平面连杆机构基础习题及答案
平面连杆机构
一、复习思考题
1、什么是连杆机构？连杆机构有什么优缺点？
2、什么是曲柄？什么是摇杆？铰链四杆机构曲柄存在条件是什么？
3、铰链四杆机构有哪几种基本形式？
4、什么叫铰链四杆机构的传动角和压力角？压力角的大小对连杆机构的工作有何影响？
5、什么叫行程速比系数？如何判断机构有否急回运动？
6、平面连杆机构和铰链四杆机构有什么不同？
7、双曲柄机构是怎样形成的？
8、双摇杆机构是怎样形成的？
9、述说曲柄滑块机构的演化与由来。
10、导杆机构是怎样演化来的？
11、曲柄滑块机构中，滑块的移动距离根据什么计算？
12、写出曲柄摇杆机构中，摇杆急回特性系数的计算式？
13、曲柄摇杆机构中，摇杆为什么会产生急回运动？
14、已知急回特性系数，如何求得曲柄的极位夹角？
15、平面连杆机构中，哪些机构在什么情况下才能出现急回运动？
16、平面连杆机构中，哪些机构在什么情况下出现“死点”位置？
17、曲柄摇杆机构有什么运动特点？
18、试述克服平面连杆机构“死点”位置的方法。
19、在什么情况下曲柄滑块机构才会有急回运动？
20、曲柄滑块机构都有什么特点？
21、试述摆动导杆机构的运动特点？
22、试述转动导杆机构的运动特点。
23、曲柄滑块机构与导杆机构，在构成上有何异同？
二、填空题
1、平面连杆机构是由一些刚性构件用副和副相互联接而组成的机构。
2、平面连杆机构能实现一些较复杂的运动。
3、当平面四杆机构中的运动副都是副时，就称之为铰链四杆机构；它是其他多杆机构的。
4、在铰链四杆机构中，能绕机架上的铰链作整周的叫曲柄。
5、在铰链四杆机构中，能绕机架上的铰链作的叫摇杆。
6、平面四杆机构的两个连架杆，可以有一个是，另一个是，也可以两个都是或都是。
7、平面四杆机构有三种基本形式，即机构，机构和机构。
8、组成曲柄摇杆机构的条件是：最短杆与最长杆的长度之和或其他两杆的长度之和；最短杆的相邻构件为，则最短杆为。
9、在曲柄摇杆机构中，如果将杆作为机架，则与机架相连的两杆都可以作____ 运动，即得到双曲柄机构。
10、在机构中，如果将杆对面的杆作为机架时，则与此相连的两杆均为摇杆，即是双摇杆机构。
11、在机构中，最短杆与最长杆的长度之和其余两杆的长度之和时，则不论取哪个杆作为，都可以组成双摇杆机构。
12、曲柄滑块机构是由曲柄摇杆机构的长度趋向而演变来的。
13、导杆机构可看做是由改变曲柄滑块机构中的而演变来的。
14、将曲柄滑块机构的改作固定机架时，可以得到导杆机构。
15、曲柄摇杆机构产生“死点”位置的条件是：摇杆为件，曲柄为件或者是把运动转换成运动。
16、曲柄摇杆机构出现急回运动特性的条件是：摇杆为件，曲柄为件或者是把` 运动转换成。
17、曲柄摇杆机构的不等于00，则急回特性系数就，机构就具有急回特性。
18、实际中的各种形式的四杆机构，都可看成是由改变某些构件的，或选择不同构件作为等方法所得到的铰链四杆机构的演化形式。
19、若以曲柄滑块机构的曲柄为主动件时，可以把曲柄的运动转换成滑块的运动。
20、若以曲柄滑块机构的滑块为主动件时，在运动过程中有“死点”位置。
21、通常利用机构中构件运动时的惯性，或依靠增设在曲柄上的惯性来渡过“死点”位置。
22、连杆机构的“死点”位置，将使机构在传动中出现或发生运动方向等现象。
23、飞轮的作用是可以，使运转。
24、在实际生产中，常常利用急回运动这个特性，来缩短时间，从而提高。
25、机构从动件所受力方向与该力作用点速度方向所夹的锐角，称为角，用它来衡量机构的性能。
26压力角和传动角互为角。
27、当机构的传动角等于00（压力角等于900）时，机构所处的位置称为位置。
28、曲柄摇杆机构的摇杆作主动件时，将与从动件的位置称为曲柄的“死点”位置。
29、当曲柄摇杆机构的曲柄为主动件并作转动运动时，摇杆则作往复摆动运动。
30、如果将曲柄摇杆机构中的最短杆改作机架时，则两个架杆都可以作的转动运动，即得到机构。
31、如果将曲柄摇杆机构的最短杆对面的杆作为机架时，则与相连的两杆都可以作运动，机构就变成机构。
三、判断题
1、当机构的极位夹角θ=00时，机构无急回特性。（）
2、机构是否存在死点位置与机构取那个构件为原动件无关。（）
3、在摆动导杆机构中，当导杆为主动件时，机构有死点位置。（）
4、对曲柄摇杆机构，当取摇杆为主动件时，机构有死点位置。（）
5、压力角就是主动件所受驱动力的方向线与该点速度的方向线之间的夹角。（）
6、机构的极位夹角是衡量机构急回特性的重要指标。极位夹角越大，则机构的急回特性越明显。（）
7、压力角是衡量机构传力性能的重要指标。（）
８、压力角越大，则机构传力性能越差。（）
９、平面连杆机构的基本形式，是铰链四杆机构。（）
10、曲柄和连杆都是连架杆。（）
11、平面四杆机构都有曲柄。（）
12、在曲柄摇杆机构中，曲柄和连杆共线，就是“死点”位置。（）
13、铰链四杆机构的曲柄存在条件是：连架杆或机架中必有一个是最短杆；量短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆的长度之和。（）
14、铰链四杆机构都有摇杆这个构件。（）
15、铰链四杆机构都有连杆和静件。（）
16、在平面连杆机构中，只要以最短杆作固定机架，就能得到双曲柄机构。（）
17、只有以曲柄摇杆机构的最短杆固定机架，才能得到双曲柄机构。（）
18、在平面四杆机构中，只要两个连架杆都能绕机架上的铰链作整周转动，必然是双曲
柄机构。（）
19、曲柄的极位夹角θ越大，机构的急回特性系数Ｋ也越大，机构的急回特性也越显著。（）
20、导杆机构与曲柄滑块机构，在结构原理上的区别就在于选择不同构件作固定机架。（）
21、曲柄滑块机构，滑块在作往复运动时，不会出现急回运动。（）
22、导杆机构中导杆的往复运动有急回特性。（）
23、利用选择不同构件作固定机架的方法，可以把曲柄摇杆机构改变成双摇杆机构。（）
24、利用改变构件之间相对长度的方法，可以把曲柄摇杆机构改变成双摇杆机构。（）
25、在平面四杆机构中，凡是能把转动运动转换成往复运动的机构，都会有急回运动特性。（）
26、曲柄摇杆机构的摇杆，在两极限位置之间的夹角ψ，叫做摇杆的摆角。（）
27、在有曲柄的平面连杆机构中，曲柄的极位夹角θ，可以等于00，也可以大于00。（）
28、在曲柄和连杆同时存在的平面连杆机构中，只要曲柄和连杆共线，这个位置就是曲柄的“死点”位置。（）
29、在平面连杆机构中，连杆和曲柄是同时存在的，即有曲柄就有连杆。（）
30、有曲柄的四杆机构，就存在着出现“死点”位置的基本条件。（）
31、有曲柄的四杆机构，该机构就存在着产生急回运动特性的基本条件。（）
32、机构的急回特性系数K的值，是根据极位夹角θ的大小，通过公式求得的。（）
33、极位夹角θ的大小，是根据急回特性系数K值，通过公式求得的。而K值是设计时事先确定的。（）
34、利用曲柄摇杆机构，可以把等速转动运动，转变成具有急回特性的往复摆动运动，或者没有急回特性的往复摆动运动。（）
35、只有曲柄摇杆机构，才能实现把等速旋转运动转变成往复摆动运动。（）
36、曲柄滑块机构，能把主动件的等速旋转运动，转变成从动件的直线往复运动。（）
37、通过选择铰链四杆机构的不同构件作为机构的固定机架，能使机构的形式发生演变。（）
38、铰链四杆机构形式的改变，只能通过选择不同构件作机构的固定机架来实现。（）
39、铰链四杆机构形式的演变，都是通过对某些构件之间相对长度的改变而达到的。（）
40、通过对铰链四杆机构某些构件之间相对长度的改变，也能够起到对机构形式的演化作用。（）
41、当曲柄摇杆机构把往复摆动运动转变成旋转运动时，曲柄与连杆共线的位置，就是曲柄的“死点”位置。（）
42、当曲柄摇杆机构把旋转运动转变成往复摆动运动时，曲柄与连杆共线的位置，就是曲柄的“死点”位置。（）
43、曲柄在“死点”位置的运动方向与原先的运动方向相同。（）
44、在实际生产中，机构的“死点”位置对工作都是不利的，处处都要考虑克服。（）
45、“死点”位置在传动机构和锁紧机构中所起的作用相同，但带给机构的后果是不同的。（）
46、曲柄摇杆机构，双曲柄机构和双摇杆机构，它们都具有产生“死点”位置和急回运动特性的可能。（）
47、根据图47各杆所注尺寸和以AD边为机架，判断指出各铰链四杆机构的名称。
图47
48、判断图48中各机构的运动特点。
图48
49、曲柄摇杆机构和曲柄滑块机构产生“死点”位置的条件是相同的。（）
50、曲柄滑块机构和摆动导杆机构产生急回运动的条件是相同的。（）
