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1、习习题题 5-75-75-75-7 试从图示二液压泵机构的运动来分析它们属于何种机构？ 答： 5-85-85-85-8在图示的冲床刀架装置中，当偏心轮 1 绕固定中心A转动时，构件 2 绕活动中心C摆 动，同时推动后者带着刀架 3 上下移动。点B为偏心轮的几何中心。问该装置是何种机构？ 它是如何演化出来的？ 答： 5-95-95-95-9在图示铰链四杆机构中，已知：lBC=50mm，lCD=35mm，lAD=30mm，AD为机架，并且： 1）若此机构为曲柄摇杆机构，且AB为曲柄，求lAB的最大值； 2）若此机构为双曲柄机构，求lAB的最小值； 3）若此机构为双摇杆机构，求lAB的数值。 A B
2、 C D 5-105-105-105-10 图中的四杆闭运动链中，已知mma150= = = =，mmb500= = = =，mmc300= = = =， mmd400= = = =。欲设计一个铰链四杆机构，机构的输入运动为单向连续转动，确定在下列 情况下，应取哪一个构件为机架？输出运动为往复摆动；输出运动也为单向连续转动。 解：解： 当输出运动为往复摆动时，机构应为曲柄摇杆机构，此时应取四杆中最短杆的相邻 杆，即 b 或 d 作为机架。 当输出运动也为单向连续转动时， 机构应为双曲柄机构， 此时应取四杆中的最短杆， 即 a 作为机架。 5-115-115-115-11 在图 a、b 中， （
3、1）说明如何从一个曲柄摇杆机构演化为图 a 的曲柄滑块机构、再演化为图 b 的摆 动导杆机构； （2）确定构件 AB 为曲柄的条件； （3）当图 a 为偏置曲柄滑块机构，而图 b 为摆动导杆机构时，画出构件 3 的极限位 置，并标出极位夹角。 a）b） 解解：（1） 当曲柄摇杆机构的摇杆为无穷长时， 则原来摇杆与机架之间的转动副就变为移动副， 原机构就演化为了图 a 的曲柄滑块机构。如果取原来的连杆作为机架，则曲柄滑块机构就演 化为了图 b 的摆动导杆机构。 （2）对于图（a） ，构件 AB 为曲柄的条件是bea+；对于图（b） ，只要导杆 BC 足够 长，满足装配要求，则构件 AB 始终为曲
4、柄。 （3） 对于图 （a） ， 构件 3 的极限位置在曲柄和连杆的两次共线处， 其极限位置 1 3、 2 3和极位夹角如图（a）所示；对于图（b） ，构件 3 的极限位置在曲柄与滑块形成的 转动副的轨迹圆与导杆的切线处，其极限位置 1 3、 2 3和极位夹角如图（b）所示。 C B A 2 B 1 B 4 3 2 1 2 1 1 1 2 3 1 3 2 2 1 2 )(b 2 3 2 C C 2 B 1 B B A 1 C 2 1 1 3 3 )(a 5-125-125-125-12 如图为开槽机上用的急回机构。原动件 BC 匀速转动，已知mma80=，mmb200=， mmlAD100=，
5、mmlDF400= = = =。 （1）确定滑块 F 的上、下极限位置； （2）确定机构的极位夹角； （3）欲使极位夹角增大，杆长 BC 应当如何调整？ 解解： （1）滑块的上、下极限位置如图中 F2、F1的位置。 mmlll DFADAF 500400100 2 =+=+= mmlll ADDFAF 300100400 1 =+= （2）由图中几何关系，得 =42.66 200 80 arccosarccos BC l a 极位夹角=16.472180。 （3）欲使极位夹角增大，应使角减小，所以杆长 BC 就当减小。 C BA D b a F 2 F 1 F 2 C 1 C 5-135-13
6、5-135-13 在如图所示的机构中，以构件 1 为主动件机构是否会出现死点位置？以构件 3 为主动 件，机构是否会出现死点位置？画出机构的死点位置，并标明机构的主动件是哪一个构件。 解解：在图示机构中，当以构件 1 为主动件时，机构不会出现死点位置；当以构件 3 为 主动件时，机构会出现死点位置，其死点位置分别如下图示。 3 v 2 C 1 C 2 B 1 B A )(a 3 3 v 2 B 1 B A )(b 5-145-145-145-14 求题图 5-13 中机构的最小传动角和最大压力角。 5-155-155-155-15 标出图中各机构压力角的大小。 2 2 2 2 1 1 1 1
7、3 3 3 3 2 2 2 2 4 4 4 4 1 1 1 1 3 3 3 3 B B B B A A A A C C C C D D D D 1 1 1 1 2 2 2 2 4 4 4 4 1 1 1 1 3 3 3 3 B B B BA A A A C C C C a）b）c） 解：上图中，各机构的压力角分别如下： 2 2 2 2 4 4 4 4 1 1 1 1 3 3 3 3 B B B B A A A A C C C C =0=0=0=0 2 2 2 2 1 1 1 1 3 3 3 3 F F F F v v v v 2 2 2 2 4 4 4 4 1 1 1 1 3 3 3 3 B
8、B B B A A A A C C C C D D D D 1 1 1 1 F F F F v v v v 5-165-165-165-16 设计一铰链四杆机构。已知：机构的行程速比系数 K=1.4，连杆长lBC=70mm，曲柄 lAB=28mm，当摇杆处在左极限位置时，对应曲柄的 AB1位置与机架夹角为45，曲柄逆时 针转动。机构位置如图所示。试用图解法确定摇杆lCD=？机架lAD=？（图中比例 l =0.001m/mm） B B B B1 1 1 1 45454545o o o o A A A A 解： 1 B A 45 30 2 B 2 c D 1 c ooo 30 4 . 2 4 .
