山东理工大学机械原理考试原题目——四杆机构的设计

1、第三章平面连杆机构及其设计1 如图示的较链四杆机构中，AD为机架，AB=a = 35 mm CD = c = 50 mm, AD = d = 30mm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 和压力角：，并判断哪些机构在图示位置正处于“死点” ？5、在图示较链四杆机构中，已知各构件的长度Iab =25mm, Ibc =55mm, Icd =40mm, I ad =50 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;作图法求出其极位夹角以AB杆为主动件时，该机构

2、有无急回性？用 二，并计算行程速度变化系数K； 以AB杆为主动件，确定机构的:max和聞6、图示为开关的分合闸机构。已知Iab =150 mm, Ibc =200 mm, Icd =200 mm, Iad =400 mmo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?7、试设计一曲柄摇杆机构。设摇杆两极限位置分别为亠T50,泪90 ； lcD=40mm, lAD=50mrm 求Iab、Ibc及行程速 比系数K和最小传动角mine（用图解法求解用图解法求解，简述

3、作图步骤，并保留作图过程）210、设计一偏置曲柄滑块机构，已知滑块的行程速度变化系数8现需设计一较链四杆机构，已知摇杆CD的长度lcD=150mm,杆的两极限位置与机架AD所成的角度 = 30, = 90,机 构的行程 速比系数K=1,试确定曲柄AB和连杆BC的长度。K=1.5,滑块的行程ldcA 100mm,导路的偏距e=20mm（1）用作图法确定曲柄长度Iab和连杆长度Ibc ;（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ABCDo已知摇杆lDc=40mm,摆角，=45。，行程速

4、度变化系 数K=1.2,机架长度Iad =b-a （a为曲柄长，b为连杆长）14、试设计一较链四杆机构。已知行程速度变化系数K=1,机架长Iad =100 mm,曲柄长 心=20 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。建议比例尺为叫=0.002 m/mmN BD15、有一较链四杆机构。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较链中心连线 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：AC2 =58 mm, AG =

5、24 mm, CD =75 mm, K=1.5o求曲柄长AB、连杆长BC、机架长AD及摇杆最大摆角17、设计一曲柄滑块机构。已知机构处于两极限位置时，其AC? =68 mm, AC 25 mm, K=15。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，较链A, D同在水平线上，行程速度变化系数K=1.4o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、填空题、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

6、曲柄b为最短杆c b 乞 a d,50 b _ 35 30 = 65,0 : : b : :15 mm（3分）（2）当不存在曲柄t1） b为最短杆，b 15 mm（1分）2) b 为最长杆，bd ac, b 30 35 50 = 85, b 55mm,又，115mm b55 mm : : b :115 mm(2a K%所以15mm : b : 45 mm, 55 mm : : b : :115 mm(1分)综合以上两种情况，b ： ： ：45mm, 55 mm： : : b ： ： ：115 mm 时，此（3）有可能成为双曲柄机构。(1考核知识点：整转副存在的条件2、（本题共10分）解：每题2

7、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 占f J3、（本题共10分）解：（1）1）当Ibc为最长杆时（即Ibc兰40 mm），要使机构成为曲柄摇杆机构还应满足下列条件:(2分)20 Ibc 岂 3040,故 40 乞 Ibc 乞 50。2）当Ibc不为最长杆时（即Ibc 40 mm）,要使 此机构成为曲柄摇杆机构还应满足下列条件:20 40 乞 30 I bc,故 30 乞 Ibc : 40 o（2分）所以：30乞IbcmO（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)C考核知识点：整转副存在的条件、最小