51、传动机构出现“死点”位置和急回运动，对机构的工作都是不利的。（）
四、选择题
1、在曲柄摇杆机构中，只有当（）为主动件时，（）在运动中才会出现“死点”位置。
a．连杆 b.机架 c.曲柄 d.摇杆 e.连架杆
2、能产生急回运动的平面连杆机构有（）
a铰链四杆机构 b.曲柄摇杆机构 c.导杆机构 d.双曲柄机构
e.双摇杆机构
f.曲柄滑块机构
3、能出现“死点”位置的平面连杆机构有（）
a．导杆机构 b.平行双曲柄机构 c.曲柄滑块机构 d.不等长双曲柄机构
4、铰链四杆机构的最短杆与最长杆的长度之和，大于其余两杆的长度之和时，机构（）
a．有曲柄存在 b.不存在曲柄
5、当急回特性系数为（）时，曲柄摇杆机构才有急回运动。
a．K＜1 b. K=1 c .K＞1
6、当曲柄的极位夹角为（）时，曲柄摇杆机构才有急回运动。
a．θ＜0o b. θ = 0o c. θ≠0o
7、当曲柄摇杆机构的摇杆带动曲柄运动时，曲柄在“死点”位置的瞬时运动方向是（）
a．按原运动方向 b.反方向 c.不定的
8、曲柄滑块机构是由（）演化而来的。
a．曲柄摇杆机构 b.双曲柄机构 c.双摇杆机构
9、平面四杆机构中，如果最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆的长度之和，最短杆为机架，这个机构叫做（）
a．曲柄摇杆机构 b.双曲柄机构` c.双摇杆机构
10、平面四杆机构中，如果最短杆与最长杆的长度之和大于其余两杆的长度之和，最短杆为机架，这个机构叫做（）
a．曲柄摇杆机构 b.双曲柄机构` c.双摇杆机构
11、平面四杆机构中，如果最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其他两杆的长度之和，最短杆是连架杆，这个机构叫做（）
a．曲柄摇杆机构 b.双曲柄机构` c.双摇杆机构
12、平面四杆机构中，如果最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆长度之和，最短杆是连杆，这个机构叫做（）
a．曲柄摇杆机构 b.双曲柄机构` c.双摇杆机构
13、（）等能把转动运动转变成往复摆动运动。
a．曲柄摇杆机构 b.双曲柄机构` c.双摇杆机构 d.曲柄滑块机构
e.摆动导杆机构
f.转动导杆机构
14、（）能把转动运动转换成往复直线运动，也可以把往复直线运动转换成转动运动。
a．曲柄摇杆机构 b.双曲柄机构 c.双摇杆机构 d.曲柄滑块机构
e.摆动导杆机构
f.转动导杆机构
15、（）等能把等速转动运动转变成旋转方向相同的变速转动运动。
a．曲柄摇杆机构 b.不等长双曲柄机构` c.双摇杆机构 d.曲柄滑块机构
e.摆动导杆机构
f.转动导杆机构
16、有四根杆件，其长度分别是：A杆20mm，B杆30mm, C杆40mm, D杆50mm。请画图表示怎样互相联接和选择机架才能组成以下各种机构：
a.曲柄摇杆机构
b.双曲柄机构
c.双摇杆机构
d.曲柄滑块机构
17、曲柚摇杆机构的传动角是
a.连杆与从动摇杆之间所夹的余角；
b.连杆与从动摇杆之间所夹的锐角；
c.机构极位夹角的余角。
18、在下列平面四杆机构中，无论以哪一构件为主动件，都不存在死点位置。
a.双曲柄机构；
b.双摇杆机构；
c.曲柄摇杆机构。
五、改错题（指出题中错误并予以改正）
1．平面连杆机构，是由一些刚性构件用低副相互联接而成的机构。
2．常把曲柄摇杆机构的曲柄和连杆叫做连架杆。
3．“死点”位置和急回运动，是铰链四杆机构的两个运动特点。
4．把铰链四杆机构的最短杆作为固定机架，就可以得到双曲柄机构。
5．双曲柄机构也能产生急回运动。
6．双摇杆机构也能出现急回现象。
7．各种双曲杆机构全都有“死点”位置。
8．“死点”位置和急回运动这两种运动特性，是曲柄摇杆机构的两个连架杆在运动中同时产生的。
9．克服铰链四杆机构“死点”位置有二种方法。
10．曲柄滑块机构和导杆机构的不同处，就是由于曲柄的选择。
六、分析计算题
1．试判断下列机构属于何种类型的铰链四杆机构。
a)
b)
2．如图2示，已知杆CD 为最短杆。若要构成曲柄摇杆机构，机架AD 的长度至少取多少？（图中长度单位为mm ）
例解
1. 图示的四杆机构中，各杆长度为a=25mm ，b=90mm ，c=75mm ，d=100mm ，试求： 1）若杆AB 是机构的主动件，AD 为机架，机构是什么类型的机构？
2）若杆BC 是机构的主动件，AB 为机架，机构是什么类型的机构？
3）若杆BC 是机构的主动件，CD 为机架，机构是什么类型的机构？
解答：
1）若杆AB 是机构的主动件，AD 为机架，因为
l AB +l AD =(25+100)mm =125mm 满足杆长之和条件，主动件AB 为最短构件，AD 为机架将得到曲柄摇杆机构； 2）同上，机构满足杆长之和条件； AB 为最短构件为机架，与其相连的构件BC 为主动件将得到双曲柄机构； 3）若杆BC 是机构的主动件，CD 为机架，将得到双摇杆机构。 2. 图示为偏置曲柄滑块机构，当以曲柄为原动件时，在图中标出传动角的位置，并给出机构传动角的表达式，分析机构的各参数对最小传动角的影响。 解答： 图2 l e r l e r l e r l e r +=+= += --=+= θγθγθγγ αθαsin arccos sin cos sin )90sin(90sin sin 从上式可见，影响偏置曲柄滑块机构传动角的参数有曲柄长度r ，偏距e ，连杆长度l 。 最小传动角在θ=90°时，l e r +=arccos min γ 可见其它参数不变时, r 或e 增大，最小传动角减小，反之，最小传动角增大。 当其它参数不变时，l 增大，最小传动角增大，反之，最小传动角减小。 3. 图示的四杆机构简图中，各杆长度为a=30mm ，b=60mm ，c=75mm ，d=80mm ，试求机构的最大传动角和最小传动角、最大压力角和最小压力角、行程速比系数。（分别用解析法和图解法求解） 解答：(1). 解析法： 将a 、b 、c 、d 值代入传动角极值表达式中： bc a d c b 2)(arccos 222--+='γ bc a d c b 2)(arccos 1802 22+-+-?=''γ 75602)3080(7560arccos 2 22??--+= 75 602)3080(7560arccos 180222??+-+-?= 958341)7472.0arccos('''?== ?=180 412271)3194.0arccos(108'''?=--?= 最大传动角为412271'''?，最小压力角为64731841227190'''?='''?-?; 最大传动角为958341'''?，最小压力角为1124895834190'''?='''?-?。 极位夹角θ： ? =?+?-++-?-?-+-=+-++---+-=62424.1780 )3060(27580)3060(arccos 80)3060(27580)3060(arccos )(2)(arccos )(2)(arccos 2 222222 22222d a b c d a b d a b c d a b θ 行程速比系数 217.162424.1718062424.17180=? -?? +?=K (2)．图解法： 按比例作题解图a ，分别量取∠B 2C 2D=41.7o，∠B 1C 1D=108.6o，得最大传动角71.4o，最小传动角41.7o；最大压力角为90o–41.7o=48.3o，最小压力角为90o–71.4o=18.6o。 按比例作题解图b ，量取极位夹角：θ=∠C 1AB 2=17.6o 行程速比系数： 217.16.171806.17180=? -?? +?= K 4. 设计一曲柄摇杆机构，已知机构的摇杆DC 长度为150mm ，摇杆的两极限位置的夹角为45o，行程速比系数K=1.5，机架长度取90mm 。（用图解法求解，μ1=4mm/mm ） 解答： 1）计算极位夹角：?=+-??=+-? ?=361 5.11 5.118011180K K K 2）定比例尺μ 1=4mm/mm ，按给定的摇杆长度150mm 及摆角45o，画出摇杆的两极限位置DC 1和DC 2，见题解图。 3）过C 1和C 2点作与C 1C 2连线夹角为（90o–36o）=54o的直线，两线相交于O 点。 4）以O 点为圆心，OC 2为半径作圆，此圆 是相交另一个铰链中心所在的圆。 