机械设计基础平面连杆机构习题及解答.docx

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机械设计基础平面连杆机构习题及解答

平面连杆机构习题及解答

一、复习思考题

1、什么就是连杆机构?

连杆机构有什么优缺点？

2、什么就是曲柄?

什么就是摇杆?

铰链四杆机构曲柄存在条件就是什么？

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得传动角与压力角？

压力角得大小对连杆机构得工作有何影响？

5、什么叫行程速比系数？

如何判断机构有否急回运动?

６、平面连杆机构与铰链四杆机构有什么不同?

7、双曲柄机构就是怎样形成得？

８、双摇杆机构就是怎样形成得?

９、述说曲柄滑块机构得演化与由来。

10、导杆机构就是怎样演化来得？

1１、曲柄滑块机构中,滑块得移动距离根据什么计算？

12、写出曲柄摇杆机构中，摇杆急回特性系数得计算式?

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,如何求得曲柄得极位夹角？

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”位置得方法。

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、试述摆动导杆机构得运动特点?

2２、试述转动导杆机构得运动特点。

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、平面连杆机构就是由一些刚性构件用　　副与　副相互联接而组成得机构。

2、平面连杆机构能实现一些较复杂得　　运动。

3、当平面四杆机构中得运动副都就是　　　　　副时，就称之为铰链四杆机构；它就是其她多杆机构得　　　　。

４、在铰链四杆机构中,能绕机架上得铰链作整周　　得　　　　叫曲柄。

5、在铰链四杆机构中，能绕机架上得铰链作　　　　得　　　叫摇杆。

6、平面四杆机构得两个连架杆,可以有一个就是，另一个就是,也可以两个都就是　　　　或都就是。

7、平面四杆机构有三种基本形式,即　　机构，　机构与　　机构.

8、组成曲柄摇杆机构得条件就是：

最短杆与最长杆得长度之与　　　或　　　其她两杆得长度之与;最短杆得相邻构件为　,则最短杆为　　.

9、在曲柄摇杆机构中，如果将　　杆作为机架,则与机架相连得两杆都可以作_＿＿_运动,即得到双曲柄机构.

10、在　机构中，如果将　　　杆对面得杆作为机架时,则与此相连得两杆均为摇杆,即就是双摇杆机构。

1１、在　机构中，最短杆与最长杆得长度之与　其余两杆得长度之与时,则不论取哪个杆作为　　，都可以组成双摇杆机构。

12、曲柄滑块机构就是由曲柄摇杆机构得　　　长度趋向　　　而演变来得。

13、导杆机构可瞧做就是由改变曲柄滑块机构中得　　　　而演变来得。

14、将曲柄滑块机构得　　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”位置得条件就是:

摇杆为　件,曲柄为　　　件或者就是把　运动转换成　　　运动.

１6、曲柄摇杆机构出现急回运动特性得条件就是：

摇杆为　件，曲柄为　　件或者就是把`　运动转换成　。

17、曲柄摇杆机构得不等于00，则急回特性系数就　　　　，机构就具有急回特性。

18、实际中得各种形式得四杆机构,都可瞧成就是由改变某些构件得　　,或选择不同构件作为　等方法所得到得铰链四杆机构得演化形式。

19、若以曲柄滑块机构得曲柄为主动件时，可以把曲柄得　运动转换成滑块得　　　运动.

20、若以曲柄滑块机构得滑块为主动件时，　在运动过程中有“死点”位置。

2１、通常利用机构中构件运动时　　　得惯性，或依靠增设在曲柄上　　　得惯性来渡过“死点”位置。

２2、连杆机构得“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、飞轮得作用就是可以　　,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得锐角，称为　　　角，用它来衡量机构得性能。

26压力角与传动角互为角。

2７、当机构得传动角等于０0（压力角等于９00）时,机构所处得位置称为　　位置。

２8、曲柄摇杆机构得摇杆作主动件时，将　与从动件　　　　得　　　　位置称为曲柄得“死点”位置。

２9、当曲柄摇杆机构得曲柄为主动件并作　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得最短杆改作机架时，则两个架杆都可以作　　得转动运动，即得到　　机构。

31、如果将曲柄摇杆机构得最短杆对面得杆作为机架时，则与　相连得两杆都可以作　　　　运动,机构就变成　　　机构.

