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、如图示的铰链四杆机构中，AD 为机架，AB a ==35 mm ，CD c ==50 mm ，30==d AD mm ，问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？

2、试画出图示机构的传动角γ和压力角α，并判断哪些机构在图示位置正处于“死点”？

（1） （2）

（3） （4）

5、在图示铰链四杆机构中，已知各构件的长度25=AB l mm ，55=BC l mm ，40=CD l mm ， 50=AD l mm 。

（1）问该机构是否有曲柄，如有，指明哪个构件是曲柄；

（2）该机构是否有摇杆，如有，用作图法求出摇杆的摆角范围；

（3）以AB 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θ，并计算行程速度变化系数K ；

（4）以AB 杆为主动件，确定机构的αmax 和γmin 。

6、图示为开关的分合闸机构。已知150=AB l mm ，200=BC l mm ，200=CD l mm ， 400=AD l 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α 和传动角γ；

（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？

7、试设计一曲柄摇杆机构。设摇杆两极限位置分别为4090,15021===CD l ； ??mm ，50=AD l mm 。求AB l 、BC l 及行程速比系数K 和最小传动角γmin 。

（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、现需设计一铰链四杆机构，已知摇杆CD 的长度l CD =150mm ，摇杆的两极限位置与机架AD 所成的角度 903021==??，，机 构的行程速比系数K =1，试确定曲柄AB 和连杆BC 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10021=C C l mm ，导路的偏距20=e mm 。

（1）用作图法确定曲柄长度l AB 和连杆长度l BC ；

（2）若滑块从点C 1至C 2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40=DC l mm,摆角o 45 =?，行程速度变化系 数K =1.2，机架长度

a b l AD -=（a 为曲柄长，b 为连杆长）

。

14、试设计一铰链四杆机构。已知行程速度变化系数K =1，机架长 100=AD l mm ，曲柄长 20=AB l mm ，且当曲柄与连杆共线，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μl =0002. m/mm

15、有一铰链四杆机构。已知：摇杆的长度为430 mm ，最大摆角为90 ，在两个极限位置时与机架上的两固定铰链中心连线所成夹角为60 和30 （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：582=AC mm ，241=AC mm ，75=CD mm ，K =1.5。求曲柄长AB 、连杆长BC 、机架长AD 及摇杆最大摆角ψ。

17、设计一曲柄滑块机构。已知机构处于两极限位置时，其682=AC mm ， 251=AC mm ，K =1.5。求曲柄长AB 、连杆长BC 、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CD 长为500 mm ，摆角?=45 ，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）

{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，b 为最短杆

c b a

d +≤+, 50353065

015+≤+=<15 mm （1分）

2）b 为最长杆，b d a c +>+， b +>+=30355085，

b >55mm ，又，115mm >b

55 mm <

3）b 为中间长度杆， c d a b +>+, 503035+>+b

b <45 mm （2分） 所以4515<

（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）

1）当BC l 为最长杆时（即40≥BC l mm ），要使机构成为曲柄摇杆机构还应满足下列条件： 403020+≤+BC l ，故5040≤≤BC l 。 （2分）

2）当BC l 不为最长杆时（即40

BC l +≤+304020，故4030<≤BC l 。 （2分） 所以：5030≤≤BC l （1分）

（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）118.1170190)180()180(,10==-+==θθθ K 。 （2分）

（2）γmin =57 。 （3分）

（3）向左大。 （2分）

（4）会出现，因为在连杆与曲柄共线时传动角γ=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）80max min =+=+BC AB l l l l mm ，其它二杆之和90=+CD AD l l mm

即 <+m a x m i n l l 其它二杆之和，且连架杆AB l 为min l 。

该机构为曲柄摇杆机构。有曲柄，即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?=90 。 （2分）

（3）有急回性，且θ=30 ，故

4.1)30180)30180()180()180(=-+=-+= θθK 。 （3分）

（4）αmax 或γmin 发生曲柄与机架两次共线的位置，作其二位置AB 'C 'D 和AB "C "D ，由图得αmax 或γmin 发生在AB C D 位置处。

故量得： αm a x =60 γm i n =30 （2分）