與生產(chǎn)阻力g的關(guān)系為 f=gsin(+)/cos(-) f0=gsin/cos(-) 則正行程的效率 =f0f=sincos(-)cos(-)sin(+) 滑塊反行程臨界自鎖時(shí)其正行程的效率 結(jié)淪：由式可知，加大提高所以自鎖機(jī)構(gòu)的效率12未必成立，它隨驅(qū)動(dòng)力的方向在變化，合理地安排工作行程驅(qū)動(dòng)力的方向，可提高機(jī)械效率。 5-11在圖59所示的偏心夾具中，設(shè)已知夾具中心高h(yuǎn)=100 mm，偏心盤(pán)外徑d=120 mm，偏心距e=15mm，軸頸摩擦圓半徑=5mm，摩擦系數(shù)f=0.15。求所能夾持的工件的最大、最小厚度hmax和hmin。 (答：hmin=25 mm，hmax=3649 mm。)解： 要偏心夾具發(fā)行程自鎖?？偡戳r23應(yīng)穿過(guò)摩擦圓，即應(yīng)滿(mǎn)足條件 ss1 (1)由直角三角形abc及oae有: sl=ac=(dsin)/2 (2) s=oe=esin(-) (3)由式（2）（3）得： 0esin(-)(dsin)/2 (4) =arctanf=8.53將(4)式代入(1)式得：0sin(-) 0.9267 (5) 76.4564 cos=(h-h-d/2)/e=(40-h)/15 (6)將(5)式代入(6)式得：25mmh36.49mm即：hmin=25mm, hmax=36.49mm5-12圖示為一提升裝置，6為被提升的重物，設(shè)各接觸面間的摩擦系數(shù)為f(不計(jì)鉸鏈中的摩擦)，為了能可靠提起重物，試確定連桿2(3、4)桿長(zhǎng)的取值范圍。 解： 在使用該裝置時(shí)，先將構(gòu)件1，5并攏插入被提升重物的孔中，然后再按下5并稍加壓緊，只要構(gòu)件5不自動(dòng)松脫，便能可靠地提起該重物。取整個(gè)裝置作為研究對(duì)象分析受力，如下圖所示，根據(jù)平衡條件n1= n2=n, ffl=ff2=ff，p=2ff, 要構(gòu)件5不自松脫，則: ma=0有: 5-13圖示為直流伺服電機(jī)的特性曲線(xiàn)，圖中m為輸出轉(zhuǎn)矩，p1為輸入功率，p2為輸出功率，ia為電樞電流，n為轉(zhuǎn)速，為效率。由于印刷錯(cuò)誤，誤將也印為n了，試判斷哪一條曲線(xiàn)才是真正的效率曲線(xiàn)，并說(shuō)明理由。 解： 輸出功率p2=0時(shí), =0下面一條曲線(xiàn)作為符合，且輸入功率p10時(shí)電樞電流ia0，轉(zhuǎn)速n0，上面一條曲線(xiàn)作為n符合。 第6章作業(yè)61什么是靜平衡?什么是動(dòng)平衡?各至少需要幾個(gè)平衡平面?靜平衡、動(dòng)平衡的力學(xué)條件各是什么? 62動(dòng)平衡的構(gòu)件一定是靜平衡的，反之亦然，對(duì)嗎?為什么?在圖示 （a）（b）兩根曲軸中，設(shè)各曲拐的偏心質(zhì)徑積均相等，且各曲拐均在同一軸平面上。試說(shuō)明兩者各處于何種平衡狀態(tài)? 答：動(dòng)平衡的構(gòu)件一定是靜平衡的，反之不一定。因各偏心質(zhì)量產(chǎn)生的合慣性力為零時(shí)，合慣性力偶不一定為零。（a）圖處于動(dòng)平衡狀態(tài)，（b）圖處于靜平衡狀態(tài)。 6一3既然動(dòng)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(dòng)平衡之前需先作靜平衡? 64為什么作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件和作平面復(fù)合運(yùn)動(dòng)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(dòng)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(dòng)周期各沿一條封閉曲線(xiàn)循環(huán)變化的，因此不可能在一個(gè)構(gòu)件的內(nèi)部通過(guò)調(diào)整其質(zhì)量分布而達(dá)到平衡，但就整個(gè)機(jī)構(gòu)而言各構(gòu)件產(chǎn)生的慣性力可合成為通過(guò)機(jī)構(gòu)質(zhì)心的的總慣性力和總慣性力偶矩，這個(gè)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。