四桿機構(gòu)習(xí)題答案（課堂PPT）

1、.1例例1 求下列曲柄滑塊機構(gòu)該位置的壓力角求下列曲柄滑塊機構(gòu)該位置的壓力角、傳動角、傳動角， 最小壓力角位置，沖程最小壓力角位置，沖程H、極位夾角、極位夾角。設(shè)曲柄主動。設(shè)曲柄主動。A1 13 32 2（a）1 12 23 31 12 2Aminmin minmin F.21 12 23 31 12 23 31 13 32 2H0例例 求下列曲柄滑塊機構(gòu)的沖程求下列曲柄滑塊機構(gòu)的沖程H、極位夾角、極位夾角，正、反行程。正、反行程。1 13 32 2CABe求沖程求沖程H、極位夾角、極位夾角。.3AB2C22工作行程工作行程空回行程空回行程3 3B11 12 2C1H 1本節(jié)課后作業(yè)：本節(jié)課后

2、作業(yè)：8-18-3，8-68-12.4例例2 設(shè)鉸鏈四桿機構(gòu)各桿件長度設(shè)鉸鏈四桿機構(gòu)各桿件長度 ,240mma mmb600,400mmc .500mmd 試回答下列問題試回答下列問題:1.當(dāng)取桿當(dāng)取桿4為機架時，是否有曲柄存在？若有曲柄存在，桿為機架時，是否有曲柄存在？若有曲柄存在，桿（ ）為曲柄？此時該機構(gòu)為（）為曲柄？此時該機構(gòu)為（ ）機構(gòu)？）機構(gòu)？2.要使機構(gòu)成為雙曲柄機構(gòu)，則應(yīng)取桿（要使機構(gòu)成為雙曲柄機構(gòu)，則應(yīng)取桿（ ）為機架？）為機架？ 3.要使機構(gòu)成為雙搖桿機構(gòu)，則應(yīng)取桿（要使機構(gòu)成為雙搖桿機構(gòu)，則應(yīng)取桿（ ）為機架？）為機架？ 且其且其 長度的允許變動范圍為（長度的允許變動范圍

3、為（ ）4.如將桿如將桿4的長度改為的長度改為d=400mm， 其它各桿長度不變，則分別以其它各桿長度不變，則分別以1、 2、3桿為機架時，所獲得的機桿為機架時，所獲得的機 構(gòu)為（構(gòu)為（ ）機構(gòu)？）機構(gòu)？ ABCDabcd1234.51.當(dāng)取桿當(dāng)取桿4為機架時，是否有曲柄存在？若有曲柄存在，桿（為機架時，是否有曲柄存在？若有曲柄存在，桿（ ） 為曲柄？此時該機構(gòu)為（為曲柄？此時該機構(gòu)為（ ）機構(gòu)？）機構(gòu)？ABCDabcd1234解：解：根據(jù)桿長條件根據(jù)桿長條件:,240mma mmb600,400mmc .500mmd 840600240ba900500400dcdcba 曲柄搖桿曲柄搖桿11

4、2.要使機構(gòu)成為雙曲柄機構(gòu)，則應(yīng)取桿（要使機構(gòu)成為雙曲柄機構(gòu)，則應(yīng)取桿（ ）為機架？）為機架？ .6ABCDabcd12343.要使機構(gòu)成為雙搖桿機構(gòu)，則應(yīng)取桿（要使機構(gòu)成為雙搖桿機構(gòu)，則應(yīng)取桿（ ）為機架？）為機架？ 且其且其 長度的允許變動范圍為（長度的允許變動范圍為（ ）3解：解：1 ） a桿為最短桿，桿為最短桿，C桿為最長桿時桿為最長桿時 ,240mma mmb600,400mmc .500mmd bdacmm140600500240dabc dbcaadbc240500600mm860不滿足曲柄存在條件不滿足曲柄存在條件滿足曲柄存在條件滿足曲柄存在條件2） 假設(shè)假設(shè)C桿為最短桿，桿為

5、最短桿，則有：則有：.7ABCDabcd1234,240mma mmb600,400mmc .500mmd 3.要使機構(gòu)成為雙搖桿機構(gòu)，則應(yīng)取桿（要使機構(gòu)成為雙搖桿機構(gòu)，則應(yīng)取桿（ ）為機架？）為機架？ 且其且其 長度的允許變動范圍為（長度的允許變動范圍為（ ）3140a 860 1 ） a桿為最短桿，桿為最短桿，C桿為最長桿時桿為最長桿時 mmc8602） 假設(shè)假設(shè)C桿為最短桿，桿為最短桿，則有：則有：mmc1403） 假設(shè)假設(shè)C桿為一般桿，桿為一般桿，則有：則有：cdba500600240cmmc340dbacdcbadbac500600240cmmc340不滿足曲柄存在條件不滿足曲柄存在