9、0 180 1K 1K 180= + = 根据题意图解如图 3.11 题所示。 其中 AB1C1D 和 AB2C2D 分别是所求 机构的 1 和 2 位置，各杆长如下： lAD l1CD ADl DCl = = 5-15-15-15-17 7 7 7 已知两连架杆的三组对应位置为： 1 60o=， 1 30o=； 2 90o=， 2 50o=； 3 120o=， 3 80o=，若取机架 AD 长度mmlAD100=，试求此铰链四杆机构各杆长度。 A D 1 2 3 1 2 3 题图 5-17 答： 5-185-185-185-18 设计一个铰链四杆机构，如图所示。已知摇杆 CD 的长度75mm
10、 CD l=，机架 AD 的长 度mmlAD100=， 摇杆的一个极限位置与机架之间的夹角 0 45=, 构件 AB 单向匀速转动。 试按下列情况确定构件 AB 和 BC 的杆长 BCAB ll,，以及摇杆的摆角。 1）行程速比系数 K=1； 2）行程速比系数 K=1.5。 A B C D 解解： （1） 、当行程速比系数 K=1 时，机构的极位夹角为 = + =0 1 1 180 K K 即机构没有急回特性， 固定铰链点应在活动铰链点的两个极限位置 C1、 C2的连线 上，从而可确定活动铰链点的另一个极限位置。选定比例尺，作图，如下图（a）所示。 45 2 C 1 C D A 2 B 1 B
11、 )(a 直接由图中量取84.70 1= AC，76.61 2 =AC，所以构件 AB 的长为 mm ACAC lAB54 . 4 2 76.6184.70 2 21 = = = 构件 BC 的长为 mm ACAC lBC 3 . 66 2 76.6184.70 2 21 = + = + = 摇杆的摆角= 7 （2） 、当行程速比系数 K=1.5 时，机构的极位夹角为 = + = + =36 15 . 1 15 . 1 180 1 1 180 K K 即机构具有急回特性， 过固定铰链点作一条与已知直线 1 AC成36的直线再与活动 铰链点的轨迹圆相交，交点就是活动铰链点的另一个极限位置。选定比
12、例尺，作图， 如 下图（b）所示。 45 1 C D A 2 C 2 C 2 B 1 B 2 B 1 B )(b 由图（b）可知，有两个交点，即有两组解。直接由图中量取84.70 1= AC， 75.25 2 =AC，88.169 2 = AC。故有解一： 构件 AB 的长为mm ACAC lAB55.22 2 75.2584.70 2 21 = = = 构件 BC 的长为mm ACAC lBC 3 . 48 2 75.2584.70 2 21 = + = + = 摇杆的摆角= 41 解二： 构件 AB 的长为mm ACAC lAB52.49 2 84.7088.169 2 12 = = =
13、构件 BC 的长为mm ACAC lBC36.120 2 84.7088.169 2 12 = + = + = 摇杆的摆角=107 5-195-195-195-19 设计一曲柄摇杆机构，已知其摇杆 CD 的长度290mm CD l=，摇杆两极限位置间的夹 角32o=，行程速比系数K=1.25，若曲柄的长度75mm AB l=，求连杆的长度 BC l和机架 的长度 AD l。并校验最小传动角 min 是否在允许范围内。 D A C1C2 5-5-5-5-20202020 已知图示颚式破碎机的行程速比系数K=1.2， 颚板长度350mm CD l=， 其摆角35o=， 曲柄长度80mm AB l=
14、，试确定该机构的连杆BC和机架AD的长度，并验算其最小传动角 min 是否在允许范围之内。 A D B C 题图 5-20 5-215-215-215-21 设计一个偏心曲柄滑块机构。已知滑块两极限位置之间的距离 21C C=50 ，导路的偏 距 e=20 ，机构的行程速比系数 K=1.5。试确定曲柄和连杆的长度 BCAB ll,。 A B C1C2 e 题图 5-21 解：解：行程速比系数 K=1.5，则机构的极位夹角为 = + = + =36 15 . 1 15 . 1 180 1 1 180 K K 选定作图比例，先画出滑块的两个极限位置 C1和 C2，再分别过点 C1、C2作与直线成
15、=5490的射线，两射线将于点。以点为圆心，OC2为半径作圆，最后再作一条 与直线 C1C2相距为mme20=的直线，该直线与先前所作的圆的交点就是固定铰链点。 作图过程如图所示。 直接由图中量取mmAC25 1 =，mmAC68 2 =，所以 曲柄 AB 的长度为mm ACAC lAB 5 . 21 2 2568 2 12 = = = 2 B 1 B 2 C1 C A e 21C C 90 O 连杆 BC 的长度为mm ACAC lBC 5 . 46 2 2568 2 21 = + = + = 不用的习题不用的习题 4-114-114-114-11 已知连杆上某一点 P 的三个位置为 P1（1.0，1.0） ，P2（2.0，0.5） ，P3（3.0，1.5）， 连杆三个位置的相对转角12=0， 13=450，试设计铰链四杆机构。 解：给定了连杆上 P 点的三个位置及两个相对转角时，可以设定待求机构的两个固定铰链 中心（即中心点）A 和 D 的位置，只要求出连杆上两个铰链中心（即圆点）B 和 C 即可， 由于 11 jj BDB= 为求得 j B必须先计算出 1 j D，有： 12 13 cos0sin02 1cos01sin0101 sin0cos00.5 1sin01cos0010.5
