機械原理復(fù)習(xí)題第8章平面連桿機構(gòu)

教材例8-1如圖8-44a所示的偏置曲柄滑塊機構(gòu)中，設(shè)曲柄AB的長度為r，連桿BC的長度為l，滑塊C的行程為H，偏距為e。現(xiàn)需求：1）確定桿AB為曲柄的條件；2）分析此機構(gòu)是否存在急回運動？若有，其行程速度變化系數(shù)為多少？3）若以桿AB為主動件，試確定該機構(gòu)的最小傳動角γmin的位置；4）試問該機構(gòu)在何種情況下有死點位置？5）若機構(gòu)為對心曲柄滑塊機構(gòu)，上述情況又如何？2023最新整理收集do

something對心曲柄滑塊機構(gòu)偏置曲柄滑塊機構(gòu)王樹才1）由鉸鏈四桿機構(gòu)的桿長條件可知當(dāng)桿AB為最短桿時，AB桿為曲柄。2）用作圖法（P125）作出該機構(gòu)的兩個極位AB1C1及AB2C2，因極位夾角故此機構(gòu)有急回運動。其行程速度變化系數(shù)為C1B1B2HC2偏置曲柄滑塊機構(gòu)2AB134eCab,有急回特性。B1B2HH=2a,,無急回特性。314A對心曲柄滑塊機構(gòu)B2CabC1C2王樹才王樹才3）當(dāng)機構(gòu)以曲柄AB為原動件時，從動件（滑塊）CD∞與連桿BC所夾的銳角即為傳動角。其最小傳動角γmin將出現(xiàn)在曲柄AB與機架AD∞共線的兩個位置之一，量出γ的兩個位置角度來比較，可知最小傳動角4）當(dāng)機構(gòu)以曲柄AB為原動件，最小傳動角γmin≠0,故機構(gòu)無死點位置。但當(dāng)機構(gòu)以滑塊C為主動件時，因機構(gòu)從動件曲柄AB與連桿BC存在兩個共線位置，故有兩個死點位置，即為AB1C1及AB2C2。王樹才5）若機構(gòu)為對心曲柄滑塊機構(gòu)（如圖8-44b），因其e=0，故θ=0o。a）當(dāng)r≤l時，AB桿為曲柄；b）無急回運動；c）以曲柄AB為原動件時，從動件（滑塊）CD∞與連桿BC所夾的兩次傳動角γ相等。d）當(dāng)機構(gòu)以曲柄AB為原動件，最小傳動角γmin≠0,故機構(gòu)無死點位置。但當(dāng)機構(gòu)以滑塊C為主動件時，因機構(gòu)從動件曲柄AB與連桿BC存在兩個共線位置，故有兩個死點位置。8-6如圖所示，設(shè)已知四桿機構(gòu)各構(gòu)件的長度a=240mm，b=600mm，c=400mm，d=500mm。試問：⑴當(dāng)取桿4為機架時，是否有曲柄存在？⑵若各桿長度不變，能否以選不同桿為機架的辦法獲得雙曲柄機構(gòu)？如何獲得？⑶若a、b、c三桿的長度不變，取桿4為機架，要獲得曲柄搖桿機構(gòu)，d的取值范圍應(yīng)為何值？ABCDabcd1234題8-6圖

解：⑴桿1為最短桿，桿2為最長桿。因為a＋b<c＋d滿足桿長條件，且最短桿1為連架桿，所以該機構(gòu)有曲柄。桿1為曲柄。

⑵因為機構(gòu)滿足桿長條件，所以通過選不同桿為機架的辦法獲得雙曲柄機構(gòu)。當(dāng)以最短桿為機架時，獲得雙曲柄機構(gòu)。

⑶欲獲得曲柄搖桿機構(gòu)，應(yīng)滿足以下兩個條件：①桿長條件；②桿1為最短桿。關(guān)于d的取值范圍討論如下。若桿4是最長桿，則有a+d≤b+c，故

d≤b+c-a=760mm

若桿4不是最長桿，則有a+b≤c+d，故d≥a+b-c=440mm所以欲獲得曲柄搖桿機構(gòu)，d的取值范圍為440mm≤d≤760mm。8-8在圖所示的鉸鏈四桿機構(gòu)中，各桿的長度為l1=28mm，l2=52mm，l3=50mm，l4=72mm，試求：

⑴當(dāng)取桿4為機架時，該機構(gòu)的極位夾角θ、桿3的最大擺角φ、最小傳動角γmin和行程速比系數(shù)K；

⑵當(dāng)取桿1為機架時，將演化成何種類型的機構(gòu)？為什么？并說明這時C、D兩個轉(zhuǎn)動副是周轉(zhuǎn)副還是擺轉(zhuǎn)副；

