4平面连杆机构及其设计

A0700004机械原理试卷一、是非题1.图示铰链四杆机构ABCD中，可变长度的a杆在某种合适的长度下，它能获得曲柄摇杆机构。答案：错2.平面四杆机构的传动角在机构运动过程中是时刻变化的，为保证机构的动力性能，应限制其最小值不小于某一许用值。答案：对3.曲柄摇杆机构只能将回转运动转换为往复摆动。答案：错4.在曲柄摇杆机构中，若以曲柄为原动件时，最小传动角可能出现在曲柄与机架两个共线位置之一处。答案：对5.任何一种曲柄滑块机构，当曲柄为原动件时，它的行程速比系数K=1。答案：错6.在铰链四杆机构中，如存在曲柄，则曲柄一定为最短杆。答案：错7.在偏置曲柄滑块机构中，若以曲柄为原动件时，最小传动角可能出现在曲柄与机架（即滑块的导路）相平行的位置。答案：错8.在摆动导杆机构中，若取曲柄为原动件时，机构无死点位置；而取导杆为原动件时，则机构有两个死点位置。答案：对9.在单缸内燃机中若不计运动副的摩擦，则活塞在任何位置均可驱动曲柄。答案：错10.摆动导杆机构不存在急回特性。答案：错11.在曲柄滑块机构中，只要原动件是滑块，就必然有死点存在。答案：对12.当曲柄摇杆机构把往复摆动运动转变成旋转运动时，曲柄与连杆共线的位置，就是曲柄的“死点”位置。答案：对13.增大构件的惯性，是机构通过死点位置的唯一办法。答案：错14.在铰链四杆机构中，凡是双曲柄机构，其杆长关系必须满足：最短杆与最长杆杆长之和大于其它两杆杆长之和。答案：错15.杆长不等的双曲柄机构无死点位置。答案：对16.平面连杆机构中，从动件同连杆两次共线的位置，出现最小传动角。答案：错17.铰链四杆机构是由平面低副组成的四杆机构。答案：对18.在转动导杆机构中，不论取曲柄或导杆为原动件，机构均无死点位置。答案：对19.双摇杆机构不会出现死点位置。答案：错20.任何平面四杆机构出现死点时，都是不利的，因此应设法避免。答案：错21.凡曲柄摇杆机构，极位夹角必不等于0，故它总具有急回特征。答案：错22.平面四杆机构有无急回特性取决于极位夹角是否大于零。答案：对二、选择题1.铰链四杆机构中有两个构件长度相等且最短，其余构件长度不同，若取一个最短构件作机架，则得到机构。A、曲柄摇杆；B、双曲柄；C、双摇杆。答案：C2.对于双摇杆机构，如取不同构件为机架，使其成为曲柄摇杆机构。A、一定；B、有可能；C、不能。答案：B3.要将一个曲柄摇杆机构转化成双摇杆机构，可以用机架转换法将。A、原机构的曲柄作为机架；B、原机构的连杆作为机架；C、原机构的摇杆作为机架。答案：C4.连杆机构行程速比系数是指从动杆反、正行程。A、瞬时速度的比值；B、最大速度的比值；C、平均速度的比值。答案：C5.下面四个机构运动简图所示的四个铰链四杆机构，图是双曲柄机构。A、a；B、b；C、c；D、d。答案：A6.平行四杆机构工作时，其传动角。A、始终保持为；B、始终是；C、是变化值。答案：C7.设计连杆机构时，为了具有良好的传动条件，应使。A、传动角大一些，压力角小一些；B、传动角和压力角都小一些；C、传动角和压力角都大一些。答案：A8.在摆动导杆机构中，当曲柄为主动件时，其传动角变化的。A、是由小到大；B、是由大到小；C、是不。答案：C9.下图所示的摆动导杆机构中，机构的传动角是。A、角A；B、角B；C、角C；；D、。答案：D10.为使机构具有急回运动，要求行程速比系数。A、K=1；B、K1；C、K1。答案：B11.双曲柄机构死点。A、存在；B、可能存在；C、不存在。答案：C12.铰链四杆机构中存在曲柄时，曲柄是最短构件。A、一定；B、不一定；C、一定不。答案：B13.已知一铰链四杆机构ABCD，mm，mm，mm，mm，且AD为机架，BC为AD之对边，那么，此机构为。A、双曲柄机构；B、曲柄摇杆机构；C、双摇杆机构；D、固定桁架。答案：C14.铰链四杆机构中若最短杆和最长杆长度之和大于其他两杆长度之和时，则机构中。