5）以D 点圆心，机架长度为半径作圆交上圆地A 1和A 2两点。任取其中一点作为曲柄的转动中心（如取A 1）。 6）量取A 1C 1和A 1C 2长度，计算曲柄和连杆长度a 、b ： mm C A C A b mm C A C A a l l 15425.332 11211 121=?+==?-= μμ 5. 设计一摆动导杆机构，已知摆动导杆机构的机架长度d=450mm ，行程速比系数K=1.40。（比例尺μl =13mm/mm ） 解答：作图法： 1）计算导杆两极限位置夹角?=+-??=+-? ?=301 4.11 4.118011180:K K θ? ?==30θ?； 2）选定D 点，作∠mDn=?==30θ?，再作其等分角线 DP ，见题解图； 3）选定比例尺μl =13mm/mm 在分角线上量取mm DA l 615.34450 ==μ，得到 曲柄回转中心A ； 4）过A 点作导杆任一极限位置的垂直线AC 1，则该线段 即为所求曲柄长度a =116mm 。 解析法： 1）计算导杆两极限位置夹角ψ：同上：?==30θψ 2）曲柄长度 mm d a 47.1162 30sin 4502 sin =? ?=?=ψ 6. 图示导杆机构中，已知LAB=40mm ，偏距e=10mm ，试问： 1）欲使其为曲柄摆导杆机构，L AC 的最小值为多少； 2）若L AB 不变，而e =0，欲使其为曲柄摆动导杆机构，L AC 的最小值为多少； 3）若L AB 为原动件，试比较在e > 0和e =0两种情况下，曲柄摆动导杆机构的传动角，哪个是常数，哪个是变数，哪种传力效果好？ 解答： 1）mm e L L AB AC 50)1040(=+=+≥，即L AC 的最小值为50mm 。 2）当e=0时，该机构成为曲柄摆动导杆机构，必有L AC AC 的最大值为40mm 。 3）对于e =0时的摆动导杆机构，传动角γ=90o、压力角?=0α均为一常数，对于e>0时的摆动导杆机构，其导杆上任何点的速度方向不垂直于导杆，且随曲柄的转动而变化，而滑块作用于导杆的力总是垂直于导杆，故压力角α不为零，而传动角? 9、设计一刨床的主传动机构（题图为其机构示意图）。已知：主动曲柄绕轴心A 作等速回转，从动件滑枕作往复移动，刨头行程E 1E 2=300mm ，行程速比系数K=2，其他如图所示。（要点：a.拟定该连杆机构的运动简图；b.确定该机构的几何尺寸。）解题要点分析： 按所给条件进行分析，应为导杆机构。 解答： 1）计算极位夹角θ 11 180+-? ?=K K θ ? =+-? ?=60121 2180 2）如题解图所示，过A 点作地基面垂线交于D 点，以D 点为顶点，以AD 为角平分线作?== ∠302 1θ ADC 3）计算导杆长度 mm l l l l l E E DC DC E E O C 3002 sin 22 sin 2 1111221== == θ θ 4）过A 点作AB 1垂直于C 1D 交于B 1点，在摆杆B 1 处装一滑块。再连接 C 1E 1得一导杆机构，题解图所示E 1C 1AB 便是所求的颊连杆机构的运动简图 5）确定机构的几何尺寸 mm C C l l l mm l l mm l l mm l l ME MO E C DO MO DC DO AD AB 88.344)2 (2.1003608.2592 cos 752 sin 2212 1 111≈-+==-=====? ? 填空题答案 1 转动 移动 2 平面 3 回转副 基础 4 连续转动 连架杆 5 往复摆动 连架杆 6 曲柄 摇杆 曲柄 摇杆 7 曲柄摇杆 双曲柄 双摇杆 8 小于 等于 机架 曲柄 9 最短 整周旋转 10 曲柄摇杆 最短 11铰链皿杆 大于 机架 12摇杆 无穷大 13 固定件 14 曲柄 15 主动 从动 往复摆动 旋转 16 从动 主动 等速旋转 往复摆动 17 极位夹角 大于1 18 形状 相对长度 机架 19 等速旋转 直线往复 20 曲柄 21 自身 飞轮 22卡死 不确定 23 储存能量 平稳 24 非生产时间 工作效率 25 压力角 传力 26 余角 27 死点 28 连杆 曲柄 共线 29 匀速转动 变速 30 3600 双曲柄 31 机架 摆动 双摇杆 判断题答案 1、√ 2、× 3、√ 4、√ 5、× 6、√ 7、√ 8、√ 9、√ 10、× 11、× 12、× 13、√ 14、× 15、√ 16、× 17、× 18、√ 19、√ 20、√ 21、× 22、√ 23、√ 24、√ 25、√ 26、√ 27、√ 28、× 29、× 30、√ 31、√ 32、× 33、√ 34、√ 35、× 36、√ 37、√ 38、× 39、× 40、√ 41、√ 42、× 43、× 44× 45、√ 46、× 47、a 双曲柄机构 b.c 曲柄摇杆机构 d. 双摇杆机构 e.曲柄摇杆机构 f.平行双曲柄机构 g.反向双曲柄机构 48、a.曲柄滑块机构 b.导杆机构 c.回转导杆机构 d.摇块机构 e.定块机构 49、√ 50、√ 51、× 选择题答案 1、d 2、b . c. f 3、c. b 4、b 5、c 6、c 7、c 8、a 9、b 10、c 11、a 12、c 13、a 14、d 15、b. f 16、 30 20 50 40曲柄摇杆机构30 20 50 40 双曲柄机构 30 20 50 40 双摇杆机构 30 20 曲柄滑块机构 17、b 18、a 改错题答案 1、用低副→用回转副和移动副 2、和连杆→和摇杆 3、铰链四杆机构→曲柄摇杆机构 4、把铰链四杆机构→把曲柄摇杆机构 5、也能产生→不能产生 6、也能出现→不能出现 7、全都有→并不全有 8、运动中同时产生的→运动中不能同时产生的 9、有二种方法→有三种方法 10、由于曲柄的选择→由于机架的选择 分析计算题答案 1、a)双曲柄机构b)双摇杆机构 2、250 第八章平面连杆机构及其设计 一、填空题： 1.平面连杆机构是由一些刚性构件用转动副和移动副连接组成的。 2.在铰链四杆机构中，运动副全部是低副。 3.在铰链四杆机构中，能作整周连续回转的连架杆称为曲柄。 4.在铰链四杆机构中，只能摆动的连架杆称为摇杆。 5.在铰链四杆机构中，与连架杆相连的构件称为连杆。 6.某些平面连杆机构具有急回特性。从动件的急回性质一般用行程速度变化系数表示。 7.对心曲柄滑块机构无急回特性。 8.平行四边形机构的极位夹角θ=00，行程速比系数K= 1 。 9.对于原动件作匀速定轴转动，从动件相对机架作往复直线运动的连杆机构，是否有急回 特性，取决于机构的极位夹角是否为零。 10.机构处于死点时，其传动角等于0?。 11.在摆动导杆机构中，若以曲柄为原动件，该机构的压力角α=00。 12.曲柄滑块机构，当以滑块为原动件时，可能存在死点。 13.组成平面连杆机构至少需要 4 个构件。 二、判断题： 14.平面连杆机构中，至少有一个连杆。（√） 15.在曲柄滑块机构中，只要以滑块为原动件，机构必然存在死点。（√） 16.平面连杆机构中，极位夹角θ越大，K值越大，急回运动的性质也越显著。（√） 17.有死点的机构不能产生运动。（×） 18.曲柄摇杆机构中，曲柄为最短杆。（√） 19.双曲柄机构中，曲柄一定是最短杆。（×） 20.平面连杆机构中，可利用飞轮的惯性，使机构通过死点位置。（√） 21.在摆动导杆机构中，若以曲柄为原动件，则机构的极位夹角与导杆的最大摆角相等。 （√） 22.机构运转时，压力角是变化的。（√） 三、选择题： 23.铰链四杆机构存在曲柄的必要条件是最短杆与最长杆长度之和 A 其他两杆之和。 A ≤ B ≥ C > 24.铰链四杆机构存在曲柄的必要条件是最短杆与最长杆长度之和小于或等于其他两杆之和，而 充分条件是取 A 为机架。 A 最短杆或最短杆相邻边 B 最长杆 C 最短杆的对边。 25.铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和，当以 B 为机架时， 有两个曲柄。 A 最短杆相邻边 B 最短杆 C 最短杆对边。 26.铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和，当以 A 为机架时， 有一个曲柄。 A 最短杆相邻边 B 最短杆 C 最短杆对边。 27.铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和，当以 C 为机架时， 无曲柄。 