吉林大学机械原理课后题答案xiti4

1、习 题ACB题4.2图D4 题 4.1图AC2a3D1Bbcd4.1 如图所示，已知四杆机构各构件的长度为a=240mm，b=600mm，c=400mm，d=500mm。问：1）当取构件4为机架时，是否有曲柄存在？2）各构件长度不变，能否以选择不同杆件为机架的办法获得双曲柄机构和双摇杆机构？如何获得？ 解：1）根据曲柄存在条件“最短杆长度+最长杆长度其余两杆长度之和” a+b=240+600=840 c+d =400+500=900 840900且固定最短杆的邻边为机架，机构有曲柄存在。2）若各构件长度不变，根据推论，可以获得双曲柄和双摇杆机构。 当固定最短杆a时，可获得双曲柄机构； 当固定最

2、短杆对边c 时，可获得双摇杆机构。4.2 图示铰链四杆机构中，已知lBC=50mm 、lCD=35mm 、lAD=30mm ，AD为机架。问：1）若此机构为曲柄摇杆机构，且AB为曲柄，求lAB的最大值。2）若此机构为双曲柄机构，求lAB的最小值。3）若此机构为双摇杆机构，求lAB的取值范围。 解：1）设lAB为最短杆，lBC为最长杆 lAB + lBC lCD + lAD lAB lCD + lAD lBC=35+3050=15 mm，lABmax=15mm 2）设lAD为最短杆，lAB为最长杆 lAD + lAB lBC + lCD lAB lBC + lCD lAD =50+3530=55

3、 mm 设lAD为最短杆，lBC为最长杆lAD + lBC lAB + lCD lAB lAD+ lBClCD =30+5035=45 mm 若此机构为双曲柄机构，lAB的取值范围为：45 mmlAB55 mm；lABmin=45 mm。2）设lAB为最短杆，lBC为最长杆 lAB + lBC >lCD + lAD； lAB >lCD + lAD lBC=35+3050=15 mm。设lAD为最短杆，lAB为最长杆lAD + lAB >lBC + lCD；lAB >lBC + lCD lAD =50+3530=55 mm设lAD为最短杆，lBC为最长杆lAD + lBC

4、 >lAB + lCD；lAB <lAD+ lBClCD =30+5035=45 mm若此机构为双摇杆机构，lAB的取值范围为：1 5 mm <lAB<45 mm； 55 mm <lAB115 mm。ACBe题 4.3图4.3图示为一偏置曲柄滑块机构，试求：1）构件AB为曲柄的条件。若偏距e=0，则构件AB为曲柄的条件又如何？2）在图示机构以曲柄为主动件时，其传动角在何处最大？何处最小？解:1)根据曲柄存在条件lAB +(e+ lCD) lBC + lCDlAB lBC e 若e=0, lAB为曲柄的条件为: lAB lBC。 2）根据传动角的概念，其最大、最小处

5、如下图示：在机构的ABC 和AB”C” 处传动角最大,gmax=90o；在机构的AB”C”处传动角最小, gmin=90oarcsin(lAB+e)/ lBC)。C”ACBeCB”C”BB”amaxw4.4如图所示为加热炉炉门的启闭机构。点B、C为炉门上的两铰链中心。炉门打开后成水平位置时，要求炉门的热面朝下。固定铰链中心应位于yy线上，其相互位置的尺寸如图所示。试设计此铰链四杆机构。题 4.4图y60184528yB1B2C1C2 解:此题是已知连杆两位置的设计，其图解设计如下。AB1C1D即为机构的第一位置。28184528yyDC1b12Ac12B1C2B260528 P2B1B2B3A

6、P1P3D37029672题 4.5图6003004.5在图示铰链四杆机构ABCD中，连杆BC上P点三位置P1 、P2 和P3位于一铅垂线上。已知曲柄长lAB=150mm，机架lAD=300mm。其它尺寸如图。试用图解法确定铰链C点位置及构件BC和CD的长度lBC=？lCD=？解:此题是已知连杆上一条标定线的三个位置的设计问题，其图解设计如下。取B2P2为假想的机架，AD为假想的连杆，刚化机构的一位置和三位置，求假想连杆其他位置。AB2C2D即为机构的第二位置。B1P2B2B3AP1P3D37029672600300d12D3D1d23C2B2j1DAC2题 4.6图4.6 设计一铰链四杆机构

7、，如图所示。已知摇杆的行程速比系数k=1，机架长lAD=120mm ，曲柄长lAB=20mm ，且当曲柄AB运动到与连杆拉直共线时，曲柄位置AB2与机架的夹角j1=45 0。试确定摇杆及连杆的长度lCD和lBC 。（图解）B2j1DAC2B1E2E1D1d12解：根据题意图解如下：hACB95题 4.7图450DE4.7 图示为机床变速箱操纵滑动齿轮的操纵机构。已知滑动齿轮行程h=60mm lAD=150mm，lDE=100mm lCD=60mm其相互位置如图所示，当滑动齿轮在行程的另一端时，操纵手柄为垂直方向。试求构件AB与BC的长度。hAC1c1295DE1450450C2E2F2F1B1

