A
C
B
e
题4.3图
4.3图示为一偏置曲柄滑块机构，试求：
1）构件AB为曲柄的条件。
若偏距e=0，则构件AB为曲柄的条件又如何？
2）在图示机构以曲柄为主动件时，其传动角在何处最大？
何处最小？
解:
1）根据曲柄存在条件
lAB+（e+lCD）≤lBC+lCD
∴lAB≤lBC－e
若e=0,lAB为曲柄的条件为:
lAB≤lBC。
2）根据传动角的概念，其最大、最小处如下图示：
在机构的AB’C’和AB”C”处传动角最大,γmax=90o；
在机构的AB’”C”’处传动角最小,γmin=90o－arcsin（（lAB+e）/lBC）。
C”’
A
C
B
e
C’
B”
C”
B’
B”’
αmax
ω
4.4如图所示为加热炉炉门的启闭机构。
点B、C为炉门上的两铰链中心。
炉门打开后成水平位置时，要求炉门的热面朝下。
固定铰链中心应位于yy线上，其相互位置的尺寸如图所示。
试设计此铰链四杆机构。
题4.4图
y
60
18
45
28
y
B1
B2
C1
C2
解:
此题是已知连杆两位置的设计，其图解设计如下。
AB1C1D即为机构的第一位置。
28
18
4528
y
y
D
C1
b12
A
c12
B1
C2
B2
60528
P2
B1
B2
B3
A
P1
P3
D
370
296
72
题4.5图
600
300
4.5在图示铰链四杆机构ABCD中，连杆BC上P点三位置P1、P2和P3位于一铅垂线上。
已知曲柄长lAB=150mm，机架lAD=300mm。
其它尺寸如图。
试用图解法确定铰链C点位置及构件BC和CD的长度lBC=？
lCD=？
解:
此题是已知连杆上一条标定线的三
个位置的设计问题，其图解设计如下。
取B2P2为假想的机架，AD为假想的
连杆，刚化机构的一位置和三位置，求假
想连杆其他位置。
AB2C2D即为机构的第二位置。
B1
P2
B2
B3
A
P1
P3
D
370
296
72
600
300
d1’2
D3’
D1’
d23’
C2
B2
ϕ1
D
A
C2
题4.6图
4.6设计一铰链四杆机构，如图所示。
已知摇杆的行程速比系数k=1，机架长lAD=120mm，曲柄长lAB=20mm，且当曲柄AB运动到与连杆拉直共线时，曲柄位置AB2与机架的夹角。
试确定摇杆及连杆的长度lCD和lBC。
（图解）
B2
ϕ1
D
A
C2
B1
E2
E1
D1’
d1’2
解：
根据题意图解如下：
h
A
C
B
95
题4.7图
450
D
E
4.7图示为机床变速箱操纵滑动齿轮的操纵机构。
已知滑动齿轮行程h=60mmlAD=150mm，lDE=100mmlCD=60mm其相互位置如图所示，当滑动齿轮在行程的另一端时，操纵手柄为垂直方向。
试求构件AB与BC的长度。
h
A
C1
c12’
95
D
E1
450
450
C2
E2
F2
F1
B1
C2’
解：
取μl，由E2点位置找到C2点，刚化机构的第二位置，使△AF2C2≌△AF1C2’，连接C1C2’，做C1C2’的垂直平分线c12’，c12’线与AF1线的交点便是B1点。
所以：
lAB=AB1μl，lBC=B1C1μl。
A
C1
B1
4
3
1
D
2
C2
E1
E2
5
6
B2
S12
60
ψ12
ϕ12
40
题4.8图
4.8试设计如图所示的六杆机构。
该机构当原动件自铅垂位置顺时针转过时，构件3顺时针转过ψ恰为水平位置。
此时滑块6自E1移到E2S12=20mm。
试确定铰链B及C的位置。
A
C1
B1
4
3
1
D
2
C2
E1
E2
5
6
60
60o
40
20
45o
e12’
E2’
F2
F1
C2’
c12’
解：
取μl，先考虑四杆机构DCE，刚化机构的第二位置，此机构的第二位置重合为一直线DE2，将DE2线逆时针转45o，这时E2到达E2’，连接E1E2’，做E1E2’的垂直平分线e12’，e12’线与DE2’线的交点便是C1点。
再考虑四杆机构ABDC，
