山东理工大学机械原理考试原题目-四杆机构的设计

第三章平面连杆机构及其设计1、如图木的钗链四杆机构中，AD为机架，AB=a=35nm,CD=c=50nm,AD=d=30nini,冋BC=b在什么范围内该机构为双摇杆机构；该机构是否有可能成为双曲柄机构？5、I=50mm。AD在图示钗链四杆机构中，已知各构件的长度I=25mm,I5、I=50mm。ADAB BC CD问该机构是否有曲柄，如有，指明哪个构件是曲柄；该机构是否有摇杆，如有，用作图法求出摇杆的摆角范围；以A8杆为主动件时，该机构有无急回性？用作图法求出其极位夹角0,并计算行程速度变化系数K;以A8杆为主动件，确定机构的a和y。maxmin6、图示为开关的分合闸机构。已知/=150mm,l=200mm,l=200mm,l=400mm。6、AB BC CD AD（1） 该机构属于何种类型的机构；（2） AB为主动件时，标出机构在虚线位置时的压力角a和传动角y；（3） 分析机构在实线位置（合闸）时，在触头接合力己作用下机构会不会打开，为什么？7、试设计一曲柄摇杆机构。设摇杆两极限位置分别为（P=150。&=90。；I=40mm,I=50mm。求/、I及行程速1 2 CD AD ABBC比系数K和最小传动角y。min（用图解法求解用图解法求解，简述作图步骤，并保留作图过程）8、现需设计一钗链四杆机构，已知摇杆CD的长度％=15011血，摇杆的两极限位置与机架AD所成的角度％=30。，平，=90。，机构的行程速比系数险1,试确定曲柄班和连杆8C的长度。10、设计一偏置曲柄滑块机构，已知滑块的行程速度变化系数K=1.5，滑块的行程l ,100mm，导路的偏距e,20mm。C1C2（1） 用作图法确定曲柄长度1和连杆长度1;AB BC（2） 若滑块从点C1至C2为工作行程方向，试确定曲柄的合理转向；（3） 用作图法确定滑块工作行程和空回行程时的最大压力角。

