题目
2-6 如图 -2=8 所示为一偏置曲柄滑块机构,主动件曲柄AB作匀速转动。已知:-|||-_(AB)=120mm,-|||-lg c=250mm,-|||-偏距-|||-=60mm-|||-试用解析法-|||-求:(1)滑块3的行程H;(2)极位夹角0和行程速度变化系数K;(3)曲柄位于-|||-varphi =(60)^circ 时的机构压力角α和传动角y;(4)机构的最大-|||-压力角αmax和最小传动角Ymin°-|||-B-|||-C1-|||-k-|||-1- 2-|||-A φ-|||-4 / e-|||-C-|||-77-|||-图2-2-8
题目解答
答案
解析
步骤 1:计算滑块3的行程H
滑块3的行程H为曲柄AB在两个极限位置时滑块C的位移差。根据几何关系,可以得到:
$H = \sqrt{{AC_1}^2 - e^2} - \sqrt{{AC_2}^2 - e^2}$
其中,$AC_1$和$AC_2$分别为曲柄AB在两个极限位置时的长度,$e$为偏距。根据题目给定的参数,可以计算出:
$AC_1 = AB + BC = 120 + 250 = 370mm$
$AC_2 = BC - AB = 250 - 120 = 130mm$
代入公式,得到:
$H = \sqrt{370^2 - 60^2} - \sqrt{130^2 - 60^2} = 249.78mm$
步骤 2:计算极位夹角θ和行程速度变化系数K
极位夹角θ为曲柄AB在两个极限位置时的夹角。根据几何关系,可以得到:
$\theta = 2\arcsin\left(\frac{e}{AC_1}\right)$
代入公式,得到:
$\theta = 2\arcsin\left(\frac{60}{370}\right) = 34.85^\circ$
行程速度变化系数K为:
$K = \frac{180^\circ + \theta}{180^\circ - \theta}$
代入公式,得到:
$K = \frac{180^\circ + 34.85^\circ}{180^\circ - 34.85^\circ} = 1.22$
步骤 3:计算曲柄位于$\varphi = 60^\circ$时的机构压力角α和传动角y
根据几何关系,可以得到:
$\alpha = \arcsin\left(\frac{e}{AC}\right)$
$y = 90^\circ - \alpha$
其中,$AC$为曲柄AB在$\varphi = 60^\circ$时的长度。根据题目给定的参数,可以计算出:
$AC = \sqrt{AB^2 + BC^2 - 2 \cdot AB \cdot BC \cdot \cos(60^\circ)} = 250mm$
代入公式,得到:
$\alpha = \arcsin\left(\frac{60}{250}\right) = 14.04^\circ$
$y = 90^\circ - 14.04^\circ = 75.96^\circ$
步骤 4:计算机构的最大压力角amax和最小传动角Ymin
根据几何关系,可以得到:
${a}_{max} = \arcsin\left(\frac{e}{AC_{max}}\right)$
${y}_{min} = 90^\circ - {a}_{max}$
其中,$AC_{max}$为曲柄AB在最大压力角时的长度。根据题目给定的参数,可以计算出:
$AC_{max} = AB + BC = 120 + 250 = 370mm$
代入公式,得到:
${a}_{max} = \arcsin\left(\frac{60}{370}\right) = 9.59^\circ$
${y}_{min} = 90^\circ - 9.59^\circ = 80.41^\circ$
滑块3的行程H为曲柄AB在两个极限位置时滑块C的位移差。根据几何关系,可以得到:
$H = \sqrt{{AC_1}^2 - e^2} - \sqrt{{AC_2}^2 - e^2}$
其中,$AC_1$和$AC_2$分别为曲柄AB在两个极限位置时的长度,$e$为偏距。根据题目给定的参数,可以计算出:
$AC_1 = AB + BC = 120 + 250 = 370mm$
$AC_2 = BC - AB = 250 - 120 = 130mm$
代入公式,得到:
$H = \sqrt{370^2 - 60^2} - \sqrt{130^2 - 60^2} = 249.78mm$
步骤 2:计算极位夹角θ和行程速度变化系数K
极位夹角θ为曲柄AB在两个极限位置时的夹角。根据几何关系,可以得到:
$\theta = 2\arcsin\left(\frac{e}{AC_1}\right)$
代入公式,得到:
$\theta = 2\arcsin\left(\frac{60}{370}\right) = 34.85^\circ$
行程速度变化系数K为:
$K = \frac{180^\circ + \theta}{180^\circ - \theta}$
代入公式,得到:
$K = \frac{180^\circ + 34.85^\circ}{180^\circ - 34.85^\circ} = 1.22$
步骤 3:计算曲柄位于$\varphi = 60^\circ$时的机构压力角α和传动角y
根据几何关系,可以得到:
$\alpha = \arcsin\left(\frac{e}{AC}\right)$
$y = 90^\circ - \alpha$
其中,$AC$为曲柄AB在$\varphi = 60^\circ$时的长度。根据题目给定的参数,可以计算出:
$AC = \sqrt{AB^2 + BC^2 - 2 \cdot AB \cdot BC \cdot \cos(60^\circ)} = 250mm$
代入公式,得到:
$\alpha = \arcsin\left(\frac{60}{250}\right) = 14.04^\circ$
$y = 90^\circ - 14.04^\circ = 75.96^\circ$
步骤 4:计算机构的最大压力角amax和最小传动角Ymin
根据几何关系,可以得到:
${a}_{max} = \arcsin\left(\frac{e}{AC_{max}}\right)$
${y}_{min} = 90^\circ - {a}_{max}$
其中,$AC_{max}$为曲柄AB在最大压力角时的长度。根据题目给定的参数,可以计算出:
$AC_{max} = AB + BC = 120 + 250 = 370mm$
代入公式,得到:
${a}_{max} = \arcsin\left(\frac{60}{370}\right) = 9.59^\circ$
${y}_{min} = 90^\circ - 9.59^\circ = 80.41^\circ$