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(shí)平衡作用在基座上的總慣性力偶矩、驅(qū)動(dòng)力矩和阻力矩。 65圖示為一鋼制圓盤(pán)，盤(pán)厚b=50 mm。位置i處有一直徑=50 inm的通孔，位置處有一質(zhì)量m2=0.5 kg的重塊。為了使圓盤(pán)平衡，擬在圓盤(pán)上r=200 mm處制一通孔，試求此孔的直徑與位置。(鋼的密度=7.8 gem3。) 解 根據(jù)靜平衡條件有:m1ri+m2r+mbrb=0m2r=0.520=10 kg.cmm1r1=(/4) 2br1=7.8 10-3(/4)525 l0=7.66 kg.cm 取w=4(kg.cm)cm，作質(zhì)徑積矢量多邊形如圖所示，所添質(zhì)量為: m b=wwbr=42.720=0.54 kg，b=72，可在相反方向挖一通孔其直徑為：66圖示為一風(fēng)扇葉輪。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。今欲對(duì)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)。 (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。)解 根據(jù)靜平衡條件有: m1r1+m2r2+mbrb=0m1r1=0.620=1 2 kg.cmm2r2=0.320=6 kg.cm取w=4(kg.cm)/cm作質(zhì)徑積矢量多邊形如圖mb=wwb/r=42.420=0.48 kg，b =45 分解到相鄰兩個(gè)葉片的對(duì)稱(chēng)軸上 67在圖示的轉(zhuǎn)子中，已知各偏心質(zhì)量m1=10 kg，m2=15 k，m3=20 kg，m4=10 kg它們的回轉(zhuǎn)半徑大小分別為r1=40cm，r2=r4=30cm，r3=20cm，方位如圖所示。若置于平衡基面i及中的平衡質(zhì)量mbi及mb的回轉(zhuǎn)半徑均為50cm，試求mbi及mb的大小和方位(l12=l23=l34)。解 根據(jù)動(dòng)平衡條件有 以w作質(zhì)徑積矢量多邊形，如圖所示。則 mbi=wwbi/rb=5.6 kg，bi =6mb=wwb/rb=5.6 kg，b=14568圖示為一滾筒，在軸上裝有帶輪現(xiàn)已測(cè)知帶輪有一偏心質(zhì)量。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）。若將平衡基面選在滾筒的兩端面上，兩平衡基面中平衡質(zhì)量的回轉(zhuǎn)半徑均取為，試求兩平衡質(zhì)量的大小和方位。若將平衡基面改選在帶輪寬度的中截面上，其他條件不變，兩平衡質(zhì)量的大小和方位作何改變？解 (1)以滾筒兩端面為平衡基面時(shí)，其動(dòng)平衡條件為 以w作質(zhì)徑極矢量多邊形如圖 (a)，(b)，則 mbi=wwbi/rb=1.45 kg， bi =145 mb=wwb/rb=0.9kg，b=255 (2)以帶輪中截面為平衡基面時(shí)，其動(dòng)平衡條件為 以w=2 kg.crnrnm，作質(zhì)徑積矢量多邊形，如圖 (c)，(d)，則 mbi=wwbi/rb=227/40=1.35 kg，bi =160 mb=wwb/rb=214/40=0.7kg，b=-10569 已知一用于一般機(jī)器的盤(pán)形轉(zhuǎn)子的質(zhì)量為30 kg，其轉(zhuǎn)速n=6 000 rmin，試確定其許用不平衡量。 解 (1)根據(jù)一般機(jī)器的要求，可取轉(zhuǎn)子的平衡精度等級(jí)為g6.3，對(duì)應(yīng)平衡精度a=6.3。