理论力学期末复习 下载本文

C 加速度一定不为零。 D 瞬心在无穷远意味刚体作直线运动。

6. 滚压机构的滚子沿水平面滚动而不滑动。曲柄的半径为r,以匀角速度ω0绕O轴转动,滚子半径为R。当曲柄与连杆垂直且曲柄与水平面交角为60°时,滚子的角速度ωB=(

23?0r ) 3R7. 如图,已知OA杆以?作匀速转动,尺寸r、b,则M点:(运动学) 速度:vM = ( r? );

切向加速度:atM = ( 0 ); 法向加速度:anM= ( r? )。

8. 已知直角弯杆OBC的角速度ω=0.5rad/s,OB=0.1m;求?=60°时,小环M的绝对速度大小和绝对加速度大小。 (运动学)

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解:1.求绝对速度

以弯杆为动系,小环为动点,牵连速度为: ve??OM?0.5?0.2?0.1m 所以:

v?ve?tan??vr?vev3 m/s 10vr?ve/cos??0.2 m/s

2.求绝对加速度:a?ae?ar?ac ac?2?vr?0.2 m/s2

ae??2r?0.05 m/s2

?aeacara将加速度合成公式向ac方向投影,得:

acos???aecos??ac

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a?0.35m/s2 答:va?

9. 如图所示小环M沿杆OA运动,杆OA绕轴O转动,从而使小环在oxy平面内具有如

2下运动方程:x?103t , y?103t其中t以s计,x、y以mm计。求:t=1s时,

3m/s,aa?0.35m/s2 10小环M相对于杆OA的速度和加速度,杆OA转动的角速度和角加速度。(运动学) 解:1. 运动分析和计算

取小环M为动点,动系与杆OA固连。相对运动为小环M沿杆OA的直线运动,牵连运动为杆OA绕O做定轴转动,绝对运动为小环M在oxy平面内的曲线运动。 首先确定t=1s时,小环M的位置。由题意可知:

x?103t?103mm , y?103t2?103mm ;

vax?x?103mm/s , vay?y?203t?203mm/s; aax?x?0 , aay?y?203mm/s2

????????arctan?arctanyx103103?450

OM?x2?y2?106mm

2. 速度分析与计算

速度 方向 大小 根据速度合成定理:

vax 水平向右 已知 vay 铅直向上 已知

ve vr 沿OA 未知 ?OA OM??(未知)vax?vay?ve?vr分别沿着vr方向和ve方向投影,得:

(vax?vay)cos450?vr; (?vax?vay)cos450?ve

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代入数据解得: vr?156mm/s ve?56mm/s 故可得杆

OA

的角速度为:

??ve56?0.5rad/s(逆时针) OM1063. 加速度分析与计算

由于牵连运动为定轴转动,根据加速度合成定理

aa?aet?aen?ar?aC

加速度 方向 大小 aa 铅直向上 已知 aet aen 沿MO ar 沿OA 未知 aC ?OA ?OA向上 2?vr OM??(未知) OM??2 将加速度合成公式向ar方向投影:

aay?cos450??aen?ar

故小环相对于OA的加速度为:

ar?aay?cos450?aen?(106?106?0.52)mm/s2?30.62mm/s2

加速度合成公式向aet方向投影:

aay?cos450?aet?aC

aet?aay?cos450?aC?(106?2?0.5?156)mm/s2??56mm/s2

最后得到杆OA的角加速度为:

??aet?56?rad/s2??0.5rad/s2 om10610. 已知曲柄OA=r,杆BC=2r,曲柄OA以匀角速度ω?4rad/s顺时针转动,如图所示。试求在图示瞬时点B的速度以及BC杆的角速度。(8分)(运动学) 解:AB作平面运动,由基点法 vB?vA?vBA

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BArO302rCω 方向如图,因为,VA???OA??r 所以, VB?VAcos30?o3?r, 21VBA?VAsin30o??r

21所以,?BA?VBA/AB??

2?B?VB/BC?3? 4图示双曲柄连杆机构的滑块B和E用杆BE连接。主动曲柄OA和从动曲柄OD都绕O轴转动。主动曲柄OA以等角速度

?0?12 rad/s转动。已知机构的尺寸为:OA=0.1m,OD=0.12 m,

AB=0.26 m,BE=0.12 m,DE?0.123 m。求当曲柄OA垂直于滑块的导轨方向时,从动曲柄OD和连杆DE的角速度。

vA//vB,解:当OA垂直EB时,AB杆作瞬时平动,vA?vB,而BE杆作平动,所以vE?vB。故vA?vB?vE?OA??0?1.20 m/s

由于vD?OD,平面运动杆DE的速度瞬心应在vD、vE的垂线的交点P。 由几何关系 OE?OB?EB?AB2?OA2?EB?0.12 m

OE?OD?0.12 m,?DEO??ODE??,

cos??DE/23?,即??30? OE2 速度投影定理得

vDcos??vEcos? 而 ??90??? cos??sin?

vE?1.203 m/s tan?v ?OD?D?103?17.32 rad/s (逆)

OD 由几何关系知 PE?OE?tan?EOP?OEtan2??0.123 m

v103?5.77 rad/s (逆) 故 ?DE?E?PE3 vD?

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