山东理工大学机械原理考试原题目四杆机构的设计Word文档格式.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