11、试用图解法设计图示曲柄摇杆机构ABCD。已知摇杆/=40mm,摆角甲=45。，行程速度变化系数K=1.2,机架长度DCI=b-a为曲柄长，Z?为连杆长）。AD14、试设计一钗链四杆机构。已知行程速度变化系数K=l,机架长/=100mm,曲柄长/=20mm,且当曲柄与连杆共AD AB线，摇杆处于最远的极限位置时，曲柄与机架的夹角为30,确定摇杆及连杆的长度。建议比例尺为卩=0.002m/mm15、有一钗链四杆机构。已知：摇杆的长度为430mm,最大摆角为90,在两个极限位置时与机架上的两固定皎链中心连线所成夹角为6。和3。（如图所示），行程速度变化系数为1.25。求：曲柄、连杆及机架长度。16、 设计一曲柄摇杆机构。已知：AC=58mm,AC=24mm,CD=75mm,K=L5。求曲柄长AB、连杆长BC、机架2 1长AD及摇杆最大摆角Vo17、 设计一曲柄滑块机构。已知机构处于两极限位置时，其AC=68mm,AC=25mm,K=L5。求曲柄长AB、连杆长BC、2 1偏心距e和滑块的导程H。19、碎矿机用曲柄摇杆机构如图所示。已知摇杆CQ长为500mm,摆角cp=45,其中左极限位置为垂直，钗链A,Q同在水平线上，行程速度变化系数K=L4。试用图解法确定机架A/X曲柄A8及连杆8C的长度。（保留作图线，并将设计结果写在下面）｛参考答案｝一、填空题二、选择题三、简答及作图题四、计算及分析题1、（本题共10分）解：（1）当存在曲柄时，8为最短杆TOC\o"1-5"\h\zc+b<a+d, 50+b<35+30=65；0<b<15mm （3分）（2）当不存在曲柄时：1）Z?为最短杆，b>15mm （1分）2） Z?为最长杆，b+d〉a+c,b+30>35+50=85,b>55mm,又，115mm>b55mm<b<115mm （2分）3） Z?为中间长度杆，c+d>a+b,50+30>35+bb<45mm （2分）所以15mm<b<45mm,55mm<b<115mm （1分）综合以上两种情况，0<Z?<45mm,55mm<b<115mm时，此机构为双摇杆机构。（3）有可能成为双曲柄机构。 （1分）｛考核知识点：整转副存在的条件｝2、（本题共10分）解：每题2分，压力角和传动角各1分，（1）和（3）机构正处死点位置，（2分）。｛考核知识点：压力角、传动角、死点｝3、（本题共10分）解：（1）TOC\o"1-5"\h\z1）当l为最长杆时（即l…40mm），要使机构成为曲柄摇杆机构还应满足下列条件:BC BC20+1<30+40，故40<l<50。 （2分）BC BC2）当l不为最长杆时（即l<40mm），要使此机构成为曲柄摇杆机构还应满足下列条件:BC BC20+40<30+Z,故30<40。 （2分）BC BC所以：30<1<50 （1分）BC（2）最小传动角出现的两个可能位置，每个2分，最小传动角1分。（5分）｛考核知识点：整转副存在的条件'最小传动角的位置｝4、（本题共10分）解：（1）。=10。,K=（180。+6）/（180。—0）=1^/170=1.118。 （2分）（2）y=57。。 （3分）min（3） 向左大。 （2分）（4）会出现，因为在连杆与曲柄共线时传动角y=0。。 （3分）｛考核知识点：行程速度变化系数'最小传动角的位置、死点｝5、（本题共10分）解：（1）l+1 =l+1=80mm,其它二杆之和l+1=90mmminmaxABBC ADCD即l+1 <其它二杆之和，且连架杆l为l。minmax ABmin该机构为曲柄摇杆机构。有曲柄，艮卩AB杆为曲柄。 （3分）（2）该机构为曲柄摇杆机构，故有摇杆。摇杆摆角范围中=90。 （2分）（3） 有急回性，且6=30。，故K=（180。+6）/（180。—6）=（180。+30。）/（180。—30。）=1.4。 （3分）（4） 以或y发生曲柄与机架两次共线的位置，作其二位置ABCD和AB"C"D，由图得a或y发maxmin maxmin生在ABC D位置处。故量得：a=60 y =30 （2分）max min

｛考核知识点：整转副存在的条件、行程速度变化系数、最小传动角的位置｝6、（本题共10分）解：（1）150+400>200+200,不满足有曲柄条件，该机构为双摇杆机构。 （4分）(2)如图所示，a(2)如图所示，a是压力角，y为传动角。（3分）（3）此时CQ杆是主动件，机构处于死点位置，。点的约束反力通过8点和A点，因此机构不能自动打开。 （3分）｛考核知识点：整转副存在的条件、压力角和传动角、最小传动角的位置｝7、（本题共10分）解：（1）取比例尺…=1｛考核知识点：整转副存在的条件、压力角和传动角、最小传动角的位置｝7、（本题共10分）解：（1）取比例尺…=1甄，先将巳知条件画出。1mm（2分）(2)测得：AC=l-1=26mm,AC1BCAB=l+1=64mm2BCAB两式联立求得：l=19mm,ABl=45mmBC（3分）(3)测得：B=ZCAC15。1 2所以,180。+0180°-9180€所以,180。+0180°-9180€+15。180°-15€=1.18（3分）｛考核知识点：平面四杆机构的设计'行程速度变化系数、最小传动角的位置｝（2分〕8、（本题共10分）解：（1）先将已知条件画出，ZCDC=90。—30。=60。，CC= =150mm （2分）21 12CD（2）K=1,0=0,A必在C1C2的连线上。 （3分）（3分）（2分）(2)b+a=2CD=2x150=300mm,b-a=CD=150mm解得，曲柄a=75mm,（3分）（2分）｛考核知识点：平面四杆机构的设计｝9、（本题共10分）