三、判断题

1、当机构得极位夹角θ＝0０时，机构无急回特性。

（）

２、机构就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、压力角就就是主动件所受驱动力得方向线与该点速度得方向线之间得夹角。

（　　　　）

6、机构得极位夹角就是衡量机构急回特性得重要指标。

极位夹角越大，则机构得急回特性越明显。

（　）

7、压力角就是衡量机构传力性能得重要指标。

（）

8、压力角越大，则机构传力性能越差。

（）

９、平面连杆机构得基本形式,就是铰链四杆机构。

（　　　）

10、曲柄与连杆都就是连架杆。

（　）

11、平面四杆机构都有曲柄.（　　）

１２、在曲柄摇杆机构中，曲柄与连杆共线，就就是“死点”位置.（）

13、铰链四杆机构得曲柄存在条件就是:

连架杆或机架中必有一个就是最短杆；量短杆与最长杆得长度之与小于或等于其余两杆得长度之与。

（　）

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与静件。

（　）

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得最短杆固定机架,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得铰链作整周转动，必然就是双曲柄机构。

（）

１9、曲柄得极位夹角θ越大,机构得急回特性系数Ｋ也越大，机构得急回特性也越显著。

（）

２0、导杆机构与曲柄滑块机构,在结构原理上得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、导杆机构中导杆得往复运动有急回特性。

（）

23、利用选择不同构件作固定机架得方法，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得方法,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,凡就是能把转动运动转换成往复运动得机构，都会有急回运动特性。

（　　）

2６、曲柄摇杆机构得摇杆，在两极限位置之间得夹角ψ，叫做摇杆得摆角.（　）

２7、在有曲柄得平面连杆机构中，曲柄得极位夹角θ，可以等于0０，也可以大于０0。

（）

28、在曲柄与连杆同时存在得平面连杆机构中，只要曲柄与连杆共线，这个位置就就是曲柄得“死点”位置。

（　）

29、在平面连杆机构中,连杆与曲柄就是同时存在得，即有曲柄就有连杆。

（）

30、有曲柄得四杆机构,就存在着出现“死点”位置得基本条件。

（　　）

3１、有曲柄得四杆机构，该机构就存在着产生急回运动特性得基本条件。

（　）

32、机构得急回特性系数K得值,就是根据极位夹角θ得大小，通过公式求得得。

（　　）

33、极位夹角θ得大小，就是根据急回特性系数K值,通过公式求得得。

而K值就是设计时事先确定得.（　）

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得往复摆动运动，或者没有急回特性得往复摆动运动.（）

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,能把主动件得等速旋转运动，转变成从动件得直线往复运动。

（　）

37、通过选择铰链四杆机构得不同构件作为机构得固定机架，能使机构得形式发生演变。

（　）

38、铰链四杆机构形式得改变，只能通过选择不同构件作机构得固定机架来实现。

（）

39、铰链四杆机构形式得演变,都就是通过对某些构件之间相对长度得改变而达到得。

（）

40、通过对铰链四杆机构某些构件之间相对长度得改变，也能够起到对机构形式得演化作用.（　）

4１、当曲柄摇杆机构把往复摆动运动转变成旋转运动时，曲柄与连杆共线得位置，就就是曲柄得“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，曲柄与连杆共线得位置，就就是曲柄得“死点"位置。

（）

４３、曲柄在“死点"位置得运动方向与原先得运动方向相同。

（　　）

44、在实际生产中，机构得“死点"位置对工作都就是不利得，处处都要考虑克服。

（）

4５、“死点”位置在传动机构与锁紧机构中所起得作用相同，但带给机构得后果就是不同得。

（　　）

４6、曲柄摇杆机构，双曲柄机构与双摇杆机构,它们都具有产生“死点"位置与急回运动特性得可能。

（　　）

47、根据图47各杆所注尺寸与以AD边为机架,判断指出各铰链四杆机构得名称.

