機(jī)械原理復(fù)習(xí)題第8章平面連桿機(jī)構(gòu)

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

something對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)王樹(shù)才1）由鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的桿長(zhǎng)條件可知當(dāng)桿AB為最短桿時(shí)，AB桿為曲柄。2）用作圖法（P125）作出該機(jī)構(gòu)的兩個(gè)極位AB1C1及AB2C2，因極位夾角故此機(jī)構(gòu)有急回運(yùn)動(dòng)。其行程速度變化系數(shù)為C1B1B2HC2偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)2AB134eCab,有急回特性。B1B2HH=2a,,無(wú)急回特性。314A對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)B2CabC1C2王樹(shù)才王樹(shù)才3）當(dāng)機(jī)構(gòu)以曲柄AB為原動(dòng)件時(shí)，從動(dòng)件（滑塊）CD∞與連桿BC所夾的銳角即為傳動(dòng)角。其最小傳動(dòng)角γmin將出現(xiàn)在曲柄AB與機(jī)架AD∞共線(xiàn)的兩個(gè)位置之一，量出γ的兩個(gè)位置角度來(lái)比較，可知最小傳動(dòng)角4）當(dāng)機(jī)構(gòu)以曲柄AB為原動(dòng)件，最小傳動(dòng)角γmin≠0,故機(jī)構(gòu)無(wú)死點(diǎn)位置。但當(dāng)機(jī)構(gòu)以滑塊C為主動(dòng)件時(shí)，因機(jī)構(gòu)從動(dòng)件曲柄AB與連桿BC存在兩個(gè)共線(xiàn)位置，故有兩個(gè)死點(diǎn)位置，即為AB1C1及AB2C2。王樹(shù)才5）若機(jī)構(gòu)為對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)（如圖8-44b），因其e=0，故θ=0o。a）當(dāng)r≤l時(shí)，AB桿為曲柄；b）無(wú)急回運(yùn)動(dòng)；c）以曲柄AB為原動(dòng)件時(shí)，從動(dòng)件（滑塊）CD∞與連桿BC所夾的兩次傳動(dòng)角γ相等。d）當(dāng)機(jī)構(gòu)以曲柄AB為原動(dòng)件，最小傳動(dòng)角γmin≠0,故機(jī)構(gòu)無(wú)死點(diǎn)位置。但當(dāng)機(jī)構(gòu)以滑塊C為主動(dòng)件時(shí)，因機(jī)構(gòu)從動(dòng)件曲柄AB與連桿BC存在兩個(gè)共線(xiàn)位置，故有兩個(gè)死點(diǎn)位置。8-6如圖所示，設(shè)已知四桿機(jī)構(gòu)各構(gòu)件的長(zhǎng)度a=240mm，b=600mm，c=400mm，d=500mm。試問(wèn)：⑴當(dāng)取桿4為機(jī)架時(shí)，是否有曲柄存在？⑵若各桿長(zhǎng)度不變，能否以選不同桿為機(jī)架的辦法獲得雙曲柄機(jī)構(gòu)？如何獲得？⑶若a、b、c三桿的長(zhǎng)度不變，取桿4為機(jī)架，要獲得曲柄搖桿機(jī)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(zhǎng)桿。因?yàn)閍＋b<c＋d滿(mǎn)足桿長(zhǎng)條件，且最短桿1為連架桿，所以該機(jī)構(gòu)有曲柄。桿1為曲柄。

⑵因?yàn)闄C(jī)構(gòu)滿(mǎn)足桿長(zhǎng)條件，所以通過(guò)選不同桿為機(jī)架的辦法獲得雙曲柄機(jī)構(gòu)。當(dāng)以最短桿為機(jī)架時(shí)，獲得雙曲柄機(jī)構(gòu)。

⑶欲獲得曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，應(yīng)滿(mǎn)足以下兩個(gè)條件：①桿長(zhǎng)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(zhǎng)桿，則有a+d≤b+c，故

d≤b+c-a=760mm

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

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

⑵當(dāng)取桿1為機(jī)架時(shí)，將演化成何種類(lèi)型的機(jī)構(gòu)？為什么？并說(shuō)明這時(shí)C、D兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副是周轉(zhuǎn)副還是擺轉(zhuǎn)副；