6、條件滿足曲柄存在條件滿足曲柄存在條件滿足曲柄存在條件滿足曲柄存在條件不滿足曲柄存在條件不滿足曲柄存在條件.84.如將桿如將桿4的長度改為的長度改為d=400mm，其它各桿長度不變，則分別以，其它各桿長度不變，則分別以1、 2、3桿為機架時，所獲得的機桿為機架時，所獲得的機 構(gòu)為（構(gòu)為（ ）機構(gòu)？）機構(gòu)？ ABCDabcd1234,240mma mmb600,400mmc .400mmd 840600240ba800400400dcdcba不滿足曲柄存在條件不滿足曲柄存在條件無論取哪個桿件為機架，均只能得到雙搖桿機構(gòu)無論取哪個桿件為機架，均只能得到雙搖桿機構(gòu) 雙搖桿雙搖桿.9例例3 圖示曲柄滑塊

7、機構(gòu)是按比例繪制而成的。圖示曲柄滑塊機構(gòu)是按比例繪制而成的。 （1）設(shè)曲柄為主動件，滑塊朝右運動為工作行程，試確定曲）設(shè)曲柄為主動件，滑塊朝右運動為工作行程，試確定曲 柄的合理轉(zhuǎn)向，并簡述其理由；柄的合理轉(zhuǎn)向，并簡述其理由； （2）若滑塊為主動件，使用作圖法確定該機構(gòu)的死點位置。）若滑塊為主動件，使用作圖法確定該機構(gòu)的死點位置。ABCB1C1C2B2112解：（解：（1）曲柄為順時針轉(zhuǎn)向；）曲柄為順時針轉(zhuǎn)向；（2）該機構(gòu)的死點位置為曲柄與連桿兩次共線位置。）該機構(gòu)的死點位置為曲柄與連桿兩次共線位置。工作行程工作行程空回行程空回行程18021801tttt.10例例4 鉸鏈四桿機構(gòu)各桿桿長為：鉸

8、鏈四桿機構(gòu)各桿桿長為： LAB=200mm，LBC=350mm， LCD=450mm， LAD=500mm。求：。求：1）該機構(gòu)為何種類型機構(gòu)？（要求寫出判定條件）該機構(gòu)為何種類型機構(gòu)？（要求寫出判定條件）2）不改變各桿桿長，如何將該機構(gòu)演化為雙搖桿機構(gòu)？不改變各桿桿長，如何將該機構(gòu)演化為雙搖桿機構(gòu)？3）在圖上標(biāo)出極位夾角在圖上標(biāo)出極位夾角，；最小傳動角，；最小傳動角min ； 4）AB桿的轉(zhuǎn)向；桿的轉(zhuǎn)向；450350500200CDBCADABLLLL解：解：1）該機構(gòu)為曲柄搖桿機構(gòu)，該機構(gòu)為曲柄搖桿機構(gòu)，曲柄為曲柄為AB 桿。桿。ABCD2）當(dāng)取當(dāng)取CD桿為機架時，機構(gòu)桿為機架時，機構(gòu)演化

9、為雙搖桿機構(gòu)演化為雙搖桿機構(gòu)正行程正行程.113）在圖上標(biāo)出極位夾角在圖上標(biāo)出極位夾角，；最小傳動角，；最小傳動角min ； 4）AB桿的轉(zhuǎn)向；桿的轉(zhuǎn)向；B C 以以A為圓心，以：為圓心，以：ABBCLLr為半徑畫圓弧交為半徑畫圓弧交C 軌跡線軌跡線得出：得出：CC 得出：得出：ABBCLLr 以以A為圓心，以：為圓心，以：為半徑畫圓弧交為半徑畫圓弧交C 軌跡線軌跡線CADBBC.12ABDmin3）在圖上標(biāo)出極位夾角在圖上標(biāo)出極位夾角，；最小傳動角，；最小傳動角min ； BC B Cmin 比較比較 min、min 取小值。取小值。.13例例5 假設(shè)圖示導(dǎo)桿機構(gòu)各部尺寸為已知，假設(shè)圖示導(dǎo)桿

10、機構(gòu)各部尺寸為已知，求：求： 1 . 該機構(gòu)曲柄存在的條件；