8、C2解：取ml，由E2 点位置找到C2点，刚化机构的第二位置，使AF2C2AF1C2，连接C1C2，做C1C2的垂直平分线c12，c12线与AF1线的交点便是B1点。 所以：lAB=AB1ml，lBC=B1C1ml 。AC1B1431D2C2E1E256B2S1260y12j1240题4.8图4.8 试设计如图所示的六杆机构。该机构当原动件自铅垂位置顺时针转过j12= 60 0 时，构件3顺时针转过y12= 45 0 恰为水平位置。此时滑块6自E1移到E2 S12=20mm。试确定铰链B及C的位置。AC1B1431D2C2E1E2566060o402045oe12E2F2F1C2c12解：取m

9、l ，先考虑四杆机构DCE，刚化机构的第二位置，此机构的第二位置重合为一直线DE2，将DE2线逆时针转45o，这时E2到达E2，连接E1E2，做E1E2的垂直平分线e12，e12线与DE2线的交点便是C1点。再考虑四杆机构ABDC，在AB位置线上任找一F点，刚化机构的第二位置，使AF2C2AF1C2，连接C1C2，做C1C2的垂直平分线c12，c12线与AF1线的交点便是B1点。 所以：lAB=AB1ml，lBC=B1C1ml，lDC=DC1ml ，lCE=C1E1ml 。yACBD题4.9图4.9 如图所示，现欲设计一铰链四杆机构，已知摇杆CD的长lCD=75mm，行程速比系数k=1.5，机

10、架AD的长度lAD=100mm ,摇杆的一个极限位置与机架间的夹角为y= 45 0。试求曲柄的长度lAB和连杆的长度lBC（有两组解）。 解：取ml ，根据k=1.5，得q=36O。用图解法见下面的作图。黑线是一组解，红线是另一组解。45OAC(C1,C1)EDC2B1C2EB2B2B1qw 4.10 试设计一曲柄滑块机构，已知滑块的行程速比系数k=1.5，滑块的冲程H=50mm，偏距e=20mm 。并求其最大压力角amax=？ H=50C1C2APMNB1B2EqqamaxCBe =20解：取ml ，根据k=1.5，得q=36O。用图解法见下面的作图。4.11 已知一曲柄摇杆机构，行程速比系

11、数k=1.2，摇杆长lCD=300mm，摇杆的摆角y=35o，曲柄长lAB=80mm。求连杆lBC和机架lCD的长度，并验算最小传动角gmin是否在允许的范围内？解：取ml ，根据k=1.2，得q=16.364O。用图解法见下面的作图。其中lC2E=2lAB，C2E连线与A点轨迹圆的交点即是A点。C1C2APMNB1B2Eq/2qgminPBCqD 4.12 图示为一已知的曲柄摇杆机构，现要求用一连杆将摇杆CD和滑块F联接起来，使摇杆的三个已知位置C1D、C2D、C3D和滑块的三个位置F1、F2、F3相对应。试确定连杆lEF的长度及其与摇杆上活动铰链E的位置。AC3B1B3DC2F1F2B2C

12、1F3题4.12图 解：取ml ，考虑右侧的摇杆滑块机构。将摇杆DC2的位置看作假想的“机架”，将机构的1与2位置刚化，使DC1 F1DC2 F1，DC3 F3DC2 F3，连接F2F1，做F2F1的垂直平分线f12，连接F2F3，做F2F3的垂直平分线f23，f12 与f23线的交点便是E2点。AC3B1B3DC2F1F2B2C1F3F1F3f23E2f12 所以：lEF=E2F2ml，lDE=DE2ml 。AD题4.13图a2a1a3j2j1j3 4.13 如图所示，要求四杆机构两连架杆的三对对应位置分别为：a1 = 35 0 , j1 = 50 0 ; a2 = 80 0 , j2 = 75 0 ; a3 = 125 0 , j3 = 105 0 。试以解析法设计此四杆机构。其机架lAD=80mm 。 解：根据解析方程：将a1、a2、a3、j1、j2、j3代入上述方程得：解上述方程得：P0=1.583，P1= -1.288，P2=1.045。 各杆长为：lAB=65.1mm，lBC=101.84mm，lCD=103.04mm， 取：lAB=65mm，lBC=102mm，lCD=103mm。 4.14 图示为一牛头刨床的主传动机构，已知lAB=75mm , lDE=100mm ，行程速比系数k=2 ，