1、第八章 平面連桿機構及其設計題8-1 試畫出圖示兩種機構的機構運動簡圖，并說明他們各為何種機構。在圖a中偏心盤1繞固定軸O轉動，迫使滑塊2在圓盤3的槽中來回滑動，而圓盤3又相對于機架4轉動；在圖b中偏心盤1繞固定軸O轉動，通過構件2，使滑塊3相對于機架4往復移動。（圖a的機構運動簡圖可有兩種表達方式，繪出其中之一即可）題8-2如圖所示，設已知四桿機構各構件的長度a=240mm，b=600mm，c=400mm，d=500mm，試回答下列問題：1）當取桿4為機架時，是否有曲柄存在？_若有曲柄，則桿a為曲柄，此時該機構為_機構。2）要使機構成為雙曲柄機構，則應取桿_為機架。3) 要使此機構成為雙搖桿

2、機構，則應取桿_為機架，且其長度的允許變動范圍為_.4)如將桿的長度改為，而其他各桿的長度不變，則當分別以、桿為機架時，所獲得的機構為_機構。解：1）因 且最短桿1為連架桿，故當取桿4為機架時，有曲柄存在。此時該機構為曲柄搖桿機構。 2）要使此機構成為雙曲柄機構，則應取最短桿1為機架。 3）要使此機構成為雙搖桿機構，則取最桿3為機架，其長度的允許變動范圍為：（1）因最短桿1為連桿，即使滿足桿長條件，此機構也不能成為雙搖桿機構 （2）不滿足桿長條件時，b為最長桿，c為最短桿， c為最長桿，但不可能大于三桿長度之和 故綜合以上條件， 時，均可為雙搖桿機構。 4）如將桿4的長度改為400，其它桿長度

3、不變，則當分別以1、2、3桿為機架時，因不滿足桿長條件，故所獲機構均為雙搖桿機構。題8-3 在圖示的各四桿機構中，已知各構件的尺寸（由圖上量取，圖中比例尺1=2mm/mm）桿AB為主動件，轉向如圖所示。現要求：1）試給出這三種機構有曲柄的條件和各機構的名稱；2）機構有無急回運動？若有，試以作圖法確定其極位夾角，并計算其行程速比系數K；3）標出各機構在圖示位置時的機構傳動角和壓力角，求作最小傳動角min和最小壓力角min，并說明機構的傳動性能如何？4）機構是否存在死點位置？解：a)圖為曲柄搖桿機構。桿AB為曲柄的條件：由圖8-3 (a) 兩極限位置AB1C1D和AB2C2D可得極位夾角 ， 所以

4、無急回運動。機構傳動角和壓力角如圖示位置。最小傳動角min位置為ABCD 最小壓力角min位置為AB0C0D。 曲柄為主動件，不存在死點位置。b) 圖為偏置曲柄滑塊機構。桿AB為曲柄的條件： 當 當 極位夾角C1AC2 即 ， 有急回運動。機構傳動角和壓力角如圖示位置。最小傳動角min位置為曲柄垂直于導路時兩位置中ABC 最小壓力角min位置為AB0C0。 曲柄為主動件，不存在死點位置。 c) 圖為偏置導桿機構。桿AB為曲柄的條件： 當 當 極位夾角B1AE 即 ， 有急回運動。機構傳動角和壓力角如圖示位置。最小傳動角min位置為CB最短，即CB 最小壓力角min位置為為CB最長，即CB。 曲

5、柄為主動件，不存在死點位置。題8-4 圖a所示為一新型桿式曲柄沖壓機。在此沖壓機構中，動力是由繞固定軸心A勻速轉動的齒輪1輸入，通過分別鉸接在齒輪1輪緣上B處和傳動件3上C處的桿2使桿3柄軸頸3 和可繞其軸心E相對轉動的連桿4帶動沖頭5上下往復運動，可使沖頭實現快進，低速沖壓、高速返回的運動規律。已知機構的尺寸：lAB=100mm，lBC=110mm，lCD=55mm，lAD=20mm，lDE=40mm，lEF=250mm，現要求：1）試以比例尺1=5mm/mm繪制圖示位置的機構的運動簡圖（圖b），并計算其自由度；2）確定四桿機構ABCD和DEF的類型和最小傳動角min，并說明此沖壓機構的傳動

6、性能如何？3）確定該沖壓機構的極位夾角和行程速比系數K，并說明此沖壓機構的沖頭是進快還是返回快？為什么？解：1） 2）ABCD為雙曲柄機構，DEF為對心曲柄滑塊機構。 3）極位夾角 行程速比系數 題8-5如圖所示，設要求四桿機構兩連架桿的三組對應位置分別為1=35，1=50； 2=80，2=75；3=125，3=105。另外lAD=80mm。試以解析法設計此四桿機構。解：1）將、的三組對應值代入下式（初選）得 解之得（計算到小數點后四位）2）求各桿的相對長度，得3）求各桿的長度題8-6 圖a所示為一實驗用小電爐的爐門啟閉機構，爐門關閉時在位置E1，敞開時在位置E2，試設計一四桿機構來實現爐門啟