A 最短杆相邻边 B 最短杆 C 最短杆对边。 28.铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和 B 其余两杆长度之和，就一定是双摇杆 机构。 A < B > C = 29.对曲柄摇杆机构，若曲柄与连杆处于共线位置，当 C 为原动件时，此时机构处在死点位 置。 A 曲柄 B 连杆 C 摇杆 30.对曲柄摇杆机构，若曲柄与连杆处于共线位置，当 A 为原动件时，此时为机构的极限 位置。 A 曲柄 B 连杆 C 摇杆 31.对曲柄摇杆机构，当以曲柄为原动件且极位夹角θ B 时，机构就具有急回特性。 A <0 B >0 C =0 32.对曲柄摇杆机构，当以曲柄为原动件且行程速度变化系数K B 时，机构就具有急 回特性。 A <1 B >1 C =1 33.在死点位置时，机构的压力角α= C 。 A 0 o B 45o C 90o 34.若以 B 为目的，死点位置是一个缺陷，应设法通过。 A 夹紧和增力B传动 35.若以 A 为目的，则机构的死点位置可以加以利用。 A 夹紧和增力；B传动。 平面连杆机构 一、填空： 1. 由一些刚性构件用转动副和移动副相互连接而组成的在同一平面或相互平行平面内运动的机构称为平面连杆机构。 2 .铰链四杆机构按两连架杆的运动形式，分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构三种基本类型。 3. 在铰链四杆机构中，与机架用转动副相连，且能绕该转动副轴线整圈旋转的构件 称为曲柄；与机架用转动副相连，但只能绕该转动副轴线摆动的构件摇杆；直接与 连架杆相联接，传递运动和动力的构件称为连杆。 4. 铰链四杆机构有曲柄的条件（1）连架杆和机架中必有一杆是最短杆；（2）最短杆与最长杆长度之和小于或等于其它两杆长度之和。（用文字说明） 5. 图1-1为铰链四杆机构，设杆a最短，杆b最长。试用式子表明它构成曲柄摇杆机构的条件： （1）a+b≤c+d 。 （2）以__b或d__为机架，贝U __a__为曲柄。 图1-1 6. 在铰链四杆机构中，当最短构件和最长构件的长度之和大于其他两构件长度之和时，只能获得双摇杆机构。 7 .如果将曲柄摇杆机构中的最短杆改作机架时，得到双曲柄机构；最短杆对面的杆作为机架时，得到双摇杆机构。 8. 当机构有极位夹角θ时，则机构有急回特性。 9. 机构中传动角丫和压力角α之和等于90°。 10. 通常压力角α是指力F与C点的绝对速度V C之间间所夹锐角 二、选择题： 1 ?在曲柄摇杆机构中，只有当C?摇杆为主动件时，才会出现“死点” 位 置。 A.连杆 B.机架 C.摇杆 D ?曲柄 2. 绞链四杆机构的最短杆与最长杆的长度之和，大于其余两杆的长度之和时，机 构 B.不存在曲柄。 A.有曲柄存在 B.不存在曲柄 C.有时有曲柄，有时没曲柄 D.以上答案均不对 3. 当急回特性系数为 C. K > 1 时，曲柄摇杆机构才有急回运动。 A. K V1 B. K = 1 C. K > 1 D. K = 0 4. 当曲柄的极位夹角为 D. θ> 0 时，曲柄摇杆机构才有急回运动。 A. θ V 0 B. θ=O C. θ≤ 0 D. θ > 0 5. 当曲柄摇杆机构的摇杆带动曲柄运动对，曲柄在“死点”位置的瞬时运动方向是 C.不确定的。 A.按原运动方向 B.反方向 C. 不确定的 D. 以上答案均不对 6. 曲柄滑决机构是由 A.曲柄摇杆机构演化而来的。 A.曲柄摇杆机构 B.双曲柄机构 C.双摇杆机构 D.以上 答案均不对 7. 平面四杆机构中，如果最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆的长度之 和，最短杆为机架，这个机构叫做 B.双曲柄机构。 A.曲柄摇杆机构 B.双曲柄机构 C. 双摇杆机构 D.以上 答案均不对 8. 平面四杆机构中，如果最短杆与最长杆的长度之和大于其余两杆 的长度之和，最短杆为连杆，这个机构叫做 C.双摇杆机构。 平面连杆机构1 一、单项选择题 1、 具有急回特性的四杆机构，其行程速度变化系数K 的值（C ）。 A. <1 B. vl C ? >1 D ?=1 2、 在曲柄摇杆机构中，当摇杆为从动件时，最小传动角出现在（B ）共线的位置。 A ?曲柄与连杆 B.曲柄与机架 C.摇杆与机架 D.摇杆与连杆 3、较链四杆机构有整转副的条件是：最短杆与最长杆长度之和（C ）其余两杆长度之 和。 A.< B.= C. < 4、四杆机构的急回特性是针对主动件作（ A.等速转动 B.等速移动 D. > A ）而言的。 C.变速转动 D.变速移动 5、对心曲柄滑块机构以滑块为从动件时，其最小传动角加^岀现在曲柄（A ）的位置。 A.垂直于滑块导路 B.垂直于连杆 C.与连杆共线 D.与机架共线 6、如果绞链四杆机构中的最短杆与最长杆长度之和（ A ）其余两杆长度之和，则该 机构中不 存在整转副。 A.> B ? ' C.< D. < 8、对心曲柄滑块机构以滑块为从动件时，其最大传动角加莎为（C ）. A. 30° B. 45。 C. 90° D. <90。 最短构件与最长构件长度之和（B ）大于其它两构件长度之和。 10>对于曲柄滑块机构，当曲柄作等速转动时，从动件滑块（B ）具有急回特性。 B. 不一定 C. 一建不 D.在极限位置 11、当连杆机构位置一泄时，取不同构件为原动件，机构压力角的数值（B ）。 A.相同 B.不同 C.与原动件转向有关 D.与原动件转速大小有关 12、较链四杆机构中若最短杆与最长杆长度之和大于其他两杆长度之和，则机构中（C ）。 A. 一迄有曲柄存在 B.是否有曲柄存在取决于机架是否为最短构件 C. 一左无曲柄存在 D.是否有曲柄存在取决于机架是否为最长构件 二、填空题 K 平而连杆机构是若干构件用 ______ 低副—连接组成的平面机构。 2、当四杆机构的压力角a = 90。时，该机构处于 死点 位置。 7、四杆机构的急回特性是针对从动件作（ D ）而言的。 A.等速转动 B.等速移动 C.变速转动 D ?往复运动 9、对于双摇杆机构, A. 一泄 B.不一定 C. 一定不 D.在最短构件为机架 平面连杆机构综合计算机编程作业 从下列题目任选一题进行设计，要求建立几何模型和数学模型，选用一种计算机语言编制程序，要求能够在动画演示时能够显示最小传动角，在输出设计参数时能够通过动画检验设计效果并将最小传动角输出。 作业要求：解题过程（包括几何模型、数学模型建立）以论文格式用word文件编写，力求完善；并在其后列出其程序清单。软件以exe文件格式。 一、某机器的工作装置需采用铰链四杆机构进行位置导引，已知工作装置上某一点在空间的位置为P1（x1，y1），θ1；P2（x2，y2），θ2 ；P3（x3，y3），θ3 ；试根据所学知识编制一计算机程序实现该装置的机构设计。 要求： 1.采用参数化方法，P1，P2，P3可任意输入，能够完成二、三位置的设计； 2.写出设计过程及程序清单汇成一设计说明书，其中还应包含一定的检验方法； 二、如图所示，设要求四杆机构两连架杆的三组对应位置分别为α1＝35°，φ1 ＝50°；α2＝80°，φ2＝75°；α3＝125°，φ3＝105°，试以解析法设计此四杆机构。形成可执行的计算机设计程序； 写出设计说明书，并对设计中的具体考虑进行说明。 三、造型机工作台翻转的铰链四杆机构ABCD，连杆BC（长度根据需要设定）两个位置如图所示，机架AD水平布置，γi≥40°，试设计出此机构(要求扼要说明设计步骤，确定主动件及其转向)。 腹有诗书气自华 腹有诗书气自华 四. 已知三个给定刚体位置，P 1（1，1），θ1=0°；P 2（1.5，0.5），θ2=10°；P 3（2.5，1.0），θ3=45°。并要求在各个给定位置时传动角γi ≥30°（i =1，2，3）试综合一个导引曲柄滑块机构。 五. 如图所示，已知主动连架杆AB 的长度l AB =16mm ，机架AD 的长度l AD =50mm ，当AB 从图示位置顺时针转过某一角度时，连杆平面上的E 点经过E 1，E 2，E 3三点。DE 1==30mm ，E 1E 2=E 2E 3=12mm 。试综合能实现连杆E 点的铰链四杆机构ABCD 。 六. 已知固定铰链点A (0，0)，D (1，4)，连架杆AB 的长度为l AB =15mm ，连架杆AB 与连杆的三组对应位置如图所示。试综合该全铰链四杆机构并写出各构件的杆长。 七. 欲设计一个夹紧机构，拟采用全铰链四杆机构ABCD 。