A、一定有曲柄存在B、一定无曲柄存在C、是否有曲柄存在还要看机架是哪一个构件答案：B15.铰链四杆机构的压力角是指在不计摩擦和外力的条件下连杆作用于上的力与该力作用点的速度间所夹的锐角。压力角越大，对机构传力越。A、主动连架杆；B、从动连架杆；C、机架；D、有利；E、不利；F、无影响。答案：BE16.对心曲柄滑块机构以曲柄为原动件时，其最大传动角为。A、；B、；C、。答案：C17.在曲柄摇杆机构中，当摇杆为主动件，且处于共线位置时,机构处于死点位置。A、曲柄与机架；B、曲柄与连杆；C、连杆与摇杆。答案：B18.在曲柄摇杆机构中，当曲柄为主动件，且共线时，其传动角为最小值。A、曲柄与连杆；B、曲柄与机架；C、摇杆与机架。答案：B19.压力角是在不考虑摩擦情况下作用力和力作用点的方向所夹的锐角。A、法线；B、速度；C、加速度；D、切线。答案：B三、图解题1.设计一偏置曲柄滑块机构。已知曲柄长度，偏距，曲柄AB顺时针方向等速转动，，当AB杆位于时，滑块上铰链点C的速度，水平向右指向。试求：（1）连杆长度（2）AB杆能否成为曲柄，为什么？（3）当AB杆为主动件时，最大压力角发生在什么位置？在图中标注出?（4）该曲柄滑块机构的行程速度变化系数K=？答案：以作图。（1）（2）AB杆能成为曲柄。（3）当曲柄AB为主动件时，见图示，等于。（4）2.设计一曲柄摇杆机构，使曲柄等速转动时，摇杆的摆角在之间变化，如图示。设摇杆长为mm，机架长为mm。求曲柄AB和连杆BC的长度。答案：图解见图。取mm/mm曲柄的长mm连杆的长mm3.如图所示，当滑块在水平滑道上处于C1、C2位置时，连杆的位置角如图所示均为，C1C2=30mm。设连架杆AB的固定铰链A位于过C1点滑道垂线的下方，其距离为mm，设计此机构，确定连架杆AB及连杆BC的长度(铰链B1在图示标线C1P1上)。该机构是否有曲柄存在？为什么？答案：用半角转动法求解最方便，因选定的是固定铰链A。（1）求极点P12：作C1C2的中垂线，P12必在该线上。根据C1P1转至C2P2的转角为，且为顺时针方向。则由P12的性质即可求P12的具体位置。据题设C1C2P12为一等边三角形。（2）据P12性质，AP12线必平分B1P12B2=。由半角转动原理，以P12为中心，将P12A的延长线转过，与C1P1的交点即为铰链点B1。求得：mmmm该机构偏距mm（3）因mm，故AB不可能成为曲柄。4.已知机架mm，摇杆CD离机架最近极限位置，且mm，设该机构为曲柄摇杆机构，且行程速比系数K=1.4，试用作图法求出曲柄AB和连杆BC的长度，并绘出机构图。答案：（1）按m/mm作图；根据，可求出，以AC为一边，作，与以D为圆心，以DC长为半径所作的圆弧交于点；（2）以A为圆心，以AC为半径画弧，交于E点，则m。（3）以A为圆心，以mm长为半径作圆，与AC的延长线交于B点，则mmm5.在图示铰链四杆机构中，各构件的长度分别为mm，mm，mm，mm。（1）试论证构件BC能相对构件AB作整周转动；（2）当构件BC主动并相对于构件AB连续转动时，求构件AB相对于构件AD摆动的角度（作图表示之）。答案：（1）而BC最短，故B、C为整转副，BC能相对于AB作整周转动。（2）AB相对于构件AD（BC相对AB主动时），摆动的角度为，如图示。mm/mm6.标出图示各机构的压力角与传动角，箭头标注的杆件是主动件。答案：7.已知四杆机构连杆上一标线MN的三个对应位置和固定铰链A、D的位置。用作图法确定连杆上铰链B、C的位置。画出机构的第一个位置，说明原动件应采用的转动方向。答案：视MN为相对机架，以M1N1为基准反转A、D两点，得到A、A和D和D。分别作AA和AA的中垂线、，其交点便是铰链B。同理，DD和DD的中垂线、的交点便是活动铰链C。根据M1N1、M2N2、M3N3的位置可知原动件AB应逆时针转动。8.碎矿机用曲柄摇杆机构如图所示。已知摇杆CD长为500mm，摆角，其中左极限位置为垂直，铰链A，D同在水平线上，行程速度变化系数K=1.4。