8、传动角的位置4、（本题共10分）解：(1) r-10 ,K= (180(180=190 170=1.118o(2)min =57 o（3分）向左大。（2分）5、（本题共10分）（3分）解：(1 ) Imin Imax =lAB IbC = 80 miTI,其它二杆之和 IaD IcD = 90 miTI即Imiflmax”：其它二杆之和，且连架杆IaB为Imin该机构为曲柄摇杆机构。有曲柄，即AB杆为曲柄。（2）该机构为曲柄摇杆机构，故有摇杆。摇杆摆角范围 丄90。（3）有急回性，且v - 30,故K= (180 巧(180-巧=(180 30 ). (180 -30 ) =1.4。（3分）（

9、2分）（3分）（4）灯麥或聞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max或饰发生在ABCD位置处。故車得:max=60min=30,（2分）BALi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）150 400.200 200,不满足有曲柄条件,该机构为双摇杆机构。（4分）如图所示，：是压力角，为传动角。（3分）（3）此时CD杆是主动件，机构处于死点位置,C点的约束反力通过打开。B点和A点，因此机构不能自动（3分）考核知识点：整转副存在的条件、压力角和传动角、最小传动角的位凰(2分)I ab =64mm（3分）所以,180 二

10、180 15180 -180-15(3分）7、（本题共10分）解：（1）取比例尺叫= 1mm,先将已知条件画出。mm（2）测得：AG =ibc-Iab -26mm, AC2=ibc两式联立求得：Iab=1 9mm, Ibc = 45mm(3)测得:v-.CiAC215（4）测得：min =42（2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（3分）b a = 2CD = 2150 =(3分)C28 （本题共10分）解：(1)先将已知条件画出，.QDC,=90, 30 丄 60, C,C2 jcd T50 mm (2 分)（2）K=1, v-0, A必在CiC2的连线上

11、。(2)300 mm, b _ a = CD = 150 mm（2分）解：（1）画出摇杆两位置(2)1) =30v-180 (K-1)(K1) =180(2分)(3) 画出Ci, C2所在圆。(4)ACi, AC2, Iac2 = b a=520mm, Iaci = b a=280mma = (I ac2-iaci) . 2 =120mm,b =%2 a= 400mm（2分）（1.4-1）（1.4（2分）找出A点，连接（2分）（2分）解得，曲柄a =75 mm,连杆b =225 mm9、（本题共10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10、(本题共10分)（2分）解

12、：(1) v-180 (K-1) / (K1) =36（2）作学2及e,作.GCQ二600 = 90,-二，得C1O和C2O的交点O,以O为圆心和OC1为半径作圆周L,该圆与导路相距为I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，Iac2 = 118 mm, Iac= 30 mm,从而可求得Iab= （Iac2tacj 2 =44 mm, Iba （Iaci Iac2） 2=74 mm（2分）选定曲柄的回转方向为逆时针。（2分）（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,（4）工作行程和空回行程的最大压力角分别为:nwc和:max胪考核知识点：平面四杆机

13、构的设计，最小传动角的确定11、（本题共10分）解：(1)极位夹角“180。(K-1)(K1) =16.3。（2分）（2）=90。）73.7。，C1O与C2O相交于O点;（3）为半径画L圆；作.C1C2O C2C1O（2分）以O为圆心，以06（2分）（4）作DG的垂直平分线交L圆于A点，则A即为曲柄的回转中心；AQ和AG,因AC2=b+a, ACAb-a,故以（AC2AC0/2为半径，以A为圆心 画圆交AC?（2分）（5）连和AC1于B2点，交AC1的延长线于B1点。则AB1C1D（或AB2C2D）即为所设计的曲柄考核知识点：平面四杆机构的设计（2分）12、（本题共10分）（2分）解：（1）极

14、位夹角二=180。3 =0。K+1（3分）（2）因此转动副A在返回点G Q的连线上;）机架1 j心 by）cos6o=3 104=17321(3.10022C)-2 200 100cos60。mm(2 分)13、分）（本题共10解:（1） K 二密二 075二二 180二1 180=36分）（2Vci 0.05K+11.5+1C2O相交于O点;（1（2）作.C1C2O =/c2GO =90-n 73.7。，C10 与分）,仁理222冷口口（統）如图min =28。以O（1（2分）在道分）（2分）（5分）（3分）14、解：（本题共10分）（1） A 0, AQ 与 AG 在一条直线上，因 ACa