已知连杆的两个位置：x P1=0.5，y P1=0.5，θ1=20°，x P2=1.5，y P2=1.8，θ 2=38°，如图示。连杆到达第二位置时为夹紧位置， 即若以CD 为主动件，则在此位置时，机构应处于死 平面连杆机构 一、填空： 1．由一些刚性构件用转动副和移动副相互连接而组成的在同一平面或相互平行平面内运动的机构称为平面连杆机构。 2．铰链四杆机构按两连架杆的运动形式，分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构三种基本类型。 3. 在铰链四杆机构中，与机架用转动副相连，且能绕该转动副轴线整圈旋转的构件称为曲柄；与机架用转动副相连，但只能绕该转动副轴线摆动的构件摇杆；直接与连架杆相联接，传递运动和动力的构件称为连杆。 4.铰链四杆机构有曲柄的条件（1）连架杆和机架中必有一杆是最短杆；（2）最短杆与最长杆长度之和小于或等于其它两杆长度之和。(用文字说明) 5. 图1-1为铰链四杆机构，设杆a最短，杆b最长。试用式子表明它构成曲柄摇杆机构的条件： （1）__a+b≤c+d_____。 （2）以__b或d__为机架，则__a__为曲柄。 图1-1 6.在铰链四杆机构中，当最短构件和最长构件的长度之和大于其他两构件长度之和时，只能获得双摇杆机构。 7．如果将曲柄摇杆机构中的最短杆改作机架时，得到双曲柄机构；最短杆对面的杆作为机架时，得到双摇杆机构。 8. 当机构有极位夹角θ时，则机构有急回特性。 9.机构中传动角γ和压力角α之和等于90°。 10.通常压力角α是指力F与C点的绝对速度v c之间间所夹锐角。 二、选择题： 1．在曲柄摇杆机构中，只有当 C.摇杆为主动件时，才会出现“死点”位 置。 A.连杆 B.机架 C.摇杆 D．曲柄 2．绞链四杆机构的最短杆与最长杆的长度之和，大于其余两杆的长度之和时，机构 B.不存在曲柄。 A.有曲柄存在 B.不存在曲柄 C. 有时有曲柄，有时没曲柄 D. 以上答案均不对 3．当急回特性系数为 C. K＞1 时，曲柄摇杆机构才有急回运动。 A. K＜1 B. K＝1 C. K＞1 D. K＝0 4．当曲柄的极位夹角为 D. θ﹥0 时，曲柄摇杆机构才有急回运动。 A.θ＜0 B.θ=0 C. θ≦0 D. θ﹥0 5．当曲柄摇杆机构的摇杆带动曲柄运动对，曲柄在“死点”位置的瞬时运动方向是C.不确定的。 A.按原运动方向 B.反方向 C.不确定的 D. 以上答案均不对 6．曲柄滑决机构是由 A. 曲柄摇杆机构演化而来的。 A. 曲柄摇杆机构 B.双曲柄机构 C.双摇杆机构 D. 以上答案均不对 7．平面四杆机构中，如果最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆的长度之和，最短杆为机架，这个机构叫做 B.双曲柄机构。 A.曲柄摇杆机构 B.双曲柄机构 C.双摇杆机构 D. 以上答案均不对 8．平面四杆机构中，如果最短杆与最长杆的长度之和大于其余两杆 的长度之和，最短杆为连杆，这个机构叫做 C.双摇杆机构。 A.曲柄摇杆机构 B.双曲柄机构 C.双摇杆机构 D. 以上答案均不对 平面连杆机构复习题 一. 填空 1.平面连杆机构由一些刚性构件用____副和____副相互联接而组成。 2. 在铰链四杆机构中，固定不动的杆件称为_______，与固定不动的杆件直接用转动副相连接的杆件称为_______，不与固定不动的杆件直接连接的杆件称为_______，能作整周连续旋转的构件称为_______，只能来回摇摆某一角度的构件称为_______， 3. 图1-1为铰链四杆机构，设杆a最短，杆b最长。试用符号和式子表明它构成曲柄摇杆机构的条件：. （1）____________________________。 （2）以_______为机架，则_______为曲柄。 4. 设图1-1已构成曲柄摇杆机构。当摇杆CD为主动件，机构处于BC与从动曲柄AB共线的两个极限位置，称为机构的两个_______位置。 5. 铰链四杆机构的三种基本形式是_______机构，_______机构，_______机构。 6. 平面连杆机急回运动特性可用以缩短_______。从而提高工作效率。 7. 四杆机构中若对杆两两平行且相等，则构成_______机构。 二、选择题 8. 铰链四杆机构中各构件以_______相联接。 （a 转动副 b 移动副 c 螺旋副） 9. 铰链四杆机构中，若最长杆与最短杆之和大于其他两杆之和，则机构有_______。 （a 一个曲柄 b 两个曲柄 c两个摇杆） 10. 家用缝纫机踏板机构属于_______。 （a 曲柄摇杆机构 b 双曲柄机构 c 双摇杆机构） 11. 图1-2四杆机构各杆长a=350, b=550 , c=200,d=700长度单位，试选答： （1）当取d为机架时机构_______； （2）当取c为机架时机构_______。 a.有一个曲柄 b.有两个曲柄 c.有两个摇杆 三、铰链四杆机构的类型判定 12. 按图1-3所注出的尺寸，分析确定各构件的名称。 平面连杆机构 一、复习思考题 1、什么是连杆机构？连杆机构有什么优缺点？ 2、什么是曲柄？什么是摇杆？铰链四杆机构曲柄存在条件是什么？ 3、铰链四杆机构有哪几种基本形式？ 4、什么叫铰链四杆机构的传动角和压力角？压力角的大小对连杆机构的工作有何影响？ 5、什么叫行程速比系数？如何判断机构有否急回运动？ 6、平面连杆机构和铰链四杆机构有什么不同？ 7、双曲柄机构是怎样形成的？ 8、双摇杆机构是怎样形成的？ 9、述说曲柄滑块机构的演化与由来。 10、导杆机构是怎样演化来的？ 11、曲柄滑块机构中，滑块的移动距离根据什么计算？ 12、写出曲柄摇杆机构中，摇杆急回特性系数的计算式？ 13、曲柄摇杆机构中，摇杆为什么会产生急回运动？ 14、已知急回特性系数，如何求得曲柄的极位夹角？ 15、平面连杆机构中，哪些机构在什么情况下才能出现急回运动？ 16、平面连杆机构中，哪些机构在什么情况下出现“死点”位置？ 17、曲柄摇杆机构有什么运动特点？ 18、试述克服平面连杆机构“死点”位置的方法。 19、在什么情况下曲柄滑块机构才会有急回运动？ 20、曲柄滑块机构都有什么特点？ 21、试述摆动导杆机构的运动特点？ 22、试述转动导杆机构的运动特点。 23、曲柄滑块机构与导杆机构，在构成上有何异同？ 二、填空题 1、平面连杆机构是由一些刚性构件用副和副相互联接而组成的机构。 2、平面连杆机构能实现一些较复杂的运动。 3、当平面四杆机构中的运动副都是副时，就称之为铰链四杆机构；它是其他多杆机构的。 4、在铰链四杆机构中，能绕机架上的铰链作整周的叫曲柄。 5、在铰链四杆机构中，能绕机架上的铰链作的叫摇杆。 6、平面四杆机构的两个连架杆，可以有一个是，另一个是，也可以两个都是或都是。 7、平面四杆机构有三种基本形式，即机构，机构和机构。 8、组成曲柄摇杆机构的条件是：最短杆与最长杆的长度之和或其他两杆的长度之和；最短杆的相邻构件为，则最短杆为。 9、在曲柄摇杆机构中，如果将杆作为机架，则与机架相连的两杆都可以作____ 运动，即得到双曲柄机构。 10、在机构中，如果将杆对面的杆作为机架时，则与此相连的两杆均为摇杆，即是双摇杆机构。 11、在机构中，最短杆与最长杆的长度之和其余两杆的长度之和时，则不论取哪个杆作为，都可以组成双摇杆机构。 12、曲柄滑块机构是由曲柄摇杆机构的长度趋向而演变来的。 13、导杆机构可看做是由改变曲柄滑块机构中的而演变来的。 14、将曲柄滑块机构的改作固定机架时，可以得到导杆机构。 15、曲柄摇杆机构产生“死点”位置的条件是：摇杆为件，曲柄为件或者是把运动转换成运动。 16、曲柄摇杆机构出现急回运动特性的条件是：摇杆为件，曲柄为件或者是把` 运动转换成。 17、曲柄摇杆机构的不等于00，则急回特性系数就，机构就具有急回特性。 18、实际中的各种形式的四杆机构，都可看成是由改变某些构件的，或选择不同构件作为等方法所得到的铰链四杆机构的演化形式。 19、若以曲柄滑块机构的曲柄为主动件时，可以把曲柄的运动转换成滑块的运动。 20、若以曲柄滑块机构的滑块为主动件时，在运动过程中有“死点”位置。 21、通常利用机构中构件运动时的惯性，或依靠增设在曲柄上的惯性来渡过“死点”位置。 22、连杆机构的“死点”位置，将使机构在传动中出现或发生运动方向等现象。 23、飞轮的作用是可以，使运转。 24、在实际生产中，常常利用急回运动这个特性，来缩短时间，从而提高。 