⑶當(dāng)取桿3為機(jī)架時(shí)，又將演化成何種類(lèi)型的機(jī)構(gòu)？這時(shí)A、B兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)曲柄與連桿兩個(gè)共線(xiàn)位置之間的夾角）、最大擺角φ（主動(dòng)曲柄與連桿兩個(gè)共線(xiàn)位置時(shí)，搖桿所處兩個(gè)極限位置之間的夾角）、最小傳動(dòng)角γmin（主動(dòng)曲柄與機(jī)架共線(xiàn)的兩個(gè)位置之一處）如圖所示。⑵（2分）因?yàn)闈M(mǎn)足桿長(zhǎng)條件（l1＋l4＜l2＋l3），且以最短桿1為機(jī)架，所以將演化成雙曲柄機(jī)構(gòu)。這時(shí)C、D兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副仍是擺轉(zhuǎn)副。⑶（2分）因?yàn)闈M(mǎn)足桿長(zhǎng)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(jī)構(gòu)。這時(shí)A、B兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副仍是周轉(zhuǎn)副。例題1：在圖示鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，已知最短桿a=100mm，最長(zhǎng)桿b=300mm，c=200mm，⑴若此機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，試求d的取值范圍；⑵若以a為原動(dòng)件，當(dāng)d=250mm時(shí)，用作圖法求該機(jī)構(gòu)的極位夾角θ和最小傳動(dòng)角γmin的大小。ABCDabcdω⑴此機(jī)構(gòu)成為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的條件是：①滿(mǎn)足桿長(zhǎng)條件；②桿AB為最短桿。當(dāng)桿AD不是最長(zhǎng)桿時(shí)(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(dòng)角γmin=∠B3C3D（6分）ABCDabcdωABCDabcdωB1B2B3B4C1C2C3C4θγminγ例題2：圖示鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。已知lAB=62mm，lBC=40mm，lCD=60mm，lAD=19mm。試問(wèn)：⑴該機(jī)構(gòu)為何種類(lèi)型機(jī)構(gòu)，有無(wú)曲柄存在？如有，指出哪個(gè)構(gòu)件是曲柄；⑵當(dāng)以lAB為主動(dòng)件時(shí)，標(biāo)注出從動(dòng)件的壓力角。ABCD題圖解⑴（5分）因?yàn)闄C(jī)架AD為最短桿，且lAD＋lAB＜lBC＋lCD，所以該機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)。兩連架桿AB、CD均為曲柄。⑵（5分）從動(dòng)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(jī)構(gòu)（μL=2mm/mm），已知各桿長(zhǎng)度lAB=20mm，lBC=60mm，lCD=85mm，lAD=50mm。要求：⑴試確定該機(jī)構(gòu)是否有曲柄；⑵若以構(gòu)件AB為原動(dòng)件，判斷此機(jī)構(gòu)是否存在急回運(yùn)動(dòng)，若存在，試畫(huà)圖確定其極位夾角θ；⑶若以構(gòu)件AB為原動(dòng)件，試畫(huà)出該機(jī)構(gòu)的最小傳動(dòng)角γmin的位置；⑷回答：在什么情況下機(jī)構(gòu)有死點(diǎn)位置？⑸若AB、BC、CD三桿的長(zhǎng)度不變，取桿AD為機(jī)架，要獲得曲柄搖桿機(jī)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(jī)構(gòu)有曲柄，且AB桿為曲柄。此機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。（3分）⑵∠C1AC2=θ為極位夾角，故此機(jī)構(gòu)有急回運(yùn)動(dòng)。（3分）⑶最小傳動(dòng)角γmin=∠B″C″D。（3分）⑷若以搖桿CD為主動(dòng)件，則當(dāng)曲柄AB與連桿BC共線(xiàn)時(shí)，γ=0°，有死點(diǎn)位置。（3分）ABCDB1B2C1C2B′B″C′C〞

θ

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

lAB＋lAD≤lBC＋lCD，即lAD≤lBC＋lCD－lAB=125