机械原理第3章作业

1、一、填空题一、填空题1 1、在四杆机构中，取与、在四杆机构中，取与 相对的杆为机相对的杆为机架，则可得到双摇杆机构。架，则可得到双摇杆机构。最短杆最短杆2、平面连杆机构具有急回特征在于、平面连杆机构具有急回特征在于 不为零。不为零。极位夹角极位夹角3、在曲柄摇杆机构中，只有在、在曲柄摇杆机构中，只有在 的的情况下，才会现现死点位置情况下，才会现现死点位置 。在死点位置，机。在死点位置，机构会出现构会出现 现象。现象。 摇杆为主动件摇杆为主动件从动曲柄不能转动从动曲柄不能转动第第3章章 连连 杆杆 机机 构构4 4、判断平面连杆机构的传动性能时，机构的传、判断平面连杆机构的传动性能时，机构的传动

2、角动角 越大，则传动性能越越大，则传动性能越 。好好5、工程上常用、工程上常用 表示机构的急回表示机构的急回性质，其大小可由计算式性质，其大小可由计算式 求求出。出。行程速比系数行程速比系数k6、曲柄摇杆机构中，最小传动角出现的位置是、曲柄摇杆机构中，最小传动角出现的位置是 。 曲柄与机架两次共线的位置曲柄与机架两次共线的位置)180/()180(k7、曲柄摇杆机构可演化成偏心轮机构，其演化、曲柄摇杆机构可演化成偏心轮机构，其演化途径为途径为 。 扩大转动副扩大转动副二、判断题二、判断题1 1、曲柄摇杆机构的行程速比系数、曲柄摇杆机构的行程速比系数k k不可能等于不可能等于1 1。n2、铰链四

3、杆机构中，若存在曲柄，其曲柄一定、铰链四杆机构中，若存在曲柄，其曲柄一定是最短杆。是最短杆。n3、曲柄滑块机构一定具有急回运动性质。、曲柄滑块机构一定具有急回运动性质。 n4、在曲柄摇杆机构中，当曲柄为原动件时，该机、在曲柄摇杆机构中，当曲柄为原动件时，该机构出现死点位置。构出现死点位置。nn5、在四杆机构中，取最长杆作为机架，则可得、在四杆机构中，取最长杆作为机架，则可得到双摇杆机构。到双摇杆机构。y6、行程速比系数、行程速比系数k大于大于1，说明机构有急回特性。，说明机构有急回特性。三、问答题三、问答题1 1、什么是速度瞬心？、什么是速度瞬心？2、什么是三心定理？、什么是三心定理？3、简述

4、杆组法的基本思路和基本方法？、简述杆组法的基本思路和基本方法？4 4、转动副成为整转副是条件是什么？如何判、转动副成为整转副是条件是什么？如何判断机构是否存在曲柄？断机构是否存在曲柄？5、什么是机构的急回运动特性？、什么是机构的急回运动特性？6、什么是运动的连续性？、什么是运动的连续性？8、如何确定机构是否存在死点位置？可采用哪、如何确定机构是否存在死点位置？可采用哪些措施避免死点位置的存在？些措施避免死点位置的存在？7、什么是压力角？压力角与传动角是什么关系？、什么是压力角？压力角与传动角是什么关系？9、在曲柄摇杆机构中，极位夹角是指哪个角度？、在曲柄摇杆机构中，极位夹角是指哪个角度？3-1

5、 在图示凸轮机构中，已知在图示凸轮机构中，已知r = 50mm，loa=22mm，lac=80mm, ,凸轮凸轮1的等角速度的等角速度1=10rad/s，逆时针方向转动。试用瞬心法求从动件逆时针方向转动。试用瞬心法求从动件2的角速度的角速度2。 901，1p13p23p12解：先观察得出瞬心解：先观察得出瞬心p13和和p23再用瞬心法瞬心再用瞬心法瞬心p12 根据三心定理，根据三心定理，p12应在应在p13与与p23的连线上，的连线上， 根据瞬心法，根据瞬心法，p12应在过应在过b点垂直于构件点垂直于构件2的直线上。的直线上。两线的交点即为两线的交点即为p12 四、作业详解四、作业详解从图上量

6、出长度尺寸并按作图比例系数换算成实际长度：从图上量出长度尺寸并按作图比例系数换算成实际长度： p12a=28.54，则：，则：p12c=28.54+80=108.54因为因为p12是构件是构件1与构件与构件2的瞬心，所以：的瞬心，所以：cpap122121sradcpap/63. 254.10854.28101212123-2 试根据图中注明的尺寸判断下列铰链四杆机构是曲柄试根据图中注明的尺寸判断下列铰链四杆机构是曲柄摇杆机构、双曲柄机构、还是双摇杆机构。摇杆机构、双曲柄机构、还是双摇杆机构。 a) 双曲柄机构：符合杆长之和条件，且最短杆为机架。双曲柄机构：符合杆长之和条件，且最短杆为机架。

