机械原理复习题第8章平面连杆机构PPT演示课件

1、1教材例教材例8-1 如图如图8-44a所示的偏置曲柄滑块机所示的偏置曲柄滑块机构中，设构中，设曲柄曲柄ab的长度为的长度为r，连杆连杆bc的长度为的长度为l，滑块滑块c的行程为的行程为h，偏距为，偏距为e。现需求：。现需求：1）确定杆）确定杆ab为为曲柄的条件曲柄的条件；2）分析此机构是否存在）分析此机构是否存在急回急回运动？若有，其行运动？若有，其行程速度变化系数为多少？程速度变化系数为多少？3）若以杆）若以杆ab为主动件，试确定该机构的最小为主动件，试确定该机构的最小传动角传动角 min的位置；的位置；4）试问该机构在何种情况下有）试问该机构在何种情况下有死点位置死点位置？5） 若机构为

2、对心曲柄滑块机构，上述情况又若机构为对心曲柄滑块机构，上述情况又如何？如何？2对心对心曲柄滑块机构曲柄滑块机构偏置偏置曲柄滑块机构曲柄滑块机构王王树树才才3 1）由铰链四杆机构的）由铰链四杆机构的杆长条件杆长条件可知可知eadcdadbccdabler当杆当杆ab为为最短杆最短杆时，时，ab杆为曲柄。杆为曲柄。 2）用作图法（）用作图法（p125）作出该机构的两个）作出该机构的两个极位极位ab1c1及及ab2c2，因，因极位夹角极位夹角 故此机构故此机构有急回有急回运动。其行程速度变化系数为运动。其行程速度变化系数为o210acc)-(180)(180koo4c1b1b2hc2偏置曲柄滑块机构

3、偏置曲柄滑块机构2ab134ecab12222)()(eabebah0,有急回特性。有急回特性。b1b2hh=2a, 0,无急回特性。无急回特性。314a对心曲柄滑块机构对心曲柄滑块机构b2cab1c1c2王王树树才才5王王树树才才3）当机构以曲柄）当机构以曲柄ab为原动件时，为原动件时，从动从动件（滑块）件（滑块）cd与与连杆连杆bc所夹的所夹的锐角锐角 即为即为传动角传动角。其最小传。其最小传动角动角 min将出现在曲柄将出现在曲柄ab与机架与机架ad共线的两个位共线的两个位置之一，置之一，量出量出的两个位置角度来比较，可知最小传的两个位置角度来比较，可知最小传动角动角 dcbmin4）当

4、机构以）当机构以曲柄曲柄ab为原动件为原动件，最小传动角，最小传动角 min0,故机构无死点位置。但当机构故机构无死点位置。但当机构以滑块以滑块c为为主主动动件时，因机构件时，因机构从动从动件曲柄件曲柄ab与与连杆连杆bc存在存在两个两个共线共线位置，故有位置，故有两个死点两个死点位置，位置， 即为即为ab1c1及及ab2c2。6王王树树才才5）若机构为）若机构为对心对心曲柄滑块机构（如图曲柄滑块机构（如图8-44b），因其），因其e=0，故，故=0=0o o。a a）当）当rrl时，时， ab杆为曲柄；杆为曲柄；b）无无急回运动；急回运动；c）以曲柄）以曲柄ab为原动件时，从动件（滑块）为原

5、动件时，从动件（滑块）cd与连与连杆杆bc所夹的所夹的两次传动角两次传动角相等相等。d）当机构以曲柄）当机构以曲柄ab为原为原动件，最小传动角动件，最小传动角 min0,故故机构机构无死点无死点位置。但当机构以位置。但当机构以滑块滑块c为主动件为主动件时，因时，因机构从动件曲柄机构从动件曲柄ab与连杆与连杆bc存在两个共线位置，故存在两个共线位置，故有有两个死点两个死点位置。位置。7 8-6 如图所示，设已知四杆机构各构件的如图所示，设已知四杆机构各构件的长度长度a=240mm，b=600mm，c=400mm，d=500mm。试问：。试问：当取杆当取杆4为机架时，为机架时，是否有曲柄存在？是否