(2) n=6000 rmin， =2n/60=628.32 rad/se=1 000a=10.03mmr=me=3010.0310-4=0.03 kg.cm 610 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及的距離分別為l1=100 mm，12=200 mm，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n=3 000 rmin，試確定在兩個(gè)平衡基面i及內(nèi)的許用不平衡質(zhì)徑積。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速提高到6 000 rmin時(shí)，其許用不平衡質(zhì)徑積又各為多少? 解 (1)根據(jù)一般機(jī)器的要求，可取轉(zhuǎn)子的平衡精度等級(jí)為g6.3，對(duì)應(yīng)平衡精度a=6.3mms。(2)n=3000rmin, =2n/60= 314.16 rads e=1 000a=20.05mmr=me=1520.0510-4=0.03 kg.cm可求得兩平衡基面i及中的許用不平衡質(zhì)徑積為 (3) n=6000 rmin， =2n/60=628.32 rad/se=1 000a=10.025mmr=me=1510.02510-4=15g.cm 可求得兩平衡基面i及中的許用不平衡質(zhì)徑積為 611 有一中型電機(jī)轉(zhuǎn)子其質(zhì)量為m=50 kg，轉(zhuǎn)速n=3 000 rmin，已測(cè)得其不平衡質(zhì)徑積mr=300 gmm，試問(wèn)其是否滿(mǎn)足平衡精度要求? 612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=4003 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。今欲利用平衡質(zhì)量法對(duì)該機(jī)構(gòu)進(jìn)行平衡，試問(wèn)若對(duì)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)?解 (1)完全平衡需兩個(gè)平衡質(zhì)量，各加在連桿上c點(diǎn)和曲柄上c點(diǎn)處，平衡質(zhì)量的大小為： mc =(m2lbs2+m3lbc)/lbc=(12403+2040)5=192 kg mc=(m+m2+m3) lab/lac=(1 92十12+20)105=448 kg(2)部分平衡需一個(gè)平衡質(zhì)量。應(yīng)加在曲柄延長(zhǎng)線(xiàn)上c點(diǎn)處。平衡質(zhì)量的大小為：用b、c為代換點(diǎn)將連桿質(zhì)量作靜代換得 mb2=m2ls2c/lbc=1 223=8 kg mc2=m2lbs2.lbc=1 24=4 kg mb=mb2=8kg, mc=mc2+m3=24 kg故下衡質(zhì)量為mc=(mb+mc/2)lab/lac=(8+24/2) 10/5=40kg 613在圖示連桿一齒輪組合機(jī)構(gòu)中，齒輪a與曲柄1固連，齒輪b和c分別活套在軸c和d上，設(shè)各齒輪的質(zhì)量分別為m。=10 kg，m b=12 kg，m。=8 kg，其質(zhì)心分別與軸心b、c、d重合，而桿1、2、3本身的質(zhì)量略去不計(jì)，試設(shè)法平衡此機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)中的慣性力。解 如圖所示，用平衡質(zhì)量m來(lái)平衡齒輪a的質(zhì)量，r=lab； m=malab/r=10kg用平衡質(zhì)量，m”來(lái)平衡齒輪b的質(zhì)量，r=lcd m=mblcd/r齒輪c不需要平衡。 614 圖a所示為建筑結(jié)構(gòu)抗震試驗(yàn)的振動(dòng)發(fā)生器。該裝置裝在被試建筑的屋頂。由一電動(dòng)機(jī)通過(guò)齒輪拖動(dòng)兩偏心重異向旋轉(zhuǎn)(偏心重的軸在鉛垂方向)，設(shè)其轉(zhuǎn)速為150 rmin，偏心重的質(zhì)徑積為500kg.m求兩偏心重同相位時(shí)和相位差為180時(shí)，總不平衡慣性力和慣性力矩的大小及變化情況。 圖b為大地重力測(cè)量計(jì)(重力計(jì))的