偏置式曲柄滑块机构1
机械原理试题(28、B4)
2009 ~2010学年 第 二 学期一 二 三 四 五 六 七 八一、平面机构结构分析（15分）1. 在图1-1所示机构中，凸轮为一圆盘，铰链A 、B 、C共线，AB =BC =BD 。
（1）计算该机构自由度，请明确指出机构中的复合铰链、局部自由度或虚约束；（9分）（2）画出该机构的低副替代机构。
（3分）2. 试画出图1-2所示机构的基本杆组（必须将构件代号标注在基本杆组中），并确定机构的级别。
（3分）二、平面连杆机构分析与设计（30分）1. 确定图2-1所示机构在图示位置的全部瞬心。
若曲柄1的角速度ω1已知，写出计算构件3的角速度ω3的表达式；（8分）2. 画出机构在图示位置的传动角γ；（2分）3. 在图2-2所示机构中，已知1ϕ=45°，1ω=10rad/s ，逆时针方向，l AB =400mm ，封线密15 2 467 38 图1-24C B132ω1A图2-1B DC A J F E ' IG K O H 图1-1 Eγ=60°，试用相对运动图解法求构件2的角速度2ω、构件3的速度v 3和加速度a 3（要求列出矢量方程，画出速度多边形和加速度多边形）；（10分）4．给定摇杆长度及两极限位置如图2-3所示，图中，μl =0.002m/mm ，要求机构的行程速比系数K =1.5，机架长度l AD =45mm ，试设计曲柄摇杆机构（直接在图2-3上作图，保留作图线，求出l AB 和l BC 的值）。
（10分）三、凸轮机构分析（10分）1. 试在图3中画出凸轮的理论轮廓曲线、基圆、从动件的最大行程h 、凸轮逆时针转至轮廓线上点A （点A 位于凸轮轮廓线的直线段上）与滚子接触时，从动件位移s 和机构压力角α；（6分）2. 凸轮的推程角Φ =?、回程角Φ'=?（4分）四、齿轮机构参数计算（10分）在图4所示齿轮机构中，己知各直齿圆柱齿轮模数均为2mm ，各轮的齿数分别为：z 1=15，z 2＝32，z 2'=20，z 3＝30。
机械设计基础-学位课程试题V1
学位课程机械设计一选择题1. 最短杆为连杆时，铰链四杆机构是（A）机构A. 双摇杆B. 双曲杆C. 曲杆摇杆 D 无法确定2. 四杆机构的行程速比系数K 恒（D）A >1B <1C ≤ 1D D ≥ 13. 要改善机构的动力性能应（B）A 增大压力角B 减小压力角C 减小传动角D B与C4. 独立的平面运动构件具有（C）个自由度。
A 一B 二C 三D 四5. 铰链四杆机构是曲柄摇杆机构时，最短杆是（C）A 连杆B 机架C 连架杆D 与机架相对的杆6. 铰链四杆机构处于死点位置时，（A）共线A 原动件与连杆B 从动件与连杆C 机架与连杆D 机架与原动件7. 机构具有确定运动时，机构的原动件数（B）机构的自由度数A 大于B 等于C 小于D 大于等于8. 凸轮机构中具有刚性冲击的从动件运动规律是（A）A 等速B 等加速等减速C 余弦D 正弦9. 当盘型凸轮机构的外轮廓有内凹曲线段时，应选用（C）从动件。
A 平底B 滚子C 尖顶D 摆动10. 只有一个拨盘圆销的槽轮机构的运动特性系数为（B）A τ<0 Bτ< 0.5 C τ> 1 D τ>0.511. 渐开线标准齿轮的分度圆处齿厚（C）分度圆处齿槽宽A >B <C =D ≥12. 渐开线齿轮的基圆上压力角等于（D）A 20°B 10°C 5°D 0°13. 两渐开线齿轮啮合，分度圆上压力角比齿顶圆上压力角（B）A 大B 小C 一样D 不确定14. 齿轮连续传动的条件是δ（A）A ≥1B <1C >1D ≤ 115. 齿轮传动中的齿面点蚀首先出现于（A）A 节线附近B 基圆附近C 齿顶部D 齿根处16. 