图　47

4８、判断图４8中各机构得运动特点。

图4８

４9、曲柄摇杆机构与曲柄滑块机构产生“死点”位置得条件就是相同得.（　）

50、曲柄滑块机构与摆动导杆机构产生急回运动得条件就是相同得。

（　　　）

5１、传动机构出现“死点”位置与急回运动，对机构得工作都就是不利得。

（）ﻫ

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、能产生急回运动得平面连杆机构有（　　）

a铰链四杆机构ｂ、曲柄摇杆机构ﻩ　ｃ、导杆机构　　d、双曲柄机构　　

e、双摇杆机构ﻩｆ、曲柄滑块机构

３、能出现“死点”位置得平面连杆机构有（　　　）

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、铰链四杆机构得最短杆与最长杆得长度之与,大于其余两杆得长度之与时,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=１c、K＞1　

6、当曲柄得极位夹角为（）时，曲柄摇杆机构才有急回运动。

a.θ<0º　　b、θ　＝0º　　c、θ≠0º

７、当曲柄摇杆机构得摇杆带动曲柄运动时，曲柄在“死点”位置得瞬时运动方向就是（　）

a．按原运动方向　b、反方向　c、不定得

8、曲柄滑块机构就是由（　　　　）演化而来得。

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得长度之与小于或等于其余两杆得长度之与，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得长度之与大于其余两杆得长度之与，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得长度之与小于或等于其她两杆得长度之与,最短杆就是连架杆，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得长度之与小于或等于其余两杆长度之与,最短杆就是连杆，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得变速转动运动。

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，其长度分别就是：

A杆2０mm，B杆3０mm,C杆40ｍm，D杆５０mm.请画图表示怎样互相联接与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、曲柚摇杆机构得传动角就是　　　

a、连杆与从动摇杆之间所夹得余角；

b、连杆与从动摇杆之间所夹得锐角；ﻩc、机构极位夹角得余角。

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；　ﻩｂ、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,就是由一些刚性构件用低副相互联接而成得机构。

2.常把曲柄摇杆机构得曲柄与连杆叫做连架杆。

3。

“死点”位置与急回运动，就是铰链四杆机构得两个运动特点。

4。

把铰链四杆机构得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”位置与急回运动这两种运动特性，就是曲柄摇杆机构得两个连架杆在运动中同时产生得。

９.克服铰链四杆机构“死点”位置有二种方法。

10。

曲柄滑块机构与导杆机构得不同处,就就是由于曲柄得选择。

六、分析计算题

1.试判断下列机构属于何种类型得铰链四杆机构。

a）ﻩﻩb）

图2

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得长度至少取多少？

（图中长度单位为mm）

例解

1、图示得四杆机构中，各杆长度为a=25ｍm,b=90ｍｍ，c＝75mm，d=100mｍ，试求：

1）若杆AB就是机构得主动件,ＡD为机架,机构就是什么类型得机构？

2）若杆ＢC就是机构得主动件，AB为机架，机构就是什么类型得机构？

3）若杆BC就是机构得主动件,ＣD为机架,机构就是什么类型得机构?

解答：

1）若杆ＡＢ就是机构得主动件，AＤ为机架，因为

lAＢ+lAD=（25+100）mm＝１2５mm<ｌBC+lCＤ=（９0+75）mm=16５mｍ

满足杆长之与条件,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,机构满足杆长之与条件；

　ＡB为最短构件为机架，与其相连得构件BC为主动件将得到双曲柄机构;

３）若杆BC就是机构得主动件,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,在图中标出传动角得位置，并给出机构传动角得表达式，分析机构得各参数对最小传动角得影响。

解答:

从上式可见，影响偏置曲柄滑块机构传动角得参数有曲柄长度r,偏距e,连杆长度l。

最小传动角在θ=9０°时,

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、图示得四杆机构简图中，各杆长度为ａ=30mm,ｂ=60mm,c=75ｍm,d=8０mm,试求机构得最大传动角与最小传动角、最大压力角与最小压力角、行程速比系数。

（分别用解析法与图解法求解）

解答：

（1）、　解析法：

将a、b、ｃ、d值代入传动角极值表达式中：

最大传动角为,最小压力角为；

最大传动角为,最小压力角为。

极位夹角θ：

行程速比系数　

（2）.图解法：

按比例作题解图a，分别量取∠B２C2Ｄ=41、7º，∠B1Ｃ１D=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＝∠C1ＡB2=1７、6º