15、AC1=EC2=CiC2=2ABAB二曲2（2）取比例尺作图；过D点作AB延长线的垂线DF,以F点为圆心，AB长为半径作 两弧线分别交AB的延长线于C1和C2点，连C1D或C2D。Icd 二 J|CD =54 mm考核知识点：平面四杆机构的设计（3）求连杆长，Icb = CB =86.6 mm考核知识点：平面四杆机构的设计15、(本题共10分)解：取 7 =0.02 m/mm(1)作摇杆弧线交于二极限位置的Q点;（1分）-180o（K-1） （K 1）=20% 过 Ci、C2 点作 CQ?。=/c2CQ = 90o -二，得交点O,以O为圆心,OC1为半径作圆L,与机架线相交于A点；(3) 连

16、A与点，A与 6点，得ACi, AC2。(4) 以A为圆心，AG为半径作弧交于AC2线上的E点。（3分）（1分）（2分）Ab = ASAG =13 mmBe = AG?A 皿 mm2量得：AD = 40 mm mmABC =920mmAD =800mm（3分）CeB2L26八16、(本题共10分)解：取 7 =1.5 mm/mm(2分)(1) J -180o(K-1). (K 1) =36。；考核知识点：平面四杆机构的设计（2）任取一点为A,过A点作两线段AC2 = 58 mm, ACi = 24 mm,使.CAC2 =36（2分）（3）以Ci, C2两点分别为圆心，以CD长为半径作弧交于D点

17、，D点即为摇杆与机架较接的较链点（2分）求仰衽 AB =（AC2 ACJ 2 =17mm, BC = （AC2 AB） = 41 mm, AD=60mm,=28%（ 4 分）考核知识点：平面四杆机构的设计17、(本题共10分)解:(1) r-180o(K-1)/(K 1 )=36-(2)任取一点为A,过A点作两线段AC2 = 58 mm, AC1 = 24 mm,使.CiACA 36（2分）（2分）（3）线的平行线，则两平行线的垂直距离即为偏距量得 e=21 mm, H = C1C2 =50 mm。(3) AB =(AC2 - AG) 2 = (68 25)2 = 21.5 mmBC 二 AC

18、2 AB = 46.5 mm过A点作G C2两点连e。（3分）(3分)考核知识点：平面四杆机构的设计18、（本题共10分）解:按 7 =0.001 m/mm 作图;（1）根据，z-180（K-1）（K1）,可求出 卄30。，以AC为一边，作CAC =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，贝IIab=iec 2=0.001 46 2 =0.023 mo(4分)考核知识点：平面四杆机构的设计（3）以A为圆心,以IabJ=0.023 0.001 =23 mm长为半径作圆,与AC的延长线交于B点，则Ibc 叫BC叫BC =0.0

19、01 59=0.059 mI ab 二 0.023 m,bc 0.059 m(2分)考核知识点：平面四杆机构的设计19、（本题共10分）解：I. | =0.01 m/mm,(1) )-180o(K-1) (K 1)=180(1.4-1) (1.4 1) =30。(2分)（2）画出CiD, C2D,做角CiOC2=60 ,以O为圆心做圆。（3）圆周交点为A点（2分）过D做水平线，与（2分）(4)连接 ACi, AC20（1分）Iab =(AC?-疋).2叫=14 0.01=0.14/m, Ibc =(疋疋)2叫=50 0.01 =0.5 mI AD = AD 沁n =42 0.01 =0.42 m。=10 mm /mm(3分)20、（本题共10分）*180o -=0K+1（2分）连接ACi, C2必在AC1的连线上（2分）过D点做AG的垂线交ACi延长线与E点，取C2E=CiE,得C2点（3分）ab = （AC1 - AC?） 2 = CQ22 =20mm, I