解：（1）画出摇杆两位置（2分）(2)0=180。(K-1)/(K+｛考核知识点：平面四杆机构的设计｝9、（本题共10分）

解：（1）画出摇杆两位置（2分）(2)0=180。(K-1)/(K+1)=180（2分）(3)(4)画出C1，C2所在圆。找出A点，连接Aq,AC2,（2分）a=(ll=b+a=520mm，l=b一a=280mmAC2 AC1（2分）-1 )『2=120mm，b=l一a=400mmAC1' AC2（2分）AC2｛考核知识点：平面四杆机构的设计｝10、(本题共10分)（2分）解：(1)0=180。(K-1)/(K（2分）（2）作l 及e，作,CCO=,CCO=90。-0，得C10和C2O的交点O，以O为圆心和OC1为TOC\o"1-5"\h\zC!C2 12 21半径作圆周乙，该圆与导路相距为l的平行线q相交于A点，此点即是曲柄回转中心。（2分）从图上量得，l=118mm，l=30mm，从而可求得AC2 ac1l=（l-1）/2=44mm，l=（l+1）/2=74mm （2分）AB AC2 AC】/ BC AC】AC2/（3） 根据滑块的工作行程需获得较佳的受力条件和工作较平稳的要求，选定曲柄的回转方向为逆时针。（2分）mm mm （2分）（2分）（4）工作行程和空回行程的最大压力角分别为W和a”（2分）maxmax｛考核知识点：平面四杆机构的设计，最小传动角的确定｝｛考核知识点：平面四杆机构的设计，最小传动角的确定｝11、（本题共10分）解：（1解：（1）极位夹角…,180。（K-1）K+1）,16.3。（2分）（2）作（2）作/CCOCCO,90o一…,73.7。，C1O与C2O相交于O点;12 21（2分）（3）以O为圆心，以OC（3）以O为圆心，以OC1为半径画L圆;（2分）（4）作DC1的垂直平分线交L圆于A点，则A即为曲柄的回转中心;（2分）（5）连AC2和AC1，因AC2=b+a，AC1=b-a，故以（AC2-AC1）/2为半径，以A为圆心画圆交AC2和AC1于B2点,交AC1的延长线于B1点。则AB1C1D（或AB2C2D）即为所设计的曲柄（2（2分）｛考核知识点：平面四杆机构的设计｝｛考核知识点：平面四杆机构的设计｝12、（本题共10分）K一1TOC\o"1-5"\h\z解：（1）极位夹角180o ,0o （2分）K+1（2）因此转动副A在返回点C1、C2的连线上； （3分）（3） 且/,1CC,50mm （3分）AB212（4）机架l ―/—cos60o,J1002+2002-2x200x100cos60。=®‘3x1。4,17321AD:CDac2 c2dac2

