理论力学-复习题

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例1 椭圆规机构如图。

已知连杆AB 的长度l = 20 cm ,滑块A 的速度v A =10 cm/s ,求连杆与水平方向夹角为30°时,滑块B 和连杆中点M 的速度。

解: AB 作平面运动,以A 为基点,分析B 点的速度。

cot 30103cm/s
B A v v ==o 由图中几何关系得:
1rad s BA
AB v l
ω=
=方向如图所示。

A
v A
v A
v B
v BA B ω
AB
30°
B A BA
=+r r r v v v M
20cm/s sin 30
A
BA v v ==o
30°
例2 行星轮系机构如图。

大齿轮I 固定,半径为r 1;行星齿轮II 沿轮I 只滚而不滑动,半径为r 2。

系杆OA 角速度为ωO 。

求轮II 的角速度ωII 及其上B ,C 两点的速度。

解:行星齿轮II 作平面运动,求得A 点的速度为
v A
ωO
D A DA
=+v v v O
D A C B v A
v DA
ωII
I
II 以A 为基点,分析两轮接触点D 的速度。

12()
A O O v OA r r ωω=⋅=+由于齿轮I 固定不动,接触点D 不滑动,显然v D =0,因而有v DA =v A =ωO (r 1+r 2),方向与v A 相反,v DA 为点D 相对基点A 的速度,应有v DA =ωII ·DA 。

所以
12II 2
()
O DA r r v DA r ωω+=
=
杆刚刚达到地面时受力及加速度如图所示,由刚体平面运动微分方程,得
(1)
A C
mg F ma -=21
(2)
212
A
C l F J ml εε==杆作平面运动,以A 为基点,则C 点的加速度为
t n
C A CA CA
=++a a a a 沿铅垂方向投影,得
t (3)
2
C CA l a a α
==联立求解方程(1)~(3),得
14
A F mg =
A C α
a C
m g
F A
A
C
a C
αω
a n CA
a A a t CA。