机械原理总复习习题2.docx

如图所示铰链四杆机构中，已知，，，AD为机架。 试问：(1)．若此机构为曲柄摇杆机构且AB为曲柄， 求的值； 若此机构为双曲柄机构，求的值； 若此机构为双摇杆机构，求的值。 解题要点： 在铰链四杆机构由曲柄的条件中，其杆长条件是机构有曲柄的根本条件。若满足杆长条件，以最短杆或与最短杆相邻的杆为机架，机构则有曲柄；否则无曲柄；若不满足杆长条件，无论取哪个构件为机架，机构均无曲柄，即为双摇杆机构。 解：(1). 因AD为机架，AB为曲柄，故AB为最短杆，有: (2) 因AD为机架，AB及CD均为曲柄，故AD杆必为最短杆，有下列两种情况： 若BC为最长杆 则mm，且 故 得 若AB为最长杆，则 且 故 得 故 (3)．如果机构尺寸不满足杆长条件，则机构必为双摇杆机构。 1) 若为最短杆，则 2) 若为最长杆，则 故 3) 若即不是最短杆，也不是最长杆 则 故 若要保证机构成立，则应有 故当该机构为双摇杆机构时,的取值范围为 和. 2. 如图所示铰链四杆机构中，已知杆杆长度，，，。 要求： 试确定该机构是否有曲柄； 判断此机构是否存在急回运动，若存在，试确定其极位夹角和行程速比系数； 若以构件AB为原动件，试画出该机构的最小传动角和最大传动角的位置； 回答：在什么情况下此机构有死点位置？ 解：（1） ，且连架杆AB为最短杆，故该机构有曲柄，且AB杆为曲柄。此机构为曲柄摇杆机构。 （2）取作摇杆CD处两极位时机构位置图和如图所示，图中为极位夹角，且由图量得，故此机构有急回运动，求得 （3） 若曲柄AB为原动件，则机构在曲柄AB与机架AD共线的两位置时存在最小传动角和最大传动角。用作图法作出机构在这两个位置，由图可知：,. 曲柄AB为主动件，则从动件摇杆CD与连杆BC所夹的锐角为机构的传动角（即）。因不存在的位置，故机构无死点位置。若以摇杆CD为主动件，则从动件曲柄AB与连杆BC所夹的锐角为机构的传动角。此时，机构存在曲柄AB与连杆BC共线两位置即传动角的位置，故机构存在两个死点位置。 3．设计一铰链四杆机构，已知其摇杆CD的行程速比系数K=1，摇杆长度150mm,摇杆的极限位置与机架所成角度=和，求曲柄长度和连杆长度。 解：用图解法。步骤如下：取比例尺 按已知条件作出摇杆CD的两个极限位置和，如图所示。因极为夹角0，所以（即曲柄与连杆拉成一直线的位置）与（即曲柄与连杆重迭为一直线的位置）应该重合为一直线。故连接，使其延长线与（）交于点A，则点A即为要求的固定铰链中心。 所以 225mm；75mm 还有 4. 如图所示直动滚子从动件盘形凸轮机构。 为凸轮对从动件的作用力；Q为从动件所受的载荷（包括生产阻力、从动件自重以及弹簧压力等）；R1、R2分别为导轨两侧作用于从动件上的总反力；、为摩擦角，b为从动件的悬臂长度，l为导路的长度，s为从动件的位移。 （1）分析凸轮机构的受力情况； （2）推导凸轮机构的瞬时效率公式； （3）确定凸轮机构发生自锁的条件。 解：(1) 假定机架与从动件之间的压力集中在导路两侧的两个端点处，设R1、R2分别为导轨两侧作用于从动件上的总反力，选从动件2为示力体，据力的平衡条件，分别由? Fx= 0、? Fy= 0和? MB= 0可得 由以上三式消去R1和R2，整理后得 选凸轮1为示力体，据平衡条件得凸轮得驱动力距M为： 如果不计运动副的摩擦，那么，理想的驱动力矩为： (2) 因此该凸轮机构的瞬时效率为： = (3) 确定凸轮机构发生自锁的条件 当时，凸轮机构将发生自锁，可得其自锁条件为： 由此得 或 5 如图(a)所示齿轮连杆机构中，已知构件1的角速度为，求图示位置构件3的角速度。 (b) 解题要点： 此题为含有高副机构的速度分析题。在确定组成高副的两构件的瞬心位置时，应分析在接触点处是否为纯滚动，若是纯滚动，则接触点即为瞬心；若不是纯滚动，则瞬心在过接触点的公法线上。只要找出绝对速度瞬心、和相对速度瞬心，可根据瞬心的概念求出。 解：先标出直接可确定的瞬心位置、、、、、。先需求出瞬心、，作出瞬心多边形如图(b)所示。在、及、连线的交点上；在、及、连线的交点上。 由瞬心的概念可知，在等速重合点处有 6 设计如图(a)所示一曲柄滑块机构，已知滑块的行程速比系数K=1.5，滑块的冲程50mm,导路的偏距e=20mm, 求曲柄的长度和连杆的长度。 (a) (b) 解题要点： 按照所给条件，正确作出机构的位置图。注意曲