7、b) 曲柄摇杆机构：符合杆长之和条件，机架为最短杆的任一相邻杆。曲柄摇杆机构：符合杆长之和条件，机架为最短杆的任一相邻杆。c) 双摇杆机构：不符合杆长之和条件。双摇杆机构：不符合杆长之和条件。 d) 双摇杆机构：符合杆长之和条件，但最短杆对面的构件为机架。双摇杆机构：符合杆长之和条件，但最短杆对面的构件为机架。 3-3 设计一导杆机构。已知机架长度设计一导杆机构。已知机架长度l4=100mm，行程速比，行程速比系数系数k=1.4，求曲柄长度。，求曲柄长度。 3011.411.41801k1k180解：解： 导杆机构的极位夹角导杆机构的极位夹角与导杆摆与导杆摆角角相等。相等。 取任一点取任一点d

8、，作，作mdn=，再，再作角等分线，在角等分线上取作角等分线，在角等分线上取lda=100，求得曲柄转动中心，求得曲柄转动中心a。 由由a点对极限位置的导杆作垂线，点对极限位置的导杆作垂线，求得曲柄长度求得曲柄长度ac=25.88mm。也可直接用也可直接用sin(/2)=ac/l4得出结果。得出结果。 3-4 如下图，设计一脚踏轧棉机的曲柄摇杆机构。要求踏如下图，设计一脚踏轧棉机的曲柄摇杆机构。要求踏板板cd在水平位置上下各摆在水平位置上下各摆10，且，且lcd=500mm，lad=1000mm，试用图解法求曲柄，试用图解法求曲柄ab和连杆和连杆bc的长度。的长度。 解：根据已知条件画出解：根

9、据已知条件画出a、d、c、c1、c2。画出两个极限位置画出两个极限位置ac1、ac2。由图可知，由图可知，ac1=bc-ab，ac2=bc+ab，即：即：ab=（ac2-ac1）/2可由图上直接量取可由图上直接量取ac1、ac2长度长度后按上式算出连杆和曲柄的长度。后按上式算出连杆和曲柄的长度。也可用作图法得到两杆长度。以也可用作图法得到两杆长度。以a为圆心，为圆心，ac1为半径画圆弧与为半径画圆弧与ac2交于交于e点，以点，以a为圆心，为圆心，ec2为直径为直径作出的圆为曲柄圆，即得到曲柄长作出的圆为曲柄圆，即得到曲柄长度，由此再得到连杆长度。度，由此再得到连杆长度。设计结果：设计结果：ab

10、=78mm，bc=1115mm 。注意比注意比例换算例换算3-5 如图，设计一曲柄滑块机构。已知滑块的行程如图，设计一曲柄滑块机构。已知滑块的行程s=50mm，偏距偏距e=16mm，行程速比系数，行程速比系数k=1.2，求曲柄与连杆长度。，求曲柄与连杆长度。 动画演示动画演示注注 意：意：必须按题目要求的初始位置设计。必须按题目要求的初始位置设计。设计结果：曲柄长设计结果：曲柄长23.8mm，连杆长，连杆长58.3mm。 16.3611.211.21801k1k1803-6 如图，设计一铰链四杆机如图，设计一铰链四杆机构作为加热炉炉门的启闭机构。构作为加热炉炉门的启闭机构。已知炉门上两活动铰链

11、的中心已知炉门上两活动铰链的中心距为距为50mm，炉门打开后成水，炉门打开后成水平位置时，要求炉门温度较低平位置时，要求炉门温度较低的一面朝上（如虚线所示），的一面朝上（如虚线所示），设固定铰链安装在设固定铰链安装在y-y轴线上，轴线上，其相关尺寸如图所示，求此铰其相关尺寸如图所示，求此铰链四杆机构其余三杆的长度。链四杆机构其余三杆的长度。解：解： 先画出炉门开闭时的两个极限位置先画出炉门开闭时的两个极限位置b1c1和和b2c2。 连接连接b1b2成一直线，并作成一直线，并作b1b2的中垂线的中垂线n，与，与y-y轴线交于轴线交于a点，点，得出铰链得出铰链a的位置。的位置。 连接连接c1c2成

12、一直线，并作成一直线，并作c1c2的中垂线的中垂线m，与，与y-y轴线交于轴线交于d点，点，得出铰链得出铰链d的位置。的位置。 画出四杆机构画出四杆机构ab1c1d，量出，量出题目要求的三杆长度尺寸。题目要求的三杆长度尺寸。 设计结果：设计结果：ab=67.3mm，ad=95.8mm，dc=112.1mm。 ad3-7 欲设计一个如下图所示的铰链四杆机构。设已知其摇欲设计一个如下图所示的铰链四杆机构。设已知其摇杆杆cdcd的长度为的长度为75mm75mm，行程速比系数，行程速比系数k=1.5,k=1.5,机架机架adad的长度为的长度为80mm,80mm,又知摇杆的一个极限位置与机架间的夹角又知摇杆的一个极限位置与机架间的夹角=45=45，试求其曲柄试求其曲柄abab的长度和连杆的长度和连杆bcbc的长度。的长度。3611.511.51801k1k180解：解：过过ac1两点的直线为连杆两点的直线为连杆与曲柄共线的位置之一。与曲柄共线的位置之一。以以d点为圆心，点为圆心，dc1为半径作圆弧，与前述直线交于为半径作圆弧，与前述直线交于c2。过过d点，作直线点，作直线dc1，长，长度为度为ldc=75，位置为与，位置为与da成成45。任取任取d点，作水平线点，作水平线da，使，使lda=80，过过a点，作一直线与点，作一直线与ac1成成=36