｛考核知识点：平面四杆机构的设计｝｛考核知识点：平面四杆机构的设计｝13、（本题共10分）TOC\o"1-5"\h\z解：（1）K=—G2==1.5 „=——x180o=——x180o=36° （2分）卩0.05 K,1 1.5,1C1（2） 作ZCCO=ZCCO=90。—„=73.7°,C10与C2O相交于O点； （1分）12 21（3） 以O为圆心，以OC1为半径画L圆； （1分）（4）在道路上方偏移e取A点，连接AC1,AC2 （2分）/AC—AC AC, “八、（5）l= 2 1=23mm，l=2 1=37mm （2分）ab2 bc2（6）如图y =28o （2分）min｛考核知识点：平面四杆机构的设计，最小传动角的确定｝14、解：（本题共10分）（1）„=｛考核知识点：平面四杆机构的设计，最小传动角的确定｝14、解：（本题共10分）（1）„=0。，AC2与AC1在一条直线上，因AC2—AC1=EC2=C1C2=2ABCCAB=-^2（2）取比例尺作图；过D点作AB延长线的垂线。戶，以F点为圆心，AB长为半径作的延长线于C1和C2点，连C1D或C2D。（2分）两孤线分别交ABl=卩CD=54mmCDl（3）求连杆长，l=卩CB=86.6mmCBl（5分）（3分）｛考核知识点：平面四杆机构的设计｝15、（本题共10分）解：取€=0.02m/mmi（1｛考核知识点：平面四杆机构的设计｝15、（本题共10分）解：取€=0.02m/mmi（1）作摇杆弧线交于二极限位置的C1、C2点； （1分）（2） „=180o（K-1）（K,1）=20。，过C1、C2点作ZCCO=ZCCO=90。-6,得交点O,以O为圆心,' 12 21OC1为半径作圆乙，与机架线相交于A点； （3分）（3）连A与C1点，A与C2点，得AC，AC。1 2（1分）（4）以A为圆心，AC为半径作孤交于AC线上的E点。2（2分）…AC—AC“AB= 2 1=13mm2mm量得：AD=40mml=€AB=260mmABll=€BC=920mmBCll=€AD=800mmADl（3分）｛考核知识点：平面四杆机构的设计｝16、(本题共10分)解：取€=1.5mm/mml（2分）(1)6=180o(K-1)(K,1))=36（2分）TOC\o"1-5"\h\z(2)任取一点为A,过A点作两线段AC2=58mm,AC{=24mm,{JZCAC=36° (2分)1 2（3）以C1，C2两点分别为圆心，以CQ长为半径作弧交于。点，。点即为摇杆与机架钗接的钗链点。（2分）(4分)求解：AB=(AC一AC)/2=17mm，BC=(AC一AB)=41mm，AD=60mm，„=28。(4分)2 1' 2CGB四=1*5mm/mm｛考核知识点：平面四杆机构的设计｝17、（本题共10分）解：(1)。=180o(K-1)/(CGB四=1*5mm/mm｛考核知识点：平面四杆机构的设计｝17、（本题共10分）解：(1)。=180o(K-1)/(K+1))=36o；（2分）（2）任取一点为A，过A点作两线段AC2=58mm，AC1=24mm，使,CAC=36。1 2（2分）（3）过A点作C1、C2两点连线的平行线，则两平行线的垂直距离即为偏距e。量得e=21mm，H=CC=50mm。12（3分）(3)AB=(AC^-AC「/2=(68-25)/2=21.5mmBC=AC一AB=46.5mm2（3分）C,R｛考核知识点：平面四杆机构的设计｝18、（本题共10分）解：按卩=0.001m/mm作图；i（1） 根据0=180o（K-1）/（K+1），可求出0=30，以AC为一边，作,QAC=30€，与以D为圆心，以DC长为半径所作的圆弧交于C点； （4分）（2） 以A为圆心，以AC为半径画弧，交AC于E点，则(4分)l=l.2=0.^1x46.2=0.023m(4分)AB EC'' '(3)以(3)以A为圆心，以l巾€0.023..0.001€23AB'l 'mm长为半径作圆，与AC的延长线交于B点，则lBClBC=卩xBC=卩xBC=0.001x59=0.059l ll=0.023m,l（2分）l=0.023m,l（2分）€0.059mABBC｛考核知识点：平面四杆机构的设计｝19、（本题共10分）解：卩=0.01m/mm，i6=180ox(K-11(K+1))=180ox(1.4-1)(1.4+1))=30。 (2分)TOC\o"1-5"\h\z画出Cp，C2D，做角C]OC2=60°，以O为圆心做圆。 (2分)过D做水平线，与圆周交点为A点 (2分)连接AC『AC2。 (1分)l=[(AC-AC)：2]卩=14x0.01=0.14/m，l=[(AC+AC).2]卩=50x0.01=0.5mAB 12」l BC 1 2l（3分）l=ADx卩=42x0.01=（3分）AD l网=io网=iomm/mm｛考核知识点：平面四杆机构的设计｝20、（本题共10分）解：卩=0.002m/mm。i

KTOC\o"1-5"\h\z9=180。 =0。 (2分)K+l连接AC],C2必在AC1的连线上 (2分)过D点做AC1的垂线交AC1延长线与E点，取C2E=C1E，得C2点。 (3分)l=(~AC-矽)/2=CC/2=20mm，l=(~AC+AC)/2=70mm (3分)AB 1 2 12， BC ] 2f｛考核知识点：平面