试用图解法确定机架AD、曲柄AB及连杆BC的长度。（保留作图线，并将设计结果写在下面）答案：m/mm，/m。m。m。9.图示为一偏心轮机构。（1）写出构件1能成为曲柄的条件；（2）在图中画出滑块3的两个极限位置；（3）当轮1主动时，画出该机构在图示位置的传动角；（4）当滑块3主动时，画出该机构出现最大压力角的位置。答案：（1）；（2）C1、C2为两个极限位置；（3）传动角如图所示；（4）在AB1、AB2两位置。10.图示铰链四杆机构。已知mm，mm，mm，mm。试问：（1）该机构为何种类型机构，有无曲柄存在？如有，指出哪个构件是曲柄；（2）当以为主动件时，标注出从动件的压力角。答案：（1）mm其它二杆之和mm则其它二杆之和，且为机架，该机构为双曲柄机构，且双曲柄为、两杆。（2）从动件压力角标注如图所示。11.用图解法设计一摇杆滑块机构。已知摇杆AB上某标线的两个位置AE1和AE2，以及滑块C的两个对应位置C1和C2（见图）。试确定摇杆上铰链B的位置，并要求摇杆的长度为最短（直接在题图上作图）。答案：用反转法作图，作图步骤如下：（1）拟由位置1反转到位置2。连接AC1、C1E1，将AC1E1反转，使AE1重合至AE2得点：（2）连接和C2，并作其垂直平分线nn；（3）由A点作nn线的垂线得交点B2，即为所求铰链B的第2位置。12.试设计一铰链四杆机构，已知摇杆长mm，机架长mm，行程速度变化系数K=1，摇杆的一个极限位置与机架的夹角，求曲柄长和连杆长。答案：（1）（2）作图；m/mm。（3）mmmm13.图示为开关的分合闸机构。已知mm，mm，mm，mm。试回答：（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和传动角；（3）分析机构在实线位置（合闸）时，在触头接合力Q作用下机构会不会打开，为什么？答案：（1），不满足有曲柄条件，该机构为双摇杆机构。（2）如图所示，是压力角，为传动角。（3）此时CD杆是主动件，机构处于死点位置，C点的约束反力通过B点和A点，因此机构不能自动打开。14.图示导杆机构，已知：mm，若要机构成为摆动导杆机构，的最小值应满足什么条件？并指出图示位置AB杆为原动件时机构传动角的大小。答案：（1）mm（2）15.图示为一偏置曲柄滑块机构。已知曲柄长度mm，其角速度rad/s，偏距mm；又当连杆与曲柄垂直时滑块C的速度m/s。求连杆BC的长度。答案：（1）取比例尺，m/mm，m/s/mm。求+大小？方向水平AB式中m/s故m/s按速度比例尺可作出速度多边形，如图a所示。（2）由速度图a中每个速度矢量的方向可求出机构中每个构件的位置。在图b中作，且mm；过铰链B作,交距铰链A偏距为的导路于C点。故mm。16.设计一曲柄滑块机构,已知曲柄长度mm，偏距mm，要求最小传动角。（1）确定连杆的长度;（2）画出滑块的极限位置；（3）标出极位夹角及行程H;（4）确定行程速比系数K。答案：（1）AB向下时，有，由图解mm；（2）如图C1、C2；（3）、H如图示，，H=31.5mm；（4）17.设计一曲柄摇杆机构，已知摇杆的长度mm，摆角，行程速比系数K=1.4，机架长度mm。求曲柄和连杆的长度和，并在图上画出可能发生最小传动角的位置，最后判定一个并在图上标出。答案：取（1）（2）mmmm（3）18.画出图示机构的极限位置，标出极位夹角，确定行程速比系数K。答案：19.图示四杆机构中，若原动件为曲柄，试标出在图示位置时的传动角及机构处于最小传动角时的机构位置图。答案：为时的机构位置。20.现需设计一铰链四杆机构,已知摇杆CD的长度lCD=150mm,摇杆的两极限位置与机架AD所成的角度,机构的行程速比系数K=1,试确定曲柄AB和连杆BC的长度。答案：(1)mm又K=1A必在C1C2的连线上。（2）mmmm解得曲柄mm连杆mm21.如图示曲柄滑块机构的运动简图，试确定当曲柄1等速转动时，（1）机构的行程