⑶當(dāng)取桿3為機架時，又將演化成何種類型的機構(gòu)？這時A、B兩個轉(zhuǎn)動副是否仍為周轉(zhuǎn)副？θφ123ADCB4B1B2C1C2B3C3B4C4

γminγ習(xí)題8-8解：⑴（6分）極位夾角θ（主動曲柄與連桿兩個共線位置之間的夾角）、最大擺角φ（主動曲柄與連桿兩個共線位置時，搖桿所處兩個極限位置之間的夾角）、最小傳動角γmin（主動曲柄與機架共線的兩個位置之一處）如圖所示。⑵（2分）因為滿足桿長條件（l1＋l4＜l2＋l3），且以最短桿1為機架，所以將演化成雙曲柄機構(gòu)。這時C、D兩個轉(zhuǎn)動副仍是擺轉(zhuǎn)副。⑶（2分）因為滿足桿長條件（l1＋l4＜l2＋l3），且以最短桿1為連桿，所以將演化成雙搖桿機構(gòu)。這時A、B兩個轉(zhuǎn)動副仍是周轉(zhuǎn)副。例題1：在圖示鉸鏈四桿機構(gòu)中，已知最短桿a=100mm，最長桿b=300mm，c=200mm，⑴若此機構(gòu)為曲柄搖桿機構(gòu)，試求d的取值范圍；⑵若以a為原動件，當(dāng)d=250mm時，用作圖法求該機構(gòu)的極位夾角θ和最小傳動角γmin的大小。ABCDabcdω⑴此機構(gòu)成為曲柄搖桿機構(gòu)的條件是：①滿足桿長條件；②桿AB為最短桿。當(dāng)桿AD不是最長桿時(100mm≤d≤300mm)，有a+b≤c+d，所以d≥a+b-c=100+300-200=200mm因此d的取值范圍為200mm≤d≤300mm（4分）⑵如圖所示，極位夾角θ=∠C1AB2，最小傳動角γmin=∠B3C3D（6分）ABCDabcdωABCDabcdωB1B2B3B4C1C2C3C4θγminγ例題2：圖示鉸鏈四桿機構(gòu)。已知lAB=62mm，lBC=40mm，lCD=60mm，lAD=19mm。試問：⑴該機構(gòu)為何種類型機構(gòu)，有無曲柄存在？如有，指出哪個構(gòu)件是曲柄；⑵當(dāng)以lAB為主動件時，標注出從動件的壓力角。ABCD題圖解⑴（5分）因為機架AD為最短桿，且lAD＋lAB＜lBC＋lCD，所以該機構(gòu)為雙曲柄機構(gòu)。兩連架桿AB、CD均為曲柄。⑵（5分）從動件CD的壓力角α如答圖所示。題答圖ABCDα例題3：圖示鉸鏈四桿機構(gòu)（μL=2mm/mm），已知各桿長度lAB=20mm，lBC=60mm，lCD=85mm，lAD=50mm。要求：⑴試確定該機構(gòu)是否有曲柄；⑵若以構(gòu)件AB為原動件，判斷此機構(gòu)是否存在急回運動，若存在，試畫圖確定其極位夾角θ；⑶若以構(gòu)件AB為原動件，試畫出該機構(gòu)的最小傳動角γmin的位置；⑷回答：在什么情況下機構(gòu)有死點位置？⑸若AB、BC、CD三桿的長度不變，取桿AD為機架，要獲得曲柄搖桿機構(gòu)，lAD的取值范圍應(yīng)為何值?ABCD題4圖答：

⑴因lAB＋lCD=20＋85=105﹤lBC＋lAD=60＋50=110，且連架桿AB為最短桿，故該機構(gòu)有曲柄，且AB桿為曲柄。此機構(gòu)為曲柄搖桿機構(gòu)。（3分）⑵∠C1AC2=θ為極位夾角，故此機構(gòu)有急回運動。（3分）⑶最小傳動角γmin=∠B″C″D。（3分）⑷若以搖桿CD為主動件，則當(dāng)曲柄AB與連桿BC共線時，γ=0°，有死點位置。（3分）ABCDB1B2C1C2B′B″C′C〞

θ

γmin題4答圖γ⑸欲獲得曲柄搖桿機構(gòu)，桿AB一定是最短桿，即lAD﹥lAB=20㎜。①當(dāng)桿AD是最長桿時（lAD﹥lCD=85㎜），有

lAB＋lAD≤lBC＋lCD，即lAD≤lBC＋lCD－lAB=125