7、閉的操作。（1）已選定爐門上的兩個鉸鏈B及C的位置（圖b）；（2）已選定爐壁上的兩個固定鉸鏈A及D的位置（圖c）。解：1)已選定爐門上的兩個鉸鏈B和C的位置。用作圖法求出A及D的位置，并作出機構在E2位置的運動簡圖，如圖8-6（1）； 由圖量得：2)已選定爐壁上的兩個鉸鏈A和D的位置。用作圖法求出B及C的位置，并作出機構在E2位置的運動簡圖，如圖8-6（2）由圖量得：題8-8圖a所示為一用繩索操作的長桿夾持器，并用一四桿機構ABCD來實現執握動作。設已知AB桿及DE桿的對應角度關系如圖a所示，且lDE=60mm，lAD=140mm，lAB=20mm。試以作圖法設計此四桿機構。（保留作圖線。）解

8、：取AD桿為機架，并以適當比例尺作AD、AB與DE桿的三對對應位置。作圖步驟如圖題8-8所示（保留作圖線）。由圖量得：題8-9如圖所示為一已知的曲柄搖桿CD和滑塊F連接起來，使搖桿的三個已知位置C1D、C2D、C3D和滑塊的三個位置F1、F2、F3相對應（圖示尺寸系按比例尺繪出），試以作圖法確定此連桿的長度及其搖桿CD鉸接點的位置。（作圖法求解時，應保留全部作圖線。）解：由題意知，本題實際是為按兩連架桿（搖桿與滑塊）的預定事對應位置設計四桿機構的問題。具體作圖過程如圖8-9所示,連桿的長度為題8-10圖a所示為一汽車引擎油門控制裝置。此裝置由四桿機構ABCD、平行四邊形機構DEFG及油門裝置所

9、組成，由繞O軸轉動的油門踏板OI驅動，可實現油門踏板與油門的協調配和動作。當油門踏板的轉角分別為0、5、15及20時，桿MAB相對應的轉角分別為0、32、52、及63（逆時針方向），與之相應油門開啟程度為0（關閉）、14及60（全開）四個狀態。現設lAD=120mm，試以作圖法設計此四桿機構ABCD，并確定桿AB及CD的安裝角度1及2的大小（當踏板轉20，AM與OA重合，DE與AD重合）。解：取B1及B2為歸并點，按點位歸并（縮減）法設計此四桿機構（如圖8-10）AB1C1D量得各桿長度： 題8-11如圖所示，現欲設計一鉸鏈四桿機構，已知其搖桿CD的長lCD=75mm，行程速比系數K=1.5，

10、機架AD的長度為lAD=100mm，又知搖桿的一個極限位置與機架間的夾角為=45，試求曲柄的長度lAB和連桿的長lBC。（有兩個解。）解：解法一：如圖8-10(a)所設計的四桿機構的兩極限位置為AB1C1D和AB2C2D量得各桿長度： 解法一：如圖8-10(a)所設計的四桿機構的兩極限位置為AB1C1D和AB2C2D量得各桿長度： 題8-12 如圖a所示，設已知破碎機的行程速比系數K=1.2，顎板長度lCD=300mm，顎板擺角=35，曲柄長度lAB=80mm。試用作圖法求連桿的長度，并驗算最小傳動角min是否在允許的范圍內。解：計算,取作出搖桿CD的兩極限位置DC1及DC2和固定鉸鏈A所在的

11、圓S1。以C2為圓心，2AB為半徑作圓，同時以F為圓心，FC2為半徑作圓，兩圓交于E，作C2E的延長線與S1的交點即為鉸鏈A的位置。量得BC桿長度： 作AB桿與機架AD兩次共線得ABCD和AB”C”D兩位置，則B”C”D為 。作圖證明：（下述證明中三字母組合為角度） （同弧圓周角與對頂圓心角的一半角度互補）得證。解法二：由余弦定理 題8-13 試設計一偏置曲柄滑塊機構（圖a），設已知其滑塊的行程速比系數K=1.5，滑塊的沖程H=40mm，偏距e=15mm。并求其最大壓力角max。解：計算取作出滑塊的沖程H的兩極位C1及C2，作圓，作偏距線，兩者交點即為鉸鏈A的位置。量得各桿長度：題8-1 4圖a所示為一牛頭刨床的主傳動機構，已知lAB=75mm，lDE=100mm，行程速比系數K=2，刨頭5的行程H=300mm，要求在整個行程中，推動刨頭5有較小的壓力角，試設計此機構。解：計算 導