直齿圆柱齿轮避免根切的最小齿数应（A）17.A 大于B 相等C 小于D 不确定17. 如有两渐开线齿轮啮合，分度圆上的压力角比齿顶圆上压力角是（B）A 大B 小C 相等D 不确定18. 周转轮系和定轴轮系的差别在于周转轮系存在（A）A 行星轮B 太阳轮C 中心轮D 不完全齿轮19. 回转体的平衡力系是考虑（D）的平衡A 转矩B 扭矩C 重力D 离心力20. 在机器中加装飞轮可（C ）机器的周期性速度波动A 消除B 增大C 减小D 不变21. 普通螺纹的公称直径是螺纹的（C）A 外径B 中径C 大径D 不确定22. 普通外螺纹所在的圆柱面直径称为螺纹的（B）A 顶圆直径B 公称直径C 外径D 中径23. 非矩形螺纹的当量摩擦系数比实际摩擦系数(A)A 大B 小C 相等D 不确定A 螺栓B 螺钉C 双头螺柱D 紧固螺钉25. 当螺纹的升角和摩擦角的关系满足（D）时，螺纹自锁A ψ>ρ Bψ≥ρ C ψ=ρ Dψ≤ρ26. 材料Q235表示A 合金机构钢B 球墨铸铁C 优质碳素结构钢D 碳素结构钢27. 脉动循环变应力的循环特性r=（B）A =1B 0C -1D 328. 普通V 带传动中要求V 带轮直径不能太小是为了避免（B）太大A 离心应力B 弯曲应力C 拉应力D 摩擦力29．链传动过程中的瞬时传动比是（C）A 主动链轮半径/被动链轮半径，B 被动链轮半径/主动链轮半径C 变化的D 以上均错误30. 对于软齿面的齿轮，设计时应按（D）设计A 拉伸强度B 弯曲强度C 断裂强度D 接触强度31. 既承受弯矩又承受扭矩的轴称为（A）A 转轴B 心轴C 传动轴D 曲轴32. 承受弯矩不承受扭矩的轴称为（B）A 转轴B 心轴C 传动轴D 曲轴33. 有利于高速旋转的最理想的摩擦是（A）A 液体摩擦B 边界摩擦C 干摩擦D 混合34. 轴承的基本额定载荷是基本额定寿命等于（B）转时轴承所能承受的载荷A 105B 106C 107D 10835. 轴承36312的内径是（D）A 12mmB 120mmC 312mmD 60mm36. 轴承36324的内径是（B）A 12mmB 120mmC 312mmD 60mm二简答题1. 机构具有确定运动的条件是什么？答：机构具有确定运动的条件是：机构自由度F>0，且F等于原动件数。
曲柄滑块机构的运动分析及应用解读
机械原理课程机构设计实验报告题目：曲柄滑块机构的运动分析及应用小组成员与学号：刘泽陆(********)陈柯宇(11071177)熊宇飞(11071174)张保开(11071183)班级：1107172013年6月10日摘要 (3)曲柄滑块机构简介 (4)曲柄滑块机构定义 (4)曲柄滑块机构的特性及应用 (4)曲柄滑块机构的分类 (8)偏心轮机构简介 (9)曲柄滑块的动力学特性 (10)曲柄滑块的运动学特性 (11)曲柄滑块机构运行中的振动与平衡 (14)参考文献 (15)组员分工 (15)摘要本文着重介绍了曲柄滑块机构的结构，分类，用途，并进行了曲柄滑块机构的动力学和运动学分析，曲柄滑块机构的运动学特性分析，得出了机构压力表达式，曲柄滑块机构的运动特性分析，得出了滑块的位移、速度和加速度的运动表达式。
最后，对曲柄滑块机构运动中振动、平衡稳定性等进行了总结。