大作业1 连杆机构运动分析 1、运动分析题目 如图所示机构，已知机构各构件的尺寸为280mm AB =,350mm BC =,320mm CD =,160mm AD =，175mm BE = 220mm EF =，25mm G x =，80mm G y =，构件1的角速度为110rad/s ω=，试求构件2上点F 的轨迹及构件5的角位移、角速度和角加速度，并对计算结果进行分析。 2、建立坐标系 建立以点A 为原点的固定平面直角坐标系 图1 3、对机构进行结构分析 该机构由I级杆组RR（原动件1）、II级杆组RRR（杆2、杆3）和II级杆组RPR（滑块4及杆5）组成。I级杆组RR，如图2所示；II级杆组RRR，如图3所示；II级杆组RPR，如图4所示。 图2 图 3 图 4 4、各基本杆组运动分析的数学模型 （1）同一构件上点的运动分析： 图 5 如图5所示的构件AB,,已知杆AB 的角速度=10/rad s ，AB 杆长 i l =280mm,可求得B 点的位置B x 、B y ，速度xB v 、yB v ，加速度xB a 、yB a 。 =cos =280cos B i x l ??; =sin =280sin B i y l ??; = =-sin =-B xB i B dx v l y dt ω?ω； ==cos =;B yB i B dy v l x dt ω?ω 222B 2==-cos =-B xB i d x a l x dt ω?ω； 2222==-sin =-B yB i B d y a l y dt ω?ω。 （2）RRRII 级杆组的运动分析： 图 6 如图6所示是由三个回转副和两个构件组成的II 级组。已知两杆 的杆长2l 、3l 和两个外运动副B 、D 的位置（B x 、B y 、D x 、D y ）、速度（xB yB xD yD v v v v 、、、）和加速度（xB yB xD yD a a a a 、、、）。求内运动副C 的位置（C C x 、y ）、速度（xC yC v 、v ）、加速度（xC yC a 、a ）以及两杆 2 平面机构的运动分析 1.图 示 平 面 六 杆 机 构 的 速 度 多 边 形 中 矢 量 ed → 代 表 ， 杆4 角 速 度 ω4的 方 向 为 时 针 方 向。 2.当 两 个 构 件 组 成 移 动 副 时 ，其 瞬 心 位 于 处 。当 两 构 件 组 成 纯 滚 动 的 高 副 时， 其 瞬 心 就 在 。当 求 机 构 的 不 互 相 直 接 联 接 各 构 件 间 的 瞬 心 时， 可 应 用 来 求。 3.3 个 彼 此 作 平 面 平 行 运 动 的 构 件 间 共 有 个 速 度 瞬 心， 这 几 个 瞬 心 必 定 位 于 上。 含 有6 个 构 件 的 平 面 机 构， 其 速 度 瞬 心 共 有 个， 其 中 有 个 是 绝 对 瞬 心， 有 个 是 相 对 瞬 心。 4.相 对 瞬 心 与 绝 对 瞬 心 的 相 同 点 是 ，不 同 点 是 。 5.速 度 比 例 尺 的 定 义 是 ， 在 比 例 尺 单 位 相 同 的 条 件 下， 它 的 绝 对 值 愈 大， 绘 制 出 的 速 度 多 边 形 图 形 愈 小。 6.图 示 为 六 杆 机 构 的 机 构 运 动 简 图 及 速 度 多 边 形， 图 中 矢 量 cb → 代 表 ， 杆3 角 速 度ω3 的 方 向 为 时 针 方 向。 7.机 构 瞬 心 的 数 目N 与 机 构 的 构 件 数 k 的 关 系 是 。 8.在 机 构 运 动 分 析 图 解 法 中， 影 像 原 理 只 适 用 于 。 9.当 两 构 件 组 成 转 动 副 时， 其 速 度 瞬 心 在 处； 组 成 移 动 副 时， 其 速 度 瞬 心 在 处； 组 成 兼 有 相 对 滚 动 和 滑 动 的 平 面 高 副 时， 其 速 度 瞬 心 在 上。 10..速 度 瞬 心 是 两 刚 体 上 为 零 的 重 合 点。 11.铰 链 四 杆 机 构 共 有 个 速 度 瞬 心，其 中 个 是 绝 对 瞬 心， 个 是 相 对 瞬 心。 12.速 度 影 像 的 相 似 原 理 只 能 应 用 于 的 各 点， 而 不 能 应 用 于 机 构 的 的 各 点。 13.作 相 对 运 动 的3 个 构 件 的3 个 瞬 心 必 。 14.当 两 构 件 组 成 转 动 副 时， 其 瞬 心 就 是 。 15.在 摆 动 导 杆 机 构 中， 当 导 杆 和 滑 块 的 相 对 运 动 为 动， 牵 连 运 动 为 动 时， 两 构 件 的 重 合 点 之 间 将 有 哥 氏 加 速 度。 哥 氏 加 速 度 的 大 小 为 ； 方 向 与 的 方 向 一 致。 16.相 对 运 动 瞬 心 是 相 对 运 动 两 构 件 上 为 零 的 重 合 点。 17.车 轮 在 地 面 上 纯 滚 动 并 以 常 速 v 前 进， 则 轮缘 上 K 点 的 绝 对 加 速 度 a a v l K K K KP ==n /2 。 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -( ) 18.高 副 两 元 素 之 间 相 对 运 动 有 滚 动 和 滑 动 时， 其 瞬 心 就 在 两 元 素 的 接 触 点。- - - ( ) 19.在 图 示 机 构 中， 已 知ω1 及 机 构 尺 寸， 为 求 解C 2 点 的 加 速 度， 只 要 列 出 一 个 矢 量 方 程 r r r r a a a a C B C B C B 222222=++n t 就 可 以 用 图 解 法 将 a C 2求 出。- - - - - - - - - - - - - - - - - - ( ) 20.在 讨 论 杆2 和 杆3 上 的 瞬 时 重 合 点 的 速 度 和 加 速 度 关 系 时， 可 以 选 择 任 意 点 作 为 瞬 时 重 合 点。- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ( ) 机械设计基础 大作业计算说明书题目：平面连杆机构设计 学院：材料学院 班号： 学号： 姓名： 日期： 2014年9月30日 哈尔滨工业大学 机械设计基础 大作业任务书 题目：平面连杆机构设计 设计原始数据及要求： () 目录 1设计题目 2设计原始数据 3设计计算说明书 3.1计算极位夹角 3.2设计制图 3.3验算最小传动角4参考文献 1 设计题目 平面连杆机构的图解法设计 2 设计原始数据 设计一曲柄摇杆机构。已知摇杆长度，摆角，摇杆的行程速比系数，要求摇杆靠近曲柄回转中心一侧的极限位置与机架间的夹角为，试用图解法设其余三杆的长度，并检验（测量或计算）机构的最小传动角。 () 3 设计计算说明书 3.1 计算极位夹角 极位夹角 代入数值 3.2 设计制图 3.2.1 在图纸上取一点作为点，从点垂直向上引出一条长为的 线段，终点为； 3.2.2 从点在左侧引出一条与夹角为的射线； 3.2.3 以点为圆心，以为半径画圆，与射线交于点； 3.2.4 分别从、两点向下引两条射线，射线与夹角为，两射 线交于点，点即为曲柄的回转中心； 3.2.5 以点为圆心以为半径画圆； 3.2.6 过点向左侧引出一条射线，射线与夹角，与圆交于点； 3.2.7 连接，并量取其长度，以为半径画圆，直线，与圆的 交点分别为，； 3.2.8 在图中量取，， 3.3 验算最小传动角 3.3.1 在处根据余弦定理 3.3.2 在处根据余弦定理 所以最小传动角 4 参考文献 [1]宋宝玉，王瑜，张锋主编.机械设计基础.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版，2010. [2]王瑜主编.机械设计基础大作业指导书.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2014. 平面连杆机构习题及 答案 平面连杆机构 一、填空： 1．由一些刚性构件用转动副和移动副相互连接而组成的在同一平面或相互平行平面内运动的机构称为平面连杆机构。 2．铰链四杆机构按两连架杆的运动形式，分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构三种基本类型。 3. 在铰链四杆机构中，与机架用转动副相连，且能绕该转动副轴线整圈旋转的构件称为曲柄；与机架用转动副相连，但只能绕该转动副轴线摆动的构件摇杆；直接与连架杆相联接，传递运动和动力的构件称为连杆。 