第二章平面连杆机构习题集

1、.、复习思考题1、2、3、4、响？5、6、7、9、习题与参考答案什么是连杆机构？连杆机构有什么优缺点?什么是曲柄？什么是摇杆？铰链四杆机构曲柄存在条件是什么?铰链四杆机构有哪几种基本形式?什么叫铰链四杆机构的传动角和压力角？压力角的大小对连杆机构的工作有何影什么叫行程速比系数？如何判断机构有否急回运动?平面连杆机构和铰链四杆机构有什么不同?双曲柄机构是怎样形成的?双摇杆机构是怎样形成的?述说曲柄滑块机构的演化与由来。10、导杆机构是怎样演化来的?11、曲柄滑块机构中，滑块的移动距离根据什么计算?12、写出曲柄摇杆机构中，摇杆急回特性系数的计算式?13、曲柄摇杆机构中，摇杆为什么会产生急回运动?

2、14、已知急回特性系数，如何求得曲柄的极位夹角?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”位置的方法。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、试述摆动导杆机构的运动特点?22、试述转动导杆机构的运动特点。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、平面连杆机构是由一些刚性构件用副和副相互联接而组成的机构。2、平面连杆机构能实现一些较复杂的运动。3、当平面四杆机构中的运动副都是副时，就称之为

3、铰链四杆机构；它是其他多杆机构的4、在铰链四杆机构中，能绕机架上的铰链作整周叫曲柄。5、在铰链四杆机构中，能绕机架上的铰链作叫摇杆。6、平面四杆机构的两个连架杆，可以有一个是，另一个是，也可以或都是两个都是7、平面四杆机构有三种基本形式，即机构,.机构和机构。8、组成曲柄摇杆机构的条件是：最短杆与最长杆的长度之和他两杆的长度之和；最短杆的相邻构件为，则最短杆为9、在曲柄摇杆机构中，如果将.杆作为机架，则与机架相连的两杆都可以作运动，即得到双曲柄机构。10、在.机构中，如果将.杆对面的杆作为机架时，则与此相连的两杆11、在均为摇杆，即是双摇杆机构。其余两杆的长度之和时,机构中，最短杆与最长杆的长

4、度之和则不论取哪个杆作为 ，都可以组成双摇杆机构。12、曲柄滑块机构是由曲柄摇杆机构的长度趋向而演变来的。13、导杆机构可看做是由改变曲柄滑块机构中的而演变来的。14、将曲柄滑块机构的改作固定机架时，可以得到导杆机构。件，曲柄为或者是把运动转换成运动。15、曲柄摇杆机构产生“死点”位置的条件是：摇杆为件，曲柄为17、曲柄摇杆机构的.不等于0°,则急回特性系数就,机构就具有急回特性。18、实际中的各种形式的四杆机构，都可看成是由改变某些构件的选择不同构件作为等方法所得到的铰链四杆机构的演化形式。16、曲柄摇杆机构出现急回运动特性的条件是：摇杆为运动转换成运动转换成滑块的19、若以曲柄滑

5、块机构的曲柄为主动件时，可以把曲柄的 运动。20、若以曲柄滑块机构的滑块为主动件时,.在运动过程中有“死点”位置。21、通常利用机构中构件运动时的惯性，或依靠增设在曲柄上惯性来渡过“死点”位置。.或发生运动方向22、连杆机构的“死点”位置，将使机构在传动中出现现象。23、飞轮的作用是可以，使运转时间，从而提24、在实际生产中，常常利用急回运动这个特性，来缩短25、机构从动件所受力方向与该力作用点速度方向所夹的锐角,称为角，用它来衡量机构的性能。26压力角和传动角互为角。27、当机构的传动角等于 0° (压力角等于90°)时，机构所处的位置称为位置。28、曲柄摇杆机构的摇杆作

6、主动件时，将与从动件位置称为曲柄的“死点”位置。29、当曲柄摇杆机构的曲柄为主动件并作.转动运动时，摇杆则作往复的转动运动，即得到机构。31、如果将曲柄摇杆机构的最短杆对面的杆作为机架时,则与相连的两杆都可以作运动，机构就变成机构。摆动运动。30、如果将曲柄摇杆机构中的最短杆改作机架时，则两个架杆都可以作三、判断题1、当机构的极位夹角0=0°时，机构无急回特性。(2、机构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、压力角就是主动件所受驱动力的方向线与该点速度的方向线之