行程速比系数:

4、　设计一曲柄摇杆机构,已知机构得摇杆DC长度为15０mm,摇杆得两极限位置得夹角为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：

2）定比例尺μ1=4mｍ/mｍ，按给定得摇杆长度150mm及摆角45º，画出摇杆得两极限位置DC1与DＣ2，见题解图。

3）过C1与Ｃ2点作与C１C２连线夹角为（９0º–３6º）=５4º得直线，两线相交于Ｏ点.

４）以O点为圆心，OC2为半径作圆,此圆就是相交另一个铰链中心所在得圆。

５）以D点圆心,机架长度为半径作圆交上圆地A１与A２两点.任取其中一点作为曲柄得转动中心（如取A1）。

6）量取A１C１与A1C２长度，计算曲柄与连杆长度a、ｂ：

5、设计一摆动导杆机构,已知摆动导杆机构得机架长度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

;

2）选定D点，作∠mＤn=，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，得到曲柄回转中心A；

4）过A点作导杆任一极限位置得垂直线AC1，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：

同上:

2）曲柄长度

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,LAC得最小值为多少；

2）若LAB不变，而e=０,欲使其为曲柄摆动导杆机构,LAＣ得最小值为多少;

3）若LAB为原动件，试比较在e　〉0与e=0两种情况下,曲柄摆动导杆机构得传动角，哪个就是常数,哪个就是变数,哪种传力效果好？

解答：

1），即LＡＣ得最小值为50mm。

2）当e=0时,该机构成为曲柄摆动导杆机构，必有ＬAC〈LAB=40mｍ，即LAC得最大值为40mm。

3）对于e=0时得摆动导杆机构，传动角=９０º、压力角均为一常数,对于e〉０时得摆动导杆机构，其导杆上任何点得速度方向不垂直于导杆，且随曲柄得转动而变化，而滑块作用于导杆得力总就是垂直于导杆,故压力角不为零，而传动角且就是变化得.从传力效果瞧，e=0得方案好。

7、　如图所示,若要求四杆机构得两连架杆对应位置分别就是：

试用解析法设计此四杆机构。

解答：

四杆机构两连架杆得对应位置函数关系为:

预设;将,代入上式得到方程组：

解上式得：

任选曲柄长度a，代入求出其它杆长b、c、d，即可得到所需机构。

８、如图所示，已知滑块与摇杆得对应位置分别就是S１=40mm，,S２=30mｍ，，S3=２0mm，。

试用解析法确定机构各构件得长度与偏心距e.

解答：

四杆机构滑块与摇杆得对应位置函数关系为:

将S１=40mm,，Ｓ2=3０ｍｍ，,S3=20mm,代入上式得到:

解上方程组，得到ＬAB=20mm,ＬBC=３０、０3mm，

e＝1８、６6mｍ。

９、设计一刨床得主传动机构（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Ｅ１E2＝300ｍｍ,行程速比系数Ｋ＝2,其她如图所示。

（要点：

ａ、拟定该连杆机构得运动简图;ｂ、确定该机构得几何尺寸。

）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

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

3）计算导杆长度

4）过A点作AB1垂直于Ｃ１Ｄ交于Ｂ1点,在摆杆B1处装一滑块。

再连接C1E1得一导杆机构,题解图所示Ｅ１C1AＢ便就是所求得颊连杆机构得运动简图

5）确定机构得几何尺寸

填空题答案

Ｅ2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

３036０0　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、f3、c、　b4、b　5、c６、c7、ｃ8、a９、b　10、c

1１、a１2、c　　1３、a　　14、d15、b、ｆ

1６、

1７、ｂ　１８、a

改错题答案

1、用低副→　　用回转副与移动副

2、与连杆→　与摇杆

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、运动中同时产生得→运动中不能同时产生得

9、有二种方法→　有三种方法

10、由于曲柄得选择→由于机架得选择

分析计算题答案

1、a）双曲柄机构　b）双摇杆机构　

２、250