6、有曲柄存在？若各杆长度不变，若各杆长度不变，能否以选不同杆为机架的办法获得双曲能否以选不同杆为机架的办法获得双曲柄机构？如何获得？柄机构？如何获得？若若a、b、c三杆的三杆的长度不变，取杆长度不变，取杆4为机架，要获得曲柄摇为机架，要获得曲柄摇杆机构，杆机构，d的取值范围应为何值？的取值范围应为何值？abcdabcd1234题题8-6图图8 解：解： 杆杆1为最短杆，杆为最短杆，杆2为最长杆。因为为最长杆。因为 abcd 满足杆长条件，且最短杆满足杆长条件，且最短杆1为连架杆，所为连架杆，所以该机构有曲柄。杆以该机构有曲柄。杆1为曲柄。为曲柄。 因为机构满足杆长条件，所以通过选不同因为机构满足

7、杆长条件，所以通过选不同杆为机架的办法获得双曲柄机构。当以最短杆杆为机架的办法获得双曲柄机构。当以最短杆为机架时，获得双曲柄机构。为机架时，获得双曲柄机构。 欲获得曲柄摇杆机构，应满足以下两个条欲获得曲柄摇杆机构，应满足以下两个条件：件：杆长条件；杆长条件；杆杆1为最短杆。关于为最短杆。关于d的取的取值范围讨论如下。值范围讨论如下。 若杆若杆4是最长杆，则有是最长杆，则有 a+db+c ，故，故 db+c-a=760 mm 若杆若杆4不是最长杆，则有不是最长杆，则有 a+bc+d ，故，故 da+b-c=440 mm 所以欲获得曲柄摇杆机构，所以欲获得曲柄摇杆机构，d的取值范围为的取值范围为

8、440 mm d 760 mm。9 8-8 在图所示的铰链四杆机构中，各杆的在图所示的铰链四杆机构中，各杆的长度为长度为 l1=28 mm，l2=52 mm，l3=50 mm，l4=72 mm，试求：，试求： 当取杆当取杆4为机架时，该机构的极位夹角为机架时，该机构的极位夹角、杆、杆3的最大摆角的最大摆角、最小传动角、最小传动角min和行和行程速比系数程速比系数k； 当取杆当取杆1为机架时，将演化成何种类型为机架时，将演化成何种类型的机构？为什么？并说明这时的机构？为什么？并说明这时c、d两个转两个转动副是周转副还是摆转副；动副是周转副还是摆转副； 当取杆当取杆3为机架时，又将演化成何种类为机

9、架时，又将演化成何种类型的机构？这时型的机构？这时a、b两个转动副是否仍为两个转动副是否仍为周转副？周转副？10 123adcb4b1b2c1c2b3c3b4c4 min11 习题习题8-8解：解： （6分）极位夹角分）极位夹角（主动（主动曲柄与连杆曲柄与连杆两个两个共线共线位置之间的夹角）位置之间的夹角） 、最大摆角、最大摆角 （主动曲柄与连（主动曲柄与连杆两个共线位置时，杆两个共线位置时，摇杆摇杆所处两个极限位置之间所处两个极限位置之间的夹角）的夹角） 、最小传动角、最小传动角min（主动（主动曲柄与机架曲柄与机架共共线的两个位置之一处）如图所示。线的两个位置之一处）如图所示。 （2分）因

10、为满足杆长条件（分）因为满足杆长条件（l1l4l2l3），），且以最短杆且以最短杆1为机架，所以将演化成双曲柄机构。为机架，所以将演化成双曲柄机构。这时这时c、d两个转动副仍是摆转副。两个转动副仍是摆转副。 （2分）因为满足杆长条件（分）因为满足杆长条件（l1l4l2l3），），且以最短杆且以最短杆1为连杆，所以将演化成双摇杆机构。为连杆，所以将演化成双摇杆机构。这时这时a、b两个转动副仍是周转副。两个转动副仍是周转副。12 例题例题1： 在图示铰链四杆机构中，已知最在图示铰链四杆机构中，已知最短杆短杆a=100mm，最长杆，最长杆b=300mm，c=200mm， 若此机构为曲柄摇杆机构，试求

