機械原理課后答案第8章

1、精品文檔 第8章作業(yè) 8-1鉸鏈四桿機構(gòu)中，轉(zhuǎn)動副成為周轉(zhuǎn)副的條件是什么 ？在下圖所示四桿機構(gòu) ABCD中哪些 運動副為周轉(zhuǎn)副？當(dāng)其桿AB與AD重合時，該機構(gòu)在運動上有何特點 ？并用作圖法求出桿 3 上E點的連桿曲線。 3 8 2 答：轉(zhuǎn)動副成為周轉(zhuǎn)副的條件是： （1）最短桿與最長桿的長度之和小于或等于其他兩桿長度之和； （2） 機構(gòu)中最短桿上的兩個轉(zhuǎn)動副均為周轉(zhuǎn)副。圖示ABCD四桿機構(gòu)中C、D為周轉(zhuǎn)副。 當(dāng)其桿AB與AD重合時，桿BE與CD也重合因此機構(gòu)處于死點位置。 8-2曲柄搖桿機構(gòu)中，當(dāng)以曲柄為原動件時，機構(gòu)是否一定存在急回運動，且一定無死點 為什么？ 答：機構(gòu)不一定存在急回運動，但一

2、定無死點，因為： （1）當(dāng)極位夾角等于零時，就不存在急回運動如圖所示, （2）原動件能做連續(xù)回轉(zhuǎn)運動，所以一定無死點。 8-3四桿機構(gòu)中的極位和死點有何異同 8-4圖a為偏心輪式容積泵；圖 b為由四個四桿機構(gòu)組成的轉(zhuǎn)動翼板式容積泵。試?yán)L出兩種 泵的機構(gòu)運動簡圖，并說明它們?yōu)楹畏N四桿機構(gòu)，為什么？ 解 機構(gòu)運動簡圖如右圖所示，ABCD是雙曲柄機構(gòu)。 因為主動圓盤 AB繞固定軸A作整周轉(zhuǎn)動，而各翼板CD繞固定軸D轉(zhuǎn)動，所以A、D 為周轉(zhuǎn)副，桿 AB、CD都是曲柄。 8-5試畫出圖示兩種機構(gòu)的機構(gòu)運動簡圖，并說明它們各為何種機構(gòu)。 圖a曲柄搖桿機構(gòu) 圖b為導(dǎo)桿機構(gòu)。 8-6如圖所示，設(shè)己知四桿機構(gòu)各

3、構(gòu)件的長度為a 240mm，b 600, c 400mm，d 500mm o 試問： ?如何獲得？ 1）當(dāng)取桿4為機架時，是否有曲柄存在 ？ 2）若各桿長度不變，能否以選不同桿為機架的辦法獲得雙曲柄機構(gòu)和雙搖桿機構(gòu) 3)若a、b、c三桿的長度不變，取桿 4為機架，要獲得曲柄搖桿機構(gòu),d的取值范圍為何 解 因a+b=240+600=84 900=400+500=c+d且最短桿 1為連架軒.故當(dāng)取桿4為機架時, 有曲柄存在。 (2)、能。要使此此機構(gòu)成為雙曲柄機構(gòu)，則應(yīng)取 1桿為機架；兩使此機構(gòu)成為雙搖桿 機構(gòu)，則應(yīng)取桿3為機架。 要獲得曲柄搖桿機構(gòu)，d的取值范圍應(yīng)為440760mm。 8-7圖示

4、為一偏置曲柄滑塊機構(gòu)，試求桿AB為曲柄的條件。若偏距e=0,則桿AB為曲柄 的條件是什么？ 解 如果桿AB能通過其垂直于滑塊導(dǎo)路的兩位置時，則轉(zhuǎn)動副A為周轉(zhuǎn)副，故桿 AB 為曲柄的條件是 AB+e BC。 若偏距e=0,則桿AB為曲柄的條件是 ABW BC 8-8在圖所示的鉸鏈四桿機構(gòu)中，各桿的長度為 11 28mm 12 52mm,忖 50mm , l4 72mm , 試求: 1) 當(dāng)取桿4為機架時，該機構(gòu)的極位夾角、桿3的最大擺角、最小傳動角min和行程 速比系數(shù)K; 2) 當(dāng)取桿1為機架時，將演化成何種類型的機構(gòu)？為什么？并說明這時C、D兩個轉(zhuǎn)動副是 周轉(zhuǎn)副還是擺轉(zhuǎn)副； 3) 當(dāng)取桿3為

