山东理工大学机械原理考试原题目四杆机构的设计Word格式文档下载.docx
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14、试设计一铰链四杆机构。
已知行程速度变化系数K=1，机架长Iad=100mm,曲柄长心=20mm,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=0.002m/mm
15、有一铰链四杆机构。
已知：
摇杆的长度为430mm，最大摆角为90，在两个极限位置时与机架上的两固定铰链中心连线
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。
AC2=58mm,AG=24mm,CD=75mm,K=1.5。
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?
=68mm，AC—25mm，K=1.5。
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500mm,摆角=45，其中左极限位置为垂直，铰链A，D同在水
平线上，行程速度变化系数K=1.4。
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）当存在曲柄时，
b为最短杆
cb乞ad,
50b_3530=65,0：
：
b：
15mm
（3分）
（2）当不存在曲柄时:
1）b为最短杆，b15mm
（1分）
2）b为最长杆，bdac，b303550=85,
b55mm，又，115mmb
55mm：
115mm
（2分）
3）b为中间长度杆，cdab,50303^b
b.45mm
所以15mm：
b:
:
45mm，55mm：
（1分）
综合以上两种情况，0:
b：
45mm，55mm：
115mm时，此机构为双摇杆机构。
（3）有可能成为双曲柄机构。
｛考核知识点：
整转副存在的条件｝
2、（本题共10分）
每题2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、死点｝
3、（本题共10分）
（1）
1）当Ibc为最长杆时（即Ibc兰40mm）,要使机构成为曲柄摇杆机构还应满足下列条件:
20Ibc岂3040，故40乞Ibc乞50。
2）当Ibc不为最长杆时（即Ibc£
40mm），要使此机构成为曲柄摇杆机构还应满足下列条件:
20-40乞30lBC，故30乞IBC:
40o
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）
4、（本题共10分）
（1）r-10,K=（180（180-“=190170=1.118。
（2分）
（2）min=57。
（3分）
（3）向左大。
（2分）
（4）会出现，因为在连杆与曲柄共线时传动角=0。
（3分）
5、（本题共10分）
（1）IminImax=IabIbc=80mm，其它二杆之和IadIcd=90mm
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。
（3分）
（2）该机构为曲柄摇杆机构，故有摇杆。
摇杆摆角范围:
=90。
（3）有急回性，且v-30，故
K=（180巧..（180-巧=（18030）.（180-30）=1.4。
（4）'
max或min发生曲柄与机架两次共线的位置，作其二位置ABCD和ABCD，由图得〉max或min发生在ABCD位置处。
故量得：
〉max=60'
min=30'
整转副存在的条件、行程速度变化系数、最小传动角的位置｝
7、（本题共10分）
（1）取比例尺叫=1mm，先将已知条件画出。
（2分）
mm
（2）测得：
AG=Ibc-Iab-26mm，AC2=IbcIab=64mm
两式联立求得：
Iab=19mm，Ibc=45mm（3分）
（3）测得：
v-.C1AC215
所以,
180二
180-
18015
180-15
-1.18
（4）测得：
min=42
（3分）
（2分〕
C2
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
8（本题共10分）
（1）先将已知条件画出，.C2DC,=90,一30'
丄60,C,C2Jcd「50mm（2分）
（2）K=1,v-0,A必在CiC2的连线上。
（2）ba=2CD=2150=300mm，b_a=CD=150mm（3分）
解得，曲柄a=75mm，连杆b=225mm（2分）
9、（本题共10分）
（1）画出摇杆两位置（2分）
（2）v-180（K-1）（K1）=180（1.4-1）（1.41）=30（2分）
（3）画出C1，C2所在圆。
（4）找出A点，连接AC1，AC2，lAC2=ba=520mm，IAC1=b-a=280mm（2分）
a=（lAC2-Iac1）.2=120mm,b=%2~a=400mm（2分）
平面四杆机构的设计｝
10、（本题共10分）
（1〕v-180（K-1）/（K1）=36（2分）
（2）作|学2及e,作.C1C2O二-C2C1O=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l的平行线q相交于A点，此点即是曲柄回转中心。
从图上量得，lAC2=118mm,lAC=30mm,从而可求得
Iab=（Iac2TacJ2=44mm,Ib^（Iac1Iac2）2=74mm（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，选定曲柄的回转方向为逆时针。
（2分）
平面四杆机构的设计，最小传动角的确定｝
（4）工作行程和空回行程的最大压力角分别为:
max和:
max
11、（本题共10分）
（1）极位夹角“-180o（K-1）（K1）=16.3o（2分）
（2）作.C1C2O-C2C1O=90°
-）-73.7°
，C1O与C2O相交于O点；
（3）以O为圆心，以O6为半径画L圆；
（4）作DC1的垂直平分线交L圆于A点，则A即为曲柄的回转中心；
（2分）（5）连AC2和AC1，因AC2=b+a,AC^b-a,故以（AC2-AC0/2为半径，以A为圆心画圆交AC2
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
摇杆机构。
12、（本题共10分）
（1）极位夹角二=180。
3=0。
K+1
（4）
机架12AD\/lC2DlAC2_21C2D1AC2COS60
.10022002-2200100cos60°
=3104=17321
13、（本题共10分）
（1）K二密二0.075二二180°
二1^1180°
=36°
vci0.05K+11.5+1
（2）作.C1C2O=/C2GO=90°
-n-73.7°
C1O与C2O相交于O点；
（1分）
（3）以O为圆心，以OC［为半径画L圆；
（4）在道路上方偏移e取A点，连接AC1,AC2（2分）
（5）%=AC2-A®
聖3mm，仁=AC2冷口口
22
（6）如图min=28°
{考核知识点：
平面四杆机构的设计，最小传动角的确定}
14、解：
（本题共10分）
（1）八0，AC2与AC1在一条直线上，因AC^AC1=EC2=C1C2=2AB
AB二曲（2分）
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=54mm
（5分）
（3）求连杆长，lCB=・\CB=86.6mm
15、（本题共10分）
取7=0.02m/mm
（1）作摇杆弧线交于二极限位置的C1>
C2点;
（2）-180°
（K-1）（K1）=20°
，过Ci、C2点作CQ?
