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

1、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 =100 mm,曲柄长 心=20 mm,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=0.002 m/mm15、有一铰链四杆机构。已知：摇杆的长度为 430 mm，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 =58 mm, AG = 24 mm, CD =75 mm, K=1.5。求曲柄长 AB、连杆长 BC、机架长

2、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? =68 mm，AC 25 mm，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500 mm,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c b 乞 a d,50 b _ 35 30 = 65 ,

3、0 ： b ： 15 mm（3分）（2）当不存在曲柄时:1） b为最短杆，b 15 mm（1分）2） b 为最长杆，b d a c， b 30 35 50 = 85,b 55mm，又，115mm b55 mm ： 115 mm（2 分）3） b为中间长度杆， c d a b, 50 30 3 bb . 45 mm所以 15mm ： b : 45 mm，55 mm ：（1 分）综合以上两种情况，0 :b ： 45mm，55 mm： 115 mm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

4、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40 mm）,要使机构成为曲柄摇杆机构还应满足下列条件:20 Ibc 岂30 40，故 40 乞 Ibc 乞 50。2）当Ibc不为最长杆时（即Ibc 40 mm），要使 此机构成为曲柄摇杆机构还应满足下列条件:20 - 40 乞 30 l BC，故 30 乞 IBC : 40 o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 - “ =190 170

5、=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）Imin Imax =Iab Ibc = 80 mm，其它二杆之和 Iad Icd = 90 mm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=（180 30 ）. （180 -30 ） =1.4。（4） m

6、ax或min发生曲柄与机架两次共线的位置，作其二位置AB C D和AB C D，由图得max或min发 生在AB C D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 =Ibc Iab =64mm两式联立求得：Iab =19mm，Ibc = 45mm （3分）（3）测得：v - . C1AC2 15所以,180 二180 -180 15180 -15-1.18（4）测得：min =42（3 分）（2分C2平

7、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,C2 Jcd50 mm （2 分）（2） K=1, v -0, A必在CiC2的连线上。（2） b a = 2CD = 2 150 = 300 mm， b _ a = CD = 150 mm （3 分）解得，曲柄 a =75 mm，连杆b =225 mm （2分）9、（本题共10分）（1）画出摇杆两位置 （2分）（2） v -180 （K -1） （K 1） =180 （1.4 -1） （1.4 1） =30 （ 2 分）（3） 画出C1，C2所在圆。（

8、4） 找出 A 点，连接 AC1，AC2， lAC2 = b a=520mm，IAC1 = b - a=280mm （2 分）a =（l AC2 -Iac1）. 2 =120mm, b = %2 a= 400mm （2 分）平面四杆机构的设计10、（本题共10分）（1v -180 （K -1）/（K 1）=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 = 118 mm, lAC = 30 mm,从而可求得Iab

9、=（Iac2 TacJ 2 =44 mm, Ib（Iac1 Iac2） 2=74 mm （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:max11、（本题共10分）（1）极位夹角“ -180o （K -1） （K 1） =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

10、回转中心； （2 分） （5）连AC2和AC1，因AC2=b+a, ACb-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 1 2 AD /lC2D lAC2 _ 21 C2D1 AC2 COS60.1002 2002 -2 200 100cos60=3 104 =1732113、（本题共10分）（1） K 二密 二0.075 二二180 二11 180 =36vci 0.05 K +1 1.5+1（2

11、） 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3 mm，仁=AC2 冷 口口2 2（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 ACAC1=EC2=C1C2=2ABAB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

12、延长线于C1和C2点，连C1D或C2D。Icd 二 J|CD =54 mm（5 分）（3）求连杆长，lCB =CB =86.6 mm15、（本题共10分）取 7 =0.02 m/mm（1）作摇杆弧线交于二极限位置的 C1 C2点;（2）-180（K-1） （K 1）=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 =13 mmBe = AC? A 皿 mm量得：AD = 40 m

13、m-BC =920-AD =800CCi9严一EB2L16、（本题共10分）取 7 =1.5 mm/mmJ -180（K -1）. （K 1） =36 ；（2）任取一点为 A,过 A 点作两线段 AC2 = 58 mm, AC1 = 24 mm,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 -ACJ 2 =17mm, BC = （AC2 - AB） = 41mm, AD=60mm, =28 （ 4 分）17、（本题共10分）（1） r -180 （K -1）/（K 1）=36（2

14、）任取一点为 A,过 A 点作两线段 AC2 = 58 mm, AC1 = 24 mm,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=21 mm, H = C1C2 =50 mm。（3）AB =（AC2 - AG） 2 = （68 - 25） 2 = 21.5 mmBC 二 AC2 AB = 46.5 mm （ 3 分）18、（本题共10分）按 7 =0.001 m/mm 作图;（1）根据-180o（K -1） （K 1），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

15、于C点；（2）以A为圆心，以AC为半径画弧，交AC于 E点，则lAB =Iec 2=0.001 46 2 =0.023 m。（3）以A为圆心，以I ab J =0.023 0.001 =23 mm长为半径作圆， 与AC的 延长线交于B点，则Ibc - 叫 BC - 叫 BC =0.001 59=0.059 ml ab 二 0.023 m, l bc 0.059 ml AD = AD 沁 n =42 0.01 =0.42 m。=10 mm /mm19、（本题共10分）丄| =0.01 m/mm，）-180 （K-1） （K 1）=180 （1.4-1） （1.4 1） =30（2） 画出C1D，

16、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=14 0.01=0.14 /m，Ibc =（疋 疋）2叫=50 0.01 =0.5 m20、（本题共10分）. =0.002 m/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l ab = （AC1 - AC?） 2 = CQ2 2 =20mm， l b （AC ： AC?） 2 =70mmD旳一0. 002 m/nini取叫=1

17、 mm-1.4 1 O cc180 301.4+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, AC20lAB =（AC1-疋）.2叫=10mm, Ibc =（AC1 疋）2叫=58mm/凤A（5） mini： min 2（1） v -（K -1）. （K 1） 180 =（1.4 -1） （14 1） 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l ab = （AC2 - ACJ. 2 = （63 - 33） 2=15mm, Ibc = AC2 -1 ab = 63 -15 = 48 mm（2）当曲柄AB处在AB位置时具有最大压力角，max =55CD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）（D K“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）2，1 BC-AC1 -lABm1 且 l ab C1C2 二 50 mm