7、间的夹角。6、机构的极位夹角是衡量机构急回特性的重要指标。极位夹角越大，则机构的急回特 性越明显。(7、压力角是衡量机构传力性能的重要指标。8、压力角越大，则机构传力性能越差。9、平面连杆机构的基本形式，是铰链四杆机构。10、曲柄和连杆都是连架杆。(11、平面四杆机构都有曲柄。(12、在曲柄摇杆机构中，曲柄和连杆共线，就是“死点”位置。量短杆与最必然是双曲13、铰链四杆机构的曲柄存在条件是：连架杆或机架中必有一个是最短杆;长杆的长度之和小于或等于其余两杆的长度之和。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和静件。(16、在平面连杆机构中，只要以最短杆作固定机架，就能得到

8、双曲柄机构。17、只有以曲柄摇杆机构的最短杆固定机架，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的铰链作整周转动,柄机构。(19、曲柄的极位夹角 0越大，机构的急回特性系数 K也越大，机构的急回特性也越显著。20、21、导杆机构与曲柄滑块机构，在结构原理上的区别就在于选择不同构件作固定机架。22、导杆机构中导杆的往复运动有急回特性。（23、利用选择不同构件作固定机架的方法，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的方法，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，凡是能把转动运动转换成往复运动的机构，都会有急回运动特性。（2

9、6、 曲柄摇杆机构的摇杆，在两极限位置之间的夹角叽叫做摇杆的摆角。（）27、 在有曲柄的平面连杆机构中，曲柄的极位夹角 0,可以等于0°,也可以大于00。（）28、在曲柄和连杆同时存在的平面连杆机构中，只要曲柄和连杆共线,这个位置就是曲柄的“死点”位置。（）29、在平面连杆机构中，连杆和曲柄是同时存在的，即有曲柄就有连杆。30、有曲柄的四杆机构，就存在着出现“死点”位置的基本条件。31、有曲柄的四杆机构，该机构就存在着产生急回运动特性的基本条件。32、机构的急回特性系数 K的值，是根据极位夹角 0的大小，通过公式求得的。极位夹角0的大小，是根据急回特性系数 K值，通过公式求得的。而

10、K值是设计 时事先确定的。（）33、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的往复摆动运动, 或者没有急回特性的往复摆动运动。（）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，能把主动件的等速旋转运动，转变成从动件的直线往复运动。（）37、通过选择铰链四杆机构的不同构件作为机构的固定机架,能使机构的形式发生演变。38、铰链四杆机构形式的改变， 只能通过选择不同构件作机构的固定机架来实现。（）39、铰链四杆机构形式的演变，都是通过对某些构件之间相对长度的改变而达到的。40、通过对铰链四杆机构某些构件之间相对长度的改变,也能够起到对机构

11、形式的演化曲柄滑块机构，滑块在作往复运动时，不会出现急回运动。作用。（当曲柄摇杆机构把往复摆动运动转变成旋转运动时, 曲柄的“死点”位置。（）41、曲柄与连杆共线的位置,就是42、当曲柄摇杆机构把旋转运动转变成往复摆动运动时,曲柄与连杆共线的位置,就是曲柄的“死点”位置。（）43、曲柄在“死点”位置的运动方向与原先的运动方向相同。44、在实际生产中，机构的“死点”位置对工作都是不利的， 处处都要考虑克服。（）45、“死点”位置在传动机构和锁紧机构中所起的作用相同，但带给机构的后果是不同 的。（46、曲柄摇杆机构，双曲柄机构和双摇杆机构，它们都具有产生“死点”位置和急回运 动特性的可能。（47、