11、若此机构为曲柄摇杆机构，试求d的取的取值范围；值范围； 若以若以a为原动件，当为原动件，当d=250mm时，用作时，用作图法求该机构的极位夹角图法求该机构的极位夹角和最小传动角和最小传动角min的大小。的大小。13abcdabcd14 此机构成为曲柄摇杆机构的条件是：此机构成为曲柄摇杆机构的条件是：满足杆长条件；满足杆长条件；杆杆ab为最短杆。为最短杆。 当杆当杆ad不是最长杆时不是最长杆时(100mmd300mm)，有，有 a+bc +d，所以，所以 da +b-c =100+300-200=200mm 因此因此d的取值范围为的取值范围为 200mmd300mm （4分）分） 如图所示，极位

12、夹角如图所示，极位夹角=c1ab2，最，最小传动角小传动角min=b3c3d （6分）分）abcdabcd15abcdabcdb1b2b3b4c1c2c3c4min16 例题例题2： 图示铰链四杆机构。已知图示铰链四杆机构。已知lab=62 mm，lbc=40 mm，lcd=60 mm，lad=19 mm。试问：。试问： 该机构为何种类型机构，有无曲柄存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；在？如有，指出哪个构件是曲柄； 当以当以lab为主动件时，标注出从动件的为主动件时，标注出从动件的压力角。压力角。abcd题图题图17 解解 （5分）因为机架分）因为机架ad为最短杆

13、，且为最短杆，且 ladlablbclcd， 所以该机构为双曲柄机构。两连架杆所以该机构为双曲柄机构。两连架杆ab、cd均为曲柄。均为曲柄。 （5分）从动件分）从动件cd的压力角的压力角 如答图所示。如答图所示。题答图题答图abcd18 例题例题3： 图示铰链四杆机构（图示铰链四杆机构（l=2mm/mm），已），已知各杆长度知各杆长度lab=20mm，lbc=60mm，lcd=85mm，lad=50mm。要求：。要求： 试确定该机构是否有曲柄；试确定该机构是否有曲柄； 若以构件若以构件ab为原动件，判断此机构是否存在急为原动件，判断此机构是否存在急回运动，若存在，试画图确定其极位夹角回运动，若

14、存在，试画图确定其极位夹角； 若以构件若以构件ab为原动件，试画出该机构的最小传为原动件，试画出该机构的最小传动角动角min的位置；的位置； 回答：在什么情况下机构有死点位置？回答：在什么情况下机构有死点位置？ 若若ab、bc、cd三杆的长度不变，取杆三杆的长度不变，取杆ad为为机架，要获得机架，要获得曲柄摇杆曲柄摇杆机构，机构，lad的取值范围应为的取值范围应为何值何值?abcd题4图19 答答 ： 因因lablcd=2085=105lbclad=6050=110，且连架杆，且连架杆ab为最短杆，故该机构有为最短杆，故该机构有曲柄，且曲柄，且ab杆为曲柄。此机构为曲柄摇杆机杆为曲柄。此机构为曲柄摇杆机构。（构。（3分）分） c1ac2=为极位夹角，故此机构有急回为极位夹角，故此机构有急回运动。（运动。（3分）分） 最小传动角最小传动角min=bcd。（。（3分）分） 若以摇杆若以摇杆cd为主动件，则当曲柄为主动件，则当曲柄ab与连杆与连杆bc共线时，共线时，=0，有死点位置。（，有死点位置。（3分）分）20abcdb1b2c1c2bbcc min题题4答图答图21 欲获得曲柄摇杆机构，杆欲获得曲柄摇杆