四杆机构课堂例题

四杆机构课堂例题.第一页，编辑于星期六：十五点十一分。第1页，共39页。123123132H例求下列曲柄滑块机构的冲程H、极位夹角θ，正、反行程。132CABe求冲程H、极位夹角θ。第二页，编辑于星期六：十五点十一分。第2页，共39页。AB2C22工作行程空回行程3B112C1H1本节课后作业：8-1~8-3，8-6~8-12第三页，编辑于星期六：十五点十一分。第3页，共39页。例2设铰链四杆机构各杆件长度

试回答下列问题:1.当取杆4为机架时，是否有曲柄存在？若有曲柄存在，杆（）为曲柄？此时该机构为（）机构？2.要使机构成为双曲柄机构，则应取杆（）为机架？3.要使机构成为双摇杆机构，则应取杆（）为机架？且其长度的允许变动范围为（）4.如将杆4的长度改为d=400mm，其它各杆长度不变，则分别以1、2、3杆为机架时，所获得的机构为（）机构？ABCD1234第四页，编辑于星期六：十五点十一分。第4页，共39页。1.当取杆4为机架时，是否有曲柄存在？若有曲柄存在，杆（）为曲柄？此时该机构为（）机构？ABCD1234解：根据杆长条件:曲柄摇杆112.要使机构成为双曲柄机构，则应取杆（）为机架？第五页，编辑于星期六：十五点十一分。第5页，共39页。ABCD12343.要使机构成为双摇杆机构，则应取杆（）为机架？且其长度的允许变动范围为（）3解：1）a杆为最短杆，C杆为最长杆时不满足曲柄存在条件满足曲柄存在条件2）假设C杆为最短杆，则有：第六页，编辑于星期六：十五点十一分。第6页，共39页。ABCD12343.要使机构成为双摇杆机构，则应取杆（）为机架？且其长度的允许变动范围为（）3140<a≤8601）a杆为最短杆，C杆为最长杆时2）假设C杆为最短杆，则有：3）假设C杆为一般杆，则有：不满足曲柄存在条件满足曲柄存在条件满足曲柄存在条件不满足曲柄存在条件第七页，编辑于星期六：十五点十一分。第7页，共39页。4.如将杆4的长度改为d=400mm，其它各杆长度不变，则分别以1、2、3杆为机架时，所获得的机构为（）机构？ABCD1234不满足曲柄存在条件无论取哪个杆件为机架，均只能得到双摇杆机构双摇杆第八页，编辑于星期六：十五点十一分。第8页，共39页。例3图示曲柄滑块机构是按比例绘制而成的。（1）设曲柄为主动件，滑块朝右运动为工作行程，试确定曲柄的合理转向，并简述其理由；（2）若滑块为主动件，使用作图法确定该机构的死点位置。ABCB1C1C2B2ω1解：（1）曲柄为顺时针转向；（2）该机构的死点位置为曲柄与连杆两次共线位置。工作行程空回行程tttt第九页，编辑于星期六：十五点十一分。第9页，共39页。例4

铰链四杆机构各杆杆长为：

LAB=200mm，LBC=350mm，

LCD=450mm，LAD=500mm。求：1）该机构为何种类型机构？（要求写出判定条件）2）不改变各杆杆长，如何将该机构演化为双摇杆机构？3）在图上标出极位夹角θ，；最小传动角γmin；4）AB杆的转向；解：1）该机构为曲柄摇杆机构，曲柄为AB杆。ABCD2）当取CD杆为机架时，机构演化为双摇杆机构正行程第十页，编辑于星期六：十五点十一分。第10页，共39页。3）在图上标出极位夹角θ，；最小传动角γmin；4）AB杆的转向；以A为圆心，以：为半径画圆弧交C轨迹线得出：得出：以A为圆心，以：为半径画圆弧交C轨迹线CADB第十一页，编辑于星期六：十五点十一分。第11页，共39页。ABD3）在图上标出极位夹角θ，；最小传动角γmin；比较、取小值。第十二页，编辑于星期六：十五点十一分。第12页，共39页。例5假设图示导杆机构各部尺寸为已知，求：

1.该机构曲柄存在的条件；2.图示位置机构的压力角和传动角；3.摆动导杆的最大摆角ψ和极位夹角θ；4.最小传动角位置。D∞D∞解：1.2.滑块为二力杆nnABCab312VB3F第十三页，编辑于星期六：十五点十一分。第13页，共39页。3.摆动导杆的最大摆角ψ和极位夹角θ；4.最小传动角位置和最小传动角值。CAψθBabACACB1FVB3一般位置的传动角B2FVB3FVB3结论？FVB3第十四页，编辑于星期六：十五点十一分。第14页，共39页。BADab解（1）分析：该机构的原型为曲柄摇杆机构曲柄滑块原连杆机架原摇杆摆动导杆例6在图示的导杆机构中，已知LAB=30mm，试问：（1）若机构成为摆动导杆机构时，的LAD的最小值为多少？（2）若LAD=60mm，LAB的最大值为多少？（3）如果LAB=60mm,若使该机构成为转动导杆机构的条件？（4）该机构的极位夹角θ。(在b图上画)