12、根据图47各杆所注尺寸和以 AD边为机架，判断指出各铰链四杆机构的名称。48、判断图C30A115 Dno的A70 DC中各机构的运动特点。C)110 C110 Df 34750J10D50A iltJ«】b >d >图4849、曲柄摇杆机构和曲柄滑块机构产生“死点”位置的条件是相同的。50、曲柄滑块机构和摆动导杆机构产生急回运动的条件是相同的。51、传动机构出现“死点”位置和急回运动，对机构的工作都是不利的。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、能产生急回运动的平面连杆机构

13、有（a铰链四杆机构b.曲柄摇杆机构C.导杆机构d.双曲柄机构e.双摇杆机构f.曲柄滑块机构3、能出现“死点”位置的平面连杆机构有（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、铰链四杆机构的最短杆与最长杆的长度之和，大于其余两杆的长度之和时，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 < 1b. K=1c .K > 16、当曲柄的极位夹角为（）时，曲柄摇杆机构才有急回运动。a. 0< 00b.0= 00C. 0M 007、当曲柄摇杆机构的摇杆带动曲柄运动时，曲柄在“死点”位置的瞬时运动方向是（）a.按

14、原运动方向b.反方向C.不定的8、曲柄滑块机构是由）演化而来的。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的长度之和小于或等于其余两杆的长度之和,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的长度之和大于其余两杆的长度之和,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的长度之和小于或等于其他两杆的长度之和,最短杆是连架杆，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

15、杆机构中，如果最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆长度之和,最短杆是连杆，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的变速转动运动。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

16、构e.摆动导杆机构f.转动导杆机构16、有四根杆件，其长度分别是：A杆20mm , B杆30mm, C杆40mm,D 杆 50mm。请画图表示怎样互相联接和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、曲柚摇杆机构的传动角是a.连杆与从动摇杆之间所夹的余角;b.连杆与从动摇杆之间所夹的锐角;C.机构极位夹角的余角。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;b.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，是由一些刚性构件用低副相互联接而成的机构。2.常把曲柄摇杆机构

17、的曲柄和连杆叫做连架杆。3“死点”位置和急回运动，是铰链四杆机构的两个运动特点。4把铰链四杆机构的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。&“死点”位置和急回运动这两种运动特性，是曲柄摇杆机构的两个连架杆在运动中同 时产生的。9克服铰链四杆机构“死点”位置有二种方法。10曲柄滑块机构和导杆机构的不同处，就是由于曲柄的选择。六、分析计算题1 试判断下列机构属于何种类型的铰链四杆机构。300ra)b)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的长度至少取多少?(图中长度

18、单位为mm)1.1)例解图示的四杆机构中，各杆长度为若杆AB是机构的主动件,ADa=25mm，b=90mm， c=75mm， d=100mm，试求:为机架,机构是什么类型的机构?2)若杆BC是机构的主动件,AB为机架,机构是什么类型的机构?3)若杆BC是机构的主动件,CD为机架,机构是什么类型的机构?解答:1)若杆AB是机构的主动件,AD为机架，因为Iab+Iad =(25+100) mm=125mm<lBc+|cD=(90+75) mm=165mm满足杆长之和条件，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，机构满足杆长之和条件;3)2.AB为最短构件为机架，与其相连

19、的构件BC为主动件将得到双曲柄机构;若杆BC是机构的主动件，CD为机架，将得到双摇杆机构。图示为偏置曲柄滑块机构，当以曲柄为原动件时，在图中标出传动角的位置，并给 出机构传动角的表达式，分析机构的各参数对最小传动角的影响。解答:sin rsin ecosI)r sin eIrsine90sin(90Irsin e arccosI从上式可见，影响偏置曲柄滑块机构传动角的参数有曲柄长度r，偏距e，连杆长度I。r e最小传动角在0=90°时， min arccos-p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，I增大，最小传动角增大，反之，最小传

20、动角减小。3.图示的四杆机构简图中，各杆长度为a=30mm, b=60mm, c=75mm, d=80mm,试求机构的最大传动角和最小传动角、 最大压力角和最小压力角、行程速比系数。（分别用解析法和图解法求解）解答：（1）.解析法:将a、b、c、d值代入传动角极值表达式中:.2 2 . . 2b c (d a)arccos2bc180b2arccosc2 (d a)22bcarccos6。2752(8030)22 60 75180602752(80 30)2arccos2 60 75arccos(0.7472)4138 59卑8)8arccos( 0.3194)71 22 14最大传动角为 7