5、機架時，又將演化成何種機構(gòu)？這時A、B兩個轉(zhuǎn)動副是否仍為周轉(zhuǎn)副？ 解怍出機構(gòu)的兩個極位，如圖，并由圖中量得: 0 =18.6o, $ =70.6o, 丫 min=22.7 o 180o 180o 180 18.6 180o 18.6o (2)由11+14 w 12+13可知圖示鉸鏈四桿機構(gòu)各桿長度符合桿長條件；小最短桿I為 機架時，該機構(gòu)將演化成雙曲柄機構(gòu)；最短桿1參與構(gòu)成的轉(zhuǎn)動副 A、B都是周轉(zhuǎn)副而C、 D為擺轉(zhuǎn)副； (3) 當(dāng)取桿3為機架時，最短桿變?yōu)檫B桿，又將演化成雙搖桿機構(gòu)，此時A、B仍為 周轉(zhuǎn)副。 8-9在圖示的連桿機構(gòu)中，已知各構(gòu)件的尺寸為lAB 160mm, lBC 26mm，

6、Icd 20mm，Iad 8mm，構(gòu)件AB為原動件，沿順時針方向勻速回轉(zhuǎn)，試確定 1）四桿機構(gòu)ABCD的類型； 2）該四桿機構(gòu)的最小傳動角min ； 3）滑塊F的行程速比系數(shù) K。 解 （1）由Iad +IbcW4 解：（1）由平行四邊形機構(gòu)特征知桿 CD的轉(zhuǎn)角與油門開啟角相同，故四桿機構(gòu)ABCD兩 連架桿 AB 及 CD 的三對對應(yīng)角 a 12=32 0, 0 12=14 o; a 13=52 o, $ 13=44 0, a 14=63 o 0 14=60 o；且均為逆時針方向； （2）取相應(yīng)比例尺作出機架AD如圖所示； 取BB為歸并點，按點歸并法設(shè)計此四桿機構(gòu)（保留全部作圖線），并量得：

7、Iab=卩 i.AB=92mm, Iad=卩 i.AD=120mm, Ibc=卩 i.BC=180mm, Icd=卩 i.CD=34mm; 3 1=92o 3 2=102o 8-23如圖所示，現(xiàn)欲設(shè)計一鉸鏈四桿機構(gòu)，設(shè)已知搖桿CD的長Icd 75mm行程速比系數(shù) 45 ,試 K=1.5，機架AD的長度為1ad 100mm，搖桿的一個極限位置與機架間的夾角為 求曲柄的長度lAB和連桿的長度1bc （有兩組解）。 解：先計算 再以相應(yīng)比例尺卩 180o1.36 1.5 1 ok 1 180 - k 1 i.作圖可得兩個解: (1) l ab= i. (AC 2-AC 1)/2 =49.5mm, I

8、 bc=卩 i. (AC2+AC 1)/2=119.5mm (2) l ab=l. (AC 1-AC2)/2 =22mm, l bc=卩 l. (AC 2+AC 1)/2=48mm o 取相應(yīng)比例尺卩l(xiāng)作出搖桿 在圓S1（保留作圖線）。 如圖所示，以C2為圓心、 交于點E,作C2E的延長線與圓 8-24如圖所示，設(shè)已知破碎機的行程速度變化系數(shù)K=1.2，顎板長度Icd=300 mm顎板擺角 并驗算最小傳動角丫 min是否在允許的范圍內(nèi)。 CD的兩極限位置 C1D及C2D和固定鉸鏈 A所 2AB為半徑作圓，同時以 F為圓心2FC2為半徑作圓，兩圓 S1的交點，即為鉸鏈 A的位置。 由圖知：Ibc

9、=卩 i. AC1+lAB=310mm Y min= 丫 、=45o40o 8-25圖示為一牛頭刨床的主傳動機構(gòu)，已知Iab=75 mm, Ide=100 mm,行程速度變化系數(shù) K=2，刨頭5的行程H=300 mm。要求在整個行程中，推動刨頭 5有較小的壓力角，試設(shè)計 此機構(gòu)。 180。 解先算導(dǎo)桿的擺角 180。 2 1 60。 取相應(yīng)比例尺卩i作圖，由圖可得導(dǎo)桿機構(gòu)導(dǎo)桿和機架的長度為: Lcd=i.CD=300mm, l ac=卩 i.AC=150mm; 導(dǎo)桿端點D的行程D1D2=E1E2=H/ i i 為了使推動刨頭5在整行程中有較小壓力角，刨頭導(dǎo)路的位置h成為 H=l cd(1+co