在AB位置线上任找一F点，
刚化机构的第二位置，使
△AF2C2≌△AF1C2’，连接
C1C2’，做C1C2’的垂直平
分线c12’，c12’线与AF1线
的交点便是B1点。
所以：
lAB=AB1μl，
lBC=B1C1μl，
lDC=DC1μl，
lCE=C1E1μl。
ψ
A
C
B
D
题4.9图
4.9如图所示，现欲设计一铰链四杆机构，已知摇杆CD的长lCD=75mm，行程速比系数k=1.5，机架AD的长度lAD=100mm,摇杆的一个极限位置与机架间的夹角为ψ。
试求曲柄的长度lAB和连杆的长度lBC（有两组解）。
解：
取μl，根据k=1.5，得θ=36O。
用图解法见下面的作图。
黑线是一组解，红线是另一组解。
45O
A
C（C1,C1）
E
D
C2
B1
C2
E’
B2
B2
B1
θ
ω
4.10试设计一曲柄滑块机构，已知滑块的行程速比系数k=1.5，滑块的冲程H=50mm，偏距e=20mm。
并求其最大压力角max=？
H=50
C1
C2
A
P
M
N
B1
B2
E
θ
θ
αmax
C
B
e=20
解：
取μl，根据k=1.5，得θ=36O。
用图解法见下面的作图。
4.11已知一曲柄摇杆机构，行程速比系数k=1.2，摇杆长lCD=300mm，摇杆的摆角ψ=35ο，曲柄长lAB=80mm。
求连杆lBC和机架lCD的长度，并验算最小传动角min是否在允许的范围内？
解：
取μl，根据k=1.2，得θ=16.364O。
用图解法见下面的作图。
其中lC2E=2lAB，C2E连线与A点轨迹圆的交点即是A点。
C1
C2
A
P
M
N
B1
B2
E
θ/2
θ
γmin
P’
B
C
θ
D
4.12图示为一已知的曲柄摇杆机构，现要求用一连杆将摇杆CD和滑块F联接起来，使摇杆的三个已知位置C1D、C2D、C3D和滑块的三个位置F1、F2、F3相对应。
试确定连杆lEF的长度及其与摇杆上活动铰链E的位置。
A
C3
B1
B3
D
C2
F1
F2
B2
C1
F3
题4.12图
解：
取μl，考虑右侧的摇杆滑块机构。
将摇杆DC2的位置看作假想的“机架”，将机构的1与2位置刚化，使△DC1F1≌△DC2F1’，△DC3F3≌△DC2F3’，连接
F2F1’，做F2F1’的垂直平分线f1’2，连接F2F3’，做F2F3’的垂直平分线f23’，f1’2与f23’线的交点便是E2点。
A
C3
B1
B3
D
C2
F1
F2
B2
C1
F3
F1’
F3’
f23’
E2
f1’2
所以：
lEF=E2F2μl，lDE=DE2μl。
A
D
题4.13图
α2
α1
α3
ϕ2
ϕ1
ϕ3
4.13如图所示，要求四杆机构两连架杆的三对对应位置分别为：
。
试以解析法设计此四杆机构。
其机架lAD=80mm。
解：
根据解析方程：
将α1、α2、α3、ϕ1、ϕ2、ϕ3代入上述方程得：
解上述方程得：
P0=1.583，P1=-1.288，P2=1.045。
∴各杆长为：
lAB=65.1mm，lBC=101.84mm，lCD=103.04mm，
取：
lAB=65mm，lBC=102mm，lCD=103mm。
4.14图示为一牛头刨床的主传动机构，已知lAB=75mm,lDE=100mm，行程速比系数k=2，刨头5的行程H=300mm，要求在整个行程中，推动刨头5有较小的压力角，试设计此机构（即求lCD=?
h=?
）。
题4.14图
E
D
5
h
6
B
A
C
4
3
1
2
解：
取μl，根据k=2，得θ=60O。
图解如下。
根据题意刨头应在整个行程中有
，所以，E点的水平线（即导路线）应在D点的铅垂位置和两极限位置在铅垂位置差值的一半的水平线上。
E
D
5
h
6
B
A
C
4
3
1
2
αmax
αmax
所以，h=280mm，lCD=300mm。
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