关键字：曲柄滑块动力与运动分析振动与平稳性ABSTRACTThe paper describes the composition of planar linkage, focusing on the structure, classification, use of a slider-crank mechanism and making the dynamic and kinematic analysis, kinematics characteristics of the crank slider mechanism analysis for a slider-crank mechanism, on one hand , we obtain the drive pressure of the slider-crank mechanism ,on the other hand,we obtain the expression of displacement, velocity and acceleration of movement. Finally, the movement of the vibration and balance stability of the crank slider mechanism are summarized.曲柄滑块机构简介曲柄滑块机构定义曲柄滑块机构是铰链四杆机构的演化形式,由若干刚性构件用低副(回转副、移动副)联接而成的一种机构。
偏置曲柄滑块机构计算
具有最优传力性能的曲柄滑块机构的设计宁海霞1董萍摘要：在曲柄滑块机构的设计中，将x作为设计变量，求出已知滑块行程H，行程速比系数K 时机构传力性能最优的x 值，使得最小传动角γmin为最大，从而设计出此机构。
关键词：最优传力性能；曲柄滑块机构；行程速比系数；最小传动角机器种类很多，但它们都是由各种机构组成的，曲柄滑块机构就是常用机构之一。
它有一个重要特点是具有急回特性。
故按行程速比系数 K 设计具有最优传力性能的曲柄滑块机构是设计中常遇到的问题。
本文将 x 作为设计变量，给出了解决问题的方法。
一、x 和最小传动角γmin 的关系1．最小传动角γmin的计算曲柄滑块机构如图 1 所示，图中 AB 为曲柄，长度为 a，BC 为连杆，长度为 b，偏心距为 e。
γ愈大，对机构传动愈有利，它是机构传动性能的重要指标之一，工程上常以γ值来衡量机构的传力性能。
1作者简介：宁海霞（1设计、复合材料图 1当主动件为曲柄时，随着其位置不同，γ值亦不同，最小传动角γmin 出现在曲柄与滑块导路垂直的位置，其值为：min= cos-1(a +e) (1)b2．X 和最小传动角γmin 的关系设计一曲柄滑块机构，已知：滑块行程H，行程速比系数 K，待定设计参数为 a 、 b 和 e 。
K - 1计算极位夹角： = 180K -1K + 1根据已知条件，作出图2，曲柄支点在圆周上，它的位置决定传力性能，现设 AC1=x，x 作为设计变量，一旦确定了 A 点的位置，a、b 和 e 也就确定。
下面找出 a、b和 e与设计变量 x之间的关系。
图2 在△AC1C2中(2)H 2 = (b -a )2 +(b +a )2 -2(b -a )(b +a )cosb -a =xH 2 = x 2 + (x + 2a )2 - 2x (x + 2a ) cosx (cos-1) + H 2 - x 2 sin 2a = 2a +b x + 2 asin(AC C ) e / x 所以 e = sin（x 2 +2a 2）/ H（3）将 b = x +a 代入 （1）-1 e + a min = cos -1 （ e + a）（4） x +a将式（2）、（ 3）代入式（4），γmin 仅为 x 的函数，则可求得γmin 的值。
曲柄滑块机构的结构
曲拐轴式曲柄滑块机构便于实现可调行程 且结构较简单，但由于曲柄悬伸，受力情
况较差，因此主要在中、小型机械压力机 上应用。
偏心齿轮工作时只传递扭矩，弯矩由芯轴承受，因此 偏心齿轮的受力比曲轴简单些，芯轴只承受弯矩，受