21、1 22 14，最小压力角为9071 22 1418 3746 ;最大传动角为 41 38 59，最小压力角为9041 38 5948 21 1。极位夹角0：c2(b a)2d2 c2(b a)2 d2arccos arccos2(b a)d(60 30)2802752arccos2(b a)d(6030)2802752arccos2 (6030) 8017.624242 (60 30) 80行程速比系数K署17.624241.21717.62424.图解法:/BiCiD=108.6o，得最大传动按比例作题解图a,分别量取/ B2C2D=41.70,角71.4o,最小传动角41.70；最大压力

22、角为900 - 41.70=48.30,最小压力角为900 71.4o=18.6o。按比例作题解图b,量取极位夹角：0 =/C1AB2=17.60行程速比系数:K 18需 1-2174.设计一曲柄摇杆机构，已知机构的摇杆 DC长度为150mm，摇杆的两极限位置的夹角为450,行程速比系数K=1.5，机架长度取90mm。（用图解法求解, 卩 1=4mm/mm)解答:K 11)计算极位夹角：K 180 180K 11.5 11.5362）定比例尺卩1=4mm/mm,按给定的摇杆长度150mm及摆角450,画出摇杆的两极限位置DC1和DC2，见题解图。3）过C1和C2点作与C1C2连线夹角为（900

23、- 360）=540的直线，两线相交于 0点。4）以0点为圆心，OC2为半径作圆，此圆D/S解图AC2 AQ| 33.5mm2AC2 AC1|154mm5.设计一摆动导杆机构，已知摆动导杆机构的机架长度d=450m m,行程速比系数K=1.40。（比例尺卩i =13mm/mm）解答：作图法:1）计算导杆两极限位置夹角K 1180 180K 1亠301.4 130 ；2）选定D点，作/ mDn=30，再作其等分角线DP,见题解图;3）选定比例尺卩i =13mm/mm在分角线上量取DA 坐034.615mm，得到曲柄回转中心A;是相交另一个铰链中心所在的圆。5）以D点圆心，机架长度为半径作圆交上圆

24、地 Ai和A2两点。任取其中一点作为曲柄的转动中心（如取 Ai）。6）量取AiCi和AiC2长度，计算曲柄和连杆长度 a b:4）过A点作导杆任一极限位置的垂直线 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:302)曲柄长度d sin 450 sin3 116.47mm2 26.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的最小值为多少;2）若Lab不变，而e=0,欲使其为曲柄摆动导杆机构，Lac的最小值为多少;3）若Lab为原动件，试比较在e > 0和e=0两种情况下,曲柄摆动导杆机构的

25、传动角，哪个是常数，哪个是变数，哪种传力效果好?解答:1) Lac Lab e (40 10) 50mm，即 Lac 的最小值为50mm。題图2）当e=0时，该机构成为曲柄摆动导杆机构,必有 LACvLAB=40mm,即 Lac的最大值为40mm。0均为一常数,3）对于e=0时的摆动导杆机构，传动角=900、压力角对于e>0时的摆动导杆机构，其导杆上任何点的速度方向不垂直于导杆，且随曲不为零,柄的转动而变化，而滑块作用于导杆的力总是垂直于导杆，故压力角而传动角0 <90且是变化的。从传力效果看，e=0的方案好。7设计一刨床的主传动机构（题图为其机构示意图）。已知：主动曲柄绕轴心A作

26、等速回转，从动件滑枕作往复移动，刨头行程 EiE2=300mm,行程速比系数K=2，其他如图所示。（要点：a.拟定该连杆机构的运动简图；b.确定该机构的几何尺寸。）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B"C K 1180 K 12 1180 一2 1602）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 ADCi303）计算导杆长度|CiO1 DCi Sil DC1300mm4）过A点作AB1垂直于CiD交于Bi点,在摆杆B1处装一滑块。再连接Ci Ei得一导杆机构，题解图所示EiCiAB便是所求的颊连杆机构的运动简图5）确定机构的几何尺寸l AB l AD sin 75mm21 DOIds COS259.8mm2Imo 360 I