4.铰链四杆机构有曲柄的条件（1）连架杆和机架中必有一杆是最短杆；（2）最短 杆与最长杆长度之和小于或等于其它两杆长度之和。(用文字说明) 5. 图1-1为铰链四杆机构，设杆a最短，杆b最长。试用式子表明它构成曲柄摇杆机构的条件： （1）__a+b≤c+d_____。 （2）以__b或d__为机架，则__a__为曲柄。 图1-1 6.在铰链四杆机构中，当最短构件和最长构件的长度之和大于其他两构件长度之和时，只能获得曲柄摇杆机构。 7．如果将曲柄摇杆机构中的最短杆改作机架时，得到双曲柄机构；最短杆对面的杆作为机架时，得到双摇杆机构。 8. 当机构有极位夹角θ时，则机构有急回特性。 9.机构中传动角γ和压力角α之和等于90°。 10.通常压力角α是指力F与C点的绝对速度v c之间间所夹锐角。 二、选择题： 1．在曲柄摇杆机构中，只有当 C.摇杆为主动件时，才会出现“死点”位 置。 A.连杆 B.机架 C.摇杆 D．曲柄 2．绞链四杆机构的最短杆与最长杆的长度之和，大于其余两杆的长度之和时，机构 B.不存在曲柄。 A.有曲柄存在 B.不存在曲柄 C. 有时有曲柄，有时没曲柄 D. 以上答案均不对 3．当急回特性系数为 C. K＞1 时，曲柄摇杆机构才有急回运动。 A. K＜1 B. K＝1 C. K＞1 D. K＝0 4．当曲柄的极位夹角为 D. θ﹥0 时，曲柄摇杆机构才有急回运动。 A.θ＜0 B.θ=0 C. θ≦0 D. θ﹥0 5．当曲柄摇杆机构的摇杆带动曲柄运动对，曲柄在“死点”位置的瞬时运动方向是 C.不确定的。 A.按原运动方向 B.反方向 C.不确定的 D. 以上答案均不对 6．曲柄滑决机构是由 A. 曲柄摇杆机构演化而来的。 A. 曲柄摇杆机构 B.双曲柄机构 C.双摇杆机构 D. 以上答案均不对 7．平面四杆机构中，如果最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆的长度之和，最短杆为机架，这个机构叫做 B.双曲柄机构。 A.曲柄摇杆机构 B.双曲柄机构 C.双摇杆机构 D. 以上答案均不对 8．平面四杆机构中，如果最短杆与最长杆的长度之和大于其余两杆 的长度之和，最短杆为连杆，这个机构叫做 C.双摇杆机构。 A.曲柄摇杆机构 B.双曲柄机构 C.双摇杆机构 D. 以上答案均不对 第八章平面连杆机构练习题 1、如图示的铰链四杆机构中，AD为机架，AB a ==35mm，CD c ==50mm，AD d =在什么范围内该机构为双摇杆机构；该机构是==30mm，问BC b 否有可能成为双曲柄机构？ 2、画出图示机构不计摩擦时的压力角（1构件为原动件）。 a)b) 3、在铰链四杆机构中，已知l AB=30mm，l BC=110mm，l CD=80mm，l AD=120mm，构件1为原动件。 （1）判断构件1能否成为曲柄； （2）用作图法求出构件3的最大摆角ψmax； （3）用作图法求出最小传动角γmin； （4）当分别固定构件1、2、3、4时，各获得何种机构？ m/mm 4、设计一曲柄滑块机构。已知曲柄长AB=20mm，偏心距e=15mm，其最大压力角α=30 。试用作图法确定连杆长度BC，滑块的最大行程H，并标明其极位夹角θ，求出其行程速度变化系数K。 5、在飞机起落架所用的铰链四杆机构中，已知连杆的两位置如图所示，比例尺为μl，要求连架杆AB的铰链A位于B C11的连线上，连架杆CD的铰链D位于B C22的连线上。 试设计此铰链四杆机构（作图在题图上进行）。 6、图示导杆机构，已知：l AB=50mm，若要机构成为摆动导杆机构，l AC的最小值应满足什么条件？并指出图示位置AB 杆为原动件时机构传动角γ的大小。 7、画出图示机构的极限位置，标出极位夹角θ，确定行程速比系数K。 8、画出图示六杆机构中滑块D处于两极位时的机构位置，并在图上标出极位夹角θ。 9、已知图示六杆机构，原动件AB作等速回转。试用作图法确定： （1）滑块5的冲程H； （2）滑块5往返行程的平均速度是否相同？行程速度变化系数K 值； （3）滑块处的最小传动角γmin（保留作图线）。 10、如图示曲柄滑块机构的运动简图，试确定当曲柄1等速转动时， （1）机构的行程速度变化系数K。 （2）最小传动角γmin的大小。 （3）滑块3往复运动时向左的平均速度大还是向右的平均速度大。 （4）当滑块3为主动时，机构是否出现死点，为什么？ （在图中用作图法求解） 11、铰链四杆机构尺寸和位置如图所示，单位为mm。试问： （1）AB杆为原动件时，CD杆相对机架能否作整周转动（用公式判断）。 认识平面连杆机构（1） 一、填空题 1、在铰链四杆机构中，固定不动的构件称为，能作整周转动的称为，与机架不相连的构件称为，只能在小于360°的某一角度内摆动的构件称为。 2、铰链四杆机构的三种基本形式是、、。 3、四杆机构中若对杆两两平行且相等，则构成机构。 4、铰链四杆机构中的两个连架杆，一个作匀速转动，另一个作非匀速摆动，则构成机构；若一个连架杆作匀速回转时，另一个作周期性非匀速回转，则构成机构；若两个连架杆都在某一角度内作摆动，则构成机构。 5、平面四杆机构的两个连架杆，可以有一个是，另一个是，也可以两个都是或都是。 6、飞机起落架属于机构，汽车的雨刮器属于机构。 7、草地洒水器机构属于机构，雷达天线角度调整机构属于机构；缝纫机踏板属于机构，惯性筛机构属于机构，汽车自卸翻斗装置属于机构，鹤式起重机属于机构，颚式破碎机属于机构，公共汽车车门启闭机构属于机构。 二、选择题 1、铰链四杆机构中不予机架相连的构件称为（） A. 曲柄 B.连杆 C.连架杆 D.摇杆 2、以下不属于双曲柄机构的是（） A. 公共汽车车门启闭机构 B.惯性筛 C.铲斗车 D.鹤式起重机 3、平面四杆机构中各构件以（）相连接。 A. 转动副 B.移动副 C.螺旋副 D.不确定 4、曲柄摇杆机构中（） A.曲柄作等速回转运动，摇杆作等速往复摆动 B.可将连续转动变成往复摆动，也可将往复摆动变成连续转动 C.曲柄和连杆作整周回转，摇杆作直线往复运动 D.工作时一定会有死点位置产生 5、（）等能把转动运动转变成往复摆动运动。 A．曲柄摇杆机构 B. 双曲柄机构` C. 双摇杆机构 D. 曲柄滑块机构6、（）等能把等速转动运动转变成旋转方向相同的变速转动运动。A．曲柄摇杆机构 B.不等长双曲柄机构` C.双摇杆机构 D.平行四边形机构 一、填空题： 1．平面连杆机构是由一些刚性构件用低副连接组成的。 2．由四个构件通过低副联接而成的机构成为四杆机构。 3．在铰链四杆机构中，运动副全部是转动副。 4．在铰链四杆机构中，能作整周连续回转的连架杆称为曲柄。 5．在铰链四杆机构中，只能摆动的连架杆称为摇杆。 6．在铰链四杆机构中，与连架杆相连的构件称为连杆。 7．某些平面连杆机构具有急回特性。从动件的急回性质一般用行程速度变化系数表示。 8．对心曲柄滑快机构无急回特性。9．偏置曲柄滑快机构有急回特性。 10．对于原动件作匀速定轴转动，从动件相对机架作往复运动的连杆机构，是否有急回特性，取决于机构的极位夹角是否大于零。 11．机构处于死点时，其传动角等于０。12．机构的压力角越小对传动越有利。 13．曲柄滑快机构，当取滑块为原动件时，可能有死点。 14．机构处在死点时，其压力角等于９０o。 15．平面连杆机构，至少需要４个构件。 二、判断题： 1．平面连杆机构中，至少有一个连杆。（√） 2．平面连杆机构中，最少需要三个构件。（×） 3．平面连杆机构可利用急回特性，缩短非生产时间，提高生产率。（√） 4．平面连杆机构中，极位夹角θ越大，K值越大，急回运动的性质也越显著。（√） 5．有死点的机构不能产生运动。（×） 6．机构的压力角越大，传力越费劲，传动效率越低。（√） 7．曲柄摇杆机构中，曲柄为最短杆。（√） 8．双曲柄机构中，曲柄一定是最短杆。（×） 9．平面连杆机构中，可利用飞轮的惯性，使机构通过死点位置。（√） 10．平面连杆机构中，压力角的余角称为传动角。（√） 11．机构运转时，压力角是变化的。（√） 三、选择题： 1．铰链四杆机构存在曲柄的必要条件是最短杆与最长杆长度之和 A 其他两杆之和。 A <=； B >=； C > 。 2．铰链四杆机构存在曲柄的必要条件是最短杆与最长杆长度之和小于或等于其他两杆之和，而充分条件是取 A 为机架。 A 最短杆或最短杆相邻边； B 最长杆； C 最短杆的对边。3．铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和，当以 B 为机架时，有两 平面连杆机构习题及解答 一、复习思考题 1、什么是连杆机构？连杆机构有什么优缺点？ 2、什么是曲柄？什么是摇杆？铰链四杆机构曲柄存在条件是什么？ 3、铰链四杆机构有哪几种基本形式？ 4、什么叫铰链四杆机构的传动角和压力角？压力角的大小对连杆机构的工作有何影响？ 5、什么叫行程速比系数？如何判断机构有否急回运动？ 6、平面连杆机构和铰链四杆机构有什么不同？ 18、试述克服平面连杆机构“死点”位置的方法。 二、填空题 1、平面连杆机构是由一些刚性构件用副和副相互联接而组成的机构。 2、平面连杆机构能实现一些较复杂的运动。 3、当平面四杆机构中的运动副都是副时，就称之为铰链四杆机构；它是其他多杆机构的。 4、在铰链四杆机构中，能绕机架上的铰链作整周的叫曲柄。 5、在铰链四杆机构中，能绕机架上的铰链作的叫摇杆。 6、平面四杆机构的两个连架杆，可以有一个是，另一个是，也可以两个都是或都是。 7、平面四杆机构有三种基本形式，即机构，机构和机构。 8、组成曲柄摇杆机构的条件是：最短杆与最长杆的长度之和或其他两杆的长度之和；最短杆的相邻构件为，则最短杆为。 9、在曲柄摇杆机构中，如果将杆作为机架，则与机架相连的两杆都可以作____ 运动，即得到双曲柄机构。 10、在机构中，如果将杆对面的杆作为机架时，则与此相连的两杆均为摇杆，即是双摇杆机构。 11、在机构中，最短杆与最长杆的长度之和其余两杆的长度之和时，则不论取哪个杆作为，都可以组成双摇杆机构。 12、曲柄滑块机构是由曲柄摇杆机构的长度趋向而演变来的。 13、导杆机构可看做是由改变曲柄滑块机构中的而演变来的。 14、将曲柄滑块机构的改作固定机架时，可以得到导杆机构。 平面连杆机构课堂测试题 《平面连杆机构》课堂测试题 班级：姓名：成绩： 一、填空题 1.平面连杆机构由一些刚性构件用____副和____副相互联接而组成。 2. 在铰链四杆机构中，能作整周连续旋转的构件称为_______，只能来回摇摆某一角度的构件称为_______，直接与连架杆相联接，借以传动和动力的构件称为_______。 3. 图1-1为铰链四杆机构，设杆a最短，杆b最长。试用符号和式子表明它构成曲柄摇杆机构的条件： （1）____________________________。 （2）以_______为机架，则_______为曲柄。 4. 设图1-1已构成曲柄摇杆机构。当摇杆CD为主动件，机构处于BC与从动曲柄AB 共线的两个极限位置，称为机构的两个_______位置。 5. 铰链四杆机构的三种基本形式是_______机构，_______机构，_______机构。 6. 平面连杆机急回运动特性可用以缩短_______。从而提高工作效率。 7. 平面连杆机构的急回特性系数K______________。 8. 四杆机构中若对杆两两平行且相等，则构成_______机构。 二、选择代号填空题 9. 平面四杆机构中各构件以_______相联接。 （a 转动副 b 移动副 c 螺旋副） 10. 平面连杆机构当急回特性系数K_______时，机构就具有急回特性。 （a >1 b =1 c <1） 11. 铰链四杆机构中，若最长杆与最短杆之和大雨其他两杆之和，则机构有_______。（a 一个曲柄 b 两个曲柄 c两个摇杆） 12. 家用缝纫机踏板机构属于_______。 （a 曲柄摇杆机构 b 双曲柄机构 c 双摇杆机构） 13. 机械工程中常利用_______的惯性储能来越过平面连杆机构的“死点”位置。 （a主动构件 b 从动构件 c 联接构件） 14. 对心曲柄滑块机构曲柄r与滑块行程H的关系是_______。 （a .H=r b. H=2r c. H=3r） 15. 内燃机中的曲柄滑块机构工作时是以_______为主动件。 （a 曲柄，b 连杆，连杆， c 滑块） 16. 图1-2四杆机构各杆长a=350, b=550 , c=200,d=700长度单位，试选答： （1）当取d为机架时机构_______；（2）当取c为机架时机构_______。 a.有一个曲柄 b.有两个曲柄 c.有两个摇杆 17.下列机构中适当选择主动件时，_______必须具有急回运动特性；_______必须出现“死点”位置。 a .曲柄摇杆机构 b .双摇杆机构 c .不等长双曲柄机构 d. 平行双曲柄机构 e .对心曲柄滑块机构 f.摆动导杆机构 机械原理课程作业（一） 平面连杆机构的运动分析 (题号：1-A ) 班级 03021101 学号 姓名 成绩 同组者 完成日期 2014年1月1日 目录 一．题目及原始数据 (3) 二．平面连杆机构运动分析方程 (4) 三．计算程序框图 (6) 四．计算源程序 (7) 五．计算结果 (13) 六．运动线图分析 (17) 七．运动线图分析 (19) 八．体会及建议 (20) 九．参考书目 (20) 一． 题目及原始数据 1.如图1所示平面六杆机构，试用计算机完成其运动分析。 图1 设已知各构件的尺寸如表1所示，又已知原动件1以等角速度沿逆时针方向回转，试求各从动件的角位移、角速度、角加速度以及E 点的位移、速度、加速度的变化情况。已知其尺寸参数如下表所示： 表1 平面六杆机构尺寸参数 （） mm 2、题目要求与成员组成及分工： （1）题目要求： 三人一组计算出原动件从0到360时（计算点数N=37）所要求的各运动变量的大小，并绘出运动曲线图及轨迹曲线,本组选取题号为：1—A ，1—B,1-C 组。 (2)分工比例： 学号 姓名 分工 2011300652 张正栋 报告书写，制图、程序 2011300620 肖川 制图 2011300622 尹志成 方程推导 组号 1l l 2 l 3 l 4 l 5 l 6 α A B C 2-A 2-B 3-C 26.5 67.5 87.5 52.4 43 600 l 2=116.6 l 2=111.6 l 2=126.6 二． 平面连杆机构运动分析方程 1. 位置方程 在图1的直角坐标系中，建立该六杆机构的封闭矢量方程： 将上式写成在两坐标轴上的投影式，并改写成方程左边尽含未知量的形式，即得 1122334112233' 1122226655'1122226655 cos cos cos sin sin sin cos cos cos()cos cos sin sin sin()sin sin G G L L L L L L L L L L x L L L L L y L L θθθθθθθθπαθθθθθπαθθθ??+?=?+? ?+?=?? ??+?-?-+=-?-????+?-?-+=-?-??将上式化简可得： 2233411223311' 222255664'22225566cos cos cos sin sin sin cos cos()cos cos sin sin()sin sin G G L L L L L L L L L L L x L L L L L y θθθθθθθθαθθθθαθθ??-?=-?? ?-?=-?? ??+?-+?+?=-???+?-+?+?=? 由以上各式即可得。 2. 速度方程 根据A ω=ω1B ，可得 222333111222333111'2222 22555666'222222555666sin sin sin cos cos cos sin sin()sin sin 0cos cos()cos cos 0L L L L L L L L L L L L L L θωθωθωθωθωθωθωθαωθωθωθωθαωθωθω?-??+??=??? ??-??=-??? ?-??-?-?-??-??=????+?-?+??+??=?化为矩阵形式为： 2233 22233 3'2 22255 665'2222 55 666111111111sin sin 00 cos cos 00sin()sin 0sin sin cos()cos 0 cos cos sin cos sin cos L L L L L L L L L L L L L L L L θθωθθωθαθ θθωθαθθθωθθωθθ?? ?? -??? ????-?? ????????-?--?-?-??????????-+????? ?????-??=????-????? ?? ??? 3. 加速度方程平面连杆机构及其设计答案复习进程
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