力情况也比曲轴好，且刚度较大。此外，偏心齿轮的
铸造比曲轴锻造容易解决，但总体结构相对复杂些。
为了保证滑块的运动精度，滑块的导向面应尽量长 ，因而滑块的高度要足够高，滑块高度与宽度的比 值，在闭式单点压力机上约为１．０８～１．３２ ，在开式压力机上则高达１．７左右。
滑块还应该越轻越好，质量轻的滑块上升时消耗的 能量小，可以减少滑块停止在上止点位置时的制动 力。
滑块还应有足够的强度，小型压力机的滑块常用ＨＴ２００铸造。中 型压力机的滑块常用ＨＴ２００或稀土球铁铸造，或用Ｑ２３５钢板 焊接而成。
所以，偏心齿轮驱动的曲柄及滑块机构常用于大中型 压力机。
滑块与导轨结构
压力机上的滑块是一个箱形结构，它的上部与连杆连接，下面开有“ Ｔ”形槽或模柄孔，用以安装模具的上模。
滑块在曲柄连杆的驱动下，沿机身导轨上下往复运动，并直接承受上 模传来的工艺反力。
为了保证滑块底平面和工作台上平面的平行度，保 证滑块运动方向与工作台面的垂直度，滑块的导向 面必须与底平面垂直。(下平面的平面度，导向面的 平面度，下平面对导向面的垂直度，导向面对母线 的直线度）
综上所述，机身变形对冲压工艺的影响是至关重要的，必须给予重视 。不同刚度的压力机，在同样的工作负荷下，刚度小的变形大，刚度
大的变形小；而对同一台压力机，工作负荷越大，变形也越大。这是 在选择压力机时必须考虑的因素。
曲柄滑块机构的运动分析
S
R 1
cos
2
机械设计课后习题答案 机械工业出版社
习题复习
3-3.设计一曲柄摇杆机构.已知摇杆长度l3=100mm,摆角 Ψ =30°,摇杆的行程速比系数K=1.2.试根据最小传动角 rmin.≥40°的条件确定其余三杆的尺寸. 解:由摇杆的行程速比系数K=1.2，可得出极位夹角：
K 1 1.2 1 180 180 16 K 1 1.2 1
习题复习
解： 1）如右图所示: 当曲柄与连杆共线时, 两曲柄之间的夹角θ 即为 极位夹角. 两摇杆之间的夹角Ψ 即为 最大摆角.
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2）如右图所示: 曲柄与机架共线时, 即当B点位于B1或B2 位置时，机构有最小 传动角。由图可知，当 B点位于B2位置时，有最小 传动角。
习题复习
3）如右图所示: 当摇杆为原动件时 曲柄与连杆共线时, 此时传动角γ =0°,机构 处于死点位置.
习题复习
3.验证最小传动角是否满足要求 此位置用画图法得出最小 传动角为59°。满足 min 40 的要求，因此可 以选定此A点位置。 此时，三杆的长度分别为： l1=21.4mm;
l2=106.8mm； l4=96.2mm.
习题复习
3-4.设计一偏置曲柄滑块机构.已知滑块的行程速比系数 K=1.4,滑块的行程LC1C2=60mm，导程的偏距e=20mm， 试用图解法求曲柄AB和连杆BC的长度。 解：由滑块的行程速比系数K=1.4可得出极位夹角：
习题复习
5）作∠DC2E=40°,使线C2E与外 接圆相交于Q点。在Q点上侧区域 任选一点A作为曲柄与机架组成的 固定铰链中心，并分别与C1,C2相 连，得∠C1AC2。因同一圆弧的圆 周角相等，故∠C1AC2= ∠C1PC2=θ .
习题复习
2.确定各杆的长度 由机构在极限位置处曲柄和 连杆共线的关系可知： AC1=L2-L1，AC2=L2+L1, 从而得到曲柄长度： L1=(AC2-AC1)/2=21.4mm。 再以A为圆心，L1为半径作圆， 交C1A的延长线和C2A于B1和B2， 从而得出B1C1=B2C2=L2=106.8mm 及AD=L4=96.2mm.