10、s( 0 /2)/2=300(1+cos(60/2)/2=279.9mm 點津 本題屬于按行程速比系數(shù) K設(shè)計四桿機構(gòu)問題，需要注意的是：導(dǎo)桿CD的最大 擺角與機構(gòu)極位夾角相等：因H=300mm，且要求在整個行中刨頭運動壓力角較小。所以 取 CDi=CD2=300mm,貝V DiD2=H=300mm。 8-26某裝配線需設(shè)計一輸送工件的四桿機構(gòu)，要求將工件從傳遞帶Ci經(jīng)圖示中間位置輸送 到傳送帶 C2上。給定工件的三個方位為：Mi（204, -30）, 0 2i=0o； M2（144, 80）, 0 22=22 o； M3（34, 100）,0 23=68 0。初步預(yù)選兩個固定鉸鏈的位置為A（

11、0 , 0）、D（34，一 83）。試用解 解由題可知，本題屬于按預(yù)定的連桿位置用解析法設(shè)汁四桿機構(gòu)問題, N=3，并已預(yù)選xa, yA和xd, yD坐標(biāo)值，具體計算過程略。 8-27 如圖所示，設(shè)要求四桿機構(gòu)兩連架桿的三組對應(yīng)位置分別為 280 ,275 ,3125 ,3105。試以解析法設(shè)計此四桿機構(gòu)。 解：(1 )將 , 0的三組對應(yīng)值帶入式(8-17)(初選a 0= 0 0=0) Cos(a + a 0)=p0COS( 0 + 0 0)+p1COS( 0 + 0 0)-( a + a 0)+p2 cos35Op0 cos50O p1 cos(50 35O) p2 cos80Op0 co

12、s75O p1 cos(7 80o) p2 / 曰cos12 p0cos1O3 ycos(105 125O) p2 得 解之得(計算到小數(shù)點后四位)P0=1.5815, p1=-1.2637, p2=1.0233 (2) 如圖所示，求各桿的相對長度，得n=c/a=p0=1.5815, l=-n/p=1.2515 m l2 n2 1 2lp21.5831 (3) 求各桿的長度：得 d=80.00 a=d/l=80/1.2515=63.923mm b=ma=1.5831 x 63.923=101.197mm c=na=1.5851x 63.923=101.094mm 8-28試用解析法設(shè)計一曲柄滑

13、塊機構(gòu)，設(shè)已知滑塊的行程速度變化系數(shù)K=1 . 5，滑塊的沖 程H=50 mm，偏距e=20 mm。并求其最大壓力角a max。 ok 1 o 1.5 1 o 180 180 36 解：計算k 11.5 1并取相應(yīng)比例尺卩I根據(jù)滑塊的行程 H作出極位 及作B圓，作偏距線，兩者的交點即鉸鏈所在的位置，由圖可得： Iab=i. （AC2-AC 1）/2 =17mm, I bc=卩 i. （AC 2+AC 1）/2=36mm 8-29試用解析法設(shè)計一四桿機構(gòu)，使其兩連架桿的轉(zhuǎn)角關(guān)系能實現(xiàn)期望函數(shù)yi , I zw 10。 8-30如圖所示，已知四桿機構(gòu)。ABCD的尺寸比例及其連桿上E點的軌跡曲線，試按下列 兩種情況設(shè)計一具有雙停歇運動的多桿機構(gòu)： 1）從動件搖桿輸出角為 450： 2）從動件滑塊輸出行程為5倍曲柄長度。 8-31請結(jié)合下列實際設(shè)計問題，選擇自己感興趣的題目，并通過需求背景調(diào)查進一步明確 設(shè)計目標(biāo)和技術(shù)要求，應(yīng)用本章或后幾章所學(xué)知識完成相應(yīng)設(shè)計并編寫設(shè)計報告。 1）結(jié)合自己身邊學(xué)習(xí)和生活的需要，設(shè)計一折疊式床頭小桌或晾衣架，或一收藏式床頭 書架或臉盆架或電腦架等； 2）設(shè)計一能幫助截癱病人獨自從輪椅轉(zhuǎn)入床上或四肢癱瘓已失去活動能力的病人能自 理用餐或自動翻書進行閱讀的機械； 3）設(shè)計適