。
=/C2CQ=90。
-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A与点，A与C2点，得AC1，AC2。
（4）以A为圆心，AG为半径作弧交于AC2线上的E点。
Ab=AS—AG=13mm
Be=AC?
—A®
皿mm
量得：
AD=40mm
-\BC=920
-\AD=800
C
Ci
9严一〃
E
B2
L
16、（本题共10分）
取7=1.5mm/mm
J-180°
（K-1）.（K1））=36°
；
（2）任取一点为A,过A点作两线段AC2=58mm,AC1=24mm,使.C,AC2=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，D点即为摇杆与机架铰接的铰链点（2分）
求解：
AB=（AC2-ACJ2=17mm,BC=（AC2-AB）=41mm,AD=60mm,=28°
（4分）
17、（本题共10分）
（1）r-180°
（K-1）/（K1））=36°
（2）任取一点为A,过A点作两线段AC2=58mm,AC1=24mm,使.C1AC^36（2分）
（3）过A点作C1>
C2两点连线的平行线，则两平行线的垂直距离即为偏距e。
量得e=21mm,H=C1C2=50mm。
（3）AB=（AC2-AG）2=（68-25）2=21.5mm
BC二AC2—AB=46.5mm（3分）
18、（本题共10分）
按7=0.001m/mm作图;
（1）根据"
-180o（K-1）（K1），可求出卄30。
，以AC为一边，作•CAC=30，与以D为圆心，以DC
（4分）
长为半径所作的圆弧交于C点；
（2）以A为圆心，以AC为半径画弧，交AC于E点，则
lAB=Iec2=0.001462=0.023m。
（3）以A为圆心，以IabJ=0.0230.001=23mm长为半径作圆，与AC的延长线交于B点，则
Ibc-叫BC-叫BC=0.00159=0.059m
lab二0.023m,lbc—0.059m
lAD=AD沁n=420.01=0.42m。
==10mm/mm
19、（本题共10分）
丄|=0.01m/mm，
）-180°
（K-1）（K1））=180°
（1.4-1）（1.41））=30°
（2）画出C1D，C2D，做角C1OC2=60°
，以O为圆心做圆。
（3）过D做水平线，与圆周交点为A点（2分）
（4）连接AC1,AC2。
（1分）
Iab=[（AC?
-疋）.2]叫=140.01=0.14/m，Ibc=[（疋疋）2]叫=500.01=0.5m
20、（本题共10分）
.\=0.002m/mm。
（2）
21、
*180。
“=0。
连接AC1,C2必在AC1的连线上
过D点做AC1的垂线交AC1延长线与E点，取C2E=C1E，得C2点
lab=（AC1-AC?
）2=CQ22=20mm，lb^—（AC〔：
■AC?
）2=70mm
D
旳一0.002m/nini
取叫=1mm
-1.4—1Occ°
18030
1.4+1
画出C1D，C2D，做角C1OC2=60°
以D为圆心，以Iad为半径做弧，与圆周交点为A点。
连接AC1,AC20
lAB=［（AC1-疋）.2］叫=10mm,Ibc=［（AC1疋）2］叫=58mm
/
凤
A
（5）mini：
min2
（1）v-[（K-1）.（K1）]180°
=[（1.4-1）（141）]180°
=30°
画出C1D，C2D，做角CQC2=60°
以O为圆心做圆，以D为圆心,交点为A点，连接AC1,AC20
以Iad为半径做弧，与圆周
lab=（AC2-ACJ.2=（63-33）2=15mm,Ibc=AC2-1ab=63-15=48mm
（2）当曲柄AB处在AB位置时具有最大压力角，「max=55°
CD杆处在C1D和C2D位置时是死点位置
（3）当摇杆CD为主动件时会有死点出现,
平面四杆机构的设计、最小传动角的确定、死点｝
23、（本题共10分）
（DK“25=^，“20°
（2）连接AC，做角CACi=20°
（3）以D为圆心，以Icd为半径做弧，与角CACi交与Ci点（2分）
Iab=（疋-AC）「2，
1BC
-AC1-l
AB
m
1
且labC1C2二50mm
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