第十五页，编辑于星期六：十五点十一分。第15页，共39页。BADab（1）若机构成为摆动导杆机构时，的LAD的最小值为多少？该机构的原型为曲柄摇杆机构该机构存在曲柄的条件为或者由于所以有即：的最小值为30mm（2）若LAD=60mm，LAB的最大值为多少？由知：第十六页，编辑于星期六：十五点十一分。第16页，共39页。BADab（3）如果LAB=60mm,若使该机构成为转动导杆机构的条件？机架为最短杆，并且满足曲柄存在条件即：（4）该机构的极位夹角θ。

ADBB’第十七页，编辑于星期六：十五点十一分。第17页，共39页。例7图（a）、（b）两导杆机构。问：（1）图（a）若为转动导杆机构导杆，其演化原型是什么？（2）图（a）偏置导杆机构成为转动导杆机构的条件；（3）图（b）中AP不为转动导杆的条件。其演化原型？ABCabeCABPabeD∞D∞解：（1）双曲柄

（2）最短杆：AB杆最长杆：AD∞杆次长杆：CD∞杆第十八页，编辑于星期六：十五点十一分。第18页，共39页。CABPabe（3）图（b）中AP为摆动导杆的条件。其演化原型？解：

最短杆：BC杆

最长杆：CD∞杆D∞D∞1）按曲柄摇杆机构演化机架LAB不为最短杆,曲柄为LBC杆2）按双摇杆机构演化3）机构演化原型曲柄摇杆机构双摇杆机构第十九页，编辑于星期六：十五点十一分。第19页，共39页。例8接上题.设b杆为主动构件求该位置时机构的压力角和传动角。ABabeCVC3FγminCABPabe1234F12F32F23V第二十页，编辑于星期六：十五点十一分。第20页，共39页。例9图示为一六杆机构。杆BC为原动件，其长度LBC=40mm,滑块E的行程H=50mm，行程速比系数K=2，要求最小传动角γmin=60°。试确定各构件的长度。ABCDE示意图解：1取长度比例尺作机构图第二十一页，编辑于星期六：十五点十一分。第21页，共39页。HBCDEABCDE示意图取A第二十二页，编辑于星期六：十五点十一分。第22页，共39页。例10

一加热炉门，拟用铰链四杆机构来闭启。根据工作要求，炉门须占有Ⅰ，Ⅱ两个位置，并使得关闭时的外侧面，在打开时的位置上能处于上方并与炉膛口平齐（以便放置被加热的零件）。炉门上的点B和C时任意选取的铰链点。试求固定铰链点A、D的位置。B1B2C1C2ⅠⅡ解：1求A、D铰链点课后作业：8-23~8-28第二十三页，编辑于星期六：十五点十一分。第23页，共39页。B1B2C1C2ⅠⅡAD2设计检验（1）炉门闭启时是否与炉外壁干涉从位置Ⅰ到位置Ⅱ是炉门开启的过程。检验E点是否与炉外壁干涉。E课后作业：8-23~8-28第二十四页，编辑于星期六：十五点十一分。第24页，共39页。DB1B2C1C2ⅡⅠ423P14P23P12P34P242设计检验（1）炉门闭启时是否与炉外壁干涉从位置Ⅰ到位置Ⅱ是炉门开启的过程。检验E点是否与炉外壁干涉。ωA1VEE第二十五页，编辑于星期六：十五点十一分。第25页，共39页。（2）验算最小传动角DB1B2C1C2ⅡⅠ4A231课后作业：8-23~8-28第二十六页，编辑于星期六：十五点十一分。第26页，共39页。B1B2C2ⅡⅠ4C1B1B2C1ⅡⅠ4C2（3）验算炉门的稳定性P24ωD3AG23P14P23P12P344DAP24ω在位置Ⅰ重力G对瞬心的力矩有使炉门打开的可能，故应在操作柄上加定位卡。在位置Ⅱ重力G对瞬心的力矩与炉门关闭的转向相反，故不会自动关闭。G第二十七页，编辑于星期六：十五点十一分。第27页，共39页。例11图中给出了连杆2杆线BC的两个位置并B1C1

、B2C2，并给出了连架杆1的相应的顺时针转角φ12和连架杆3的逆时针转角ψ12设计此四铰链机构B2C2B1C1AD课后作业：8-23~8-28第二十八页，编辑于星期六：十五点十一分。第28页，共39页。例12试设计一铰链四杆机构，要求满足AB1、

AB2与DE1

、

DE2两组对应位置，并要求满足摇杆CD在第二位置为极限位置。已知和LAB和LAD（在图中已按比例画出），试用作图法确定铰链C的位置。要求注明四杆机构ABCD。DCEE2E1B1ADB2θθ第二十九页，编辑于星期六：十五点十一分。第29页，共39页。E2E1B1ADB2θθC2摇杆CD在第二位置为极限位置第三十页，编辑于星期六：十五点十一分。第30页，共39页。例13已知铰链四杆机构中，机架AD、曲柄AB的长度，连杆的两个位置B1M1、B2M2，铰链C在B1M1直线上，试用图解法求出连杆BC和摇杆CD的长度。

B1M1M2B2AD第三十一页，编辑于星期六：十五点十一分。第31页，共39页。B2B1M1ADM2B2M2B2M2B2M2B2M2B2M2B2C1铰链C在B1M1直线上，试用图解法求出连杆BC和摇杆CD的长度。

第三十二页，编辑于星期六：十五点十一分。第32页，共39页。E1AC2C1E2例13已知曲柄AB平面上