机械设计基础习题集(附解答)
目录绪论 (1)平面机构的自由度 (3)平面连杆机构 (8)凸轮机构 (14)齿轮机构 (18)轮系 (23)机械零件设计概论 (28)联接 (30)齿轮传动 (41)蜗杆传动 (51)带、链传动 (60)轴 (69)滑动轴承 (75)滚动轴承 (78)联轴器和离合器 (91)绪论1. 简述机构与机器的异同及其相互关系。
2. 简述机械的基本含义。
3. 简述构件和零件的区别与联系。
4. 简述“机械运动”的基本含义。
5. 简述“机械设计基础”课程的主要研究对象和内容。
6. 简述“机械设计基础”课程在专业学习中的性质。
【参考答案】1. 共同点：①人为的实物组合体；②各组成部分之间具有确定的相对运动；不同点：机器的主要功能是做有用功、变换能量或传递能量、物料、信息等；机构的主要功能是传递运动和力、或变换运动形式。
相互关系：机器一般由一个或若干个机构组合而成。
2. 从结构和运动的角度看，机构和机器是相同的，一般统称为机械。
3. 构件是机械中的运动单元，零件是机械中的制造单元；构件是由一个或若干个零件刚性组合而成。
4. 所谓“机械运动”是指宏观的、有确定规律的刚体运动。
5. 研究对象：常用机构（平面连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等）和通用零（部）件（螺栓、键、齿轮、带、链、轴、轴承、联轴器、离合器等）。
研究内容：机构的组成及其工作原理、结构分析、运动分析等；零（部）件结构、设计计算、类型选择、使用维护等。
6. “机械设计基础”课程着重研究各类机械中的共性问题，为进一步深入研究各种专门机械奠定基础；同时，“机械设计基础”课程的学习又涉及到高等数学、机械制图、工程力学、工程材料以及机械制造基础等知识的综合运用。
因此，“机械设计基础”是课程体系中的一门专业技术基础课程。
平面机构的自由度1. 什么是机构中的原动件、从动件、输出构件和机架？2. 机构中的运动副具有哪些必要条件？3. 运动副是如何进行分类的？4. 平面低副有哪两种类型？5. 简述机构运动简图的主要作用，它能表示出原机构哪些方面的特征？6. 机构自由度的定义是什么？一个平面自由构件的自由度为多少？7. 平面运动副中，低副和高副各引入几个约束？8. 机构具有确定运动的条件是什么？当机构的原动件数少于或多于机构的自由度时，机构的运动将发生什么情况？9. 运动链和机构关系如何？10. 画出下列机构的示意图，并计算其自由度。
高起专机械复习
偏置曲柄滑块机构中，若以曲柄为原动件时，最小传动角鉳in能出现在曲柄与滑块的导路相平行的位置。
的答案是“错”。
摆动导杆机构不存在急回特性。
的答案是“错”。
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。
的答案是“错”。
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。
的答案是“对”。
在曲柄滑块机构中，只要原动件是滑块，就必然有死点存在。
的答案是“对”。
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。
的答案是“错”。
曲柄摇杆机构只能将回转运动转换为往复摆动。
的答案是“错”。
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。
的答案是“错”。
增大构件的惯性，是机构通过死点位置的唯一办法。
的答案是“错”。
平面四杆机构有无急回特性取决于极位夹角是否大于零。
的答案是“对”。
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。
的答案是“错”。
凡曲柄摇杆机构，极位夹角璞夭坏扔?0，故它总具有急回特征。
的答案是“错”。
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，应限制其最小值鉳in不小于某一许用值[鉣。
的答案是“对”。
在铰链四杆机构中，如存在曲柄，则曲柄一定为最短杆。
的答案是“错”。
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。
的答案是“错”。
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。
的答案是“错”。
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。
的答案是“对”。
铰链四杆机构是由平面低副组成的四杆机构。
的答案是“对”。
在曲柄摇杆机构中，若以曲柄为原动件时，最小传动角鉳in可能出现在曲柄与机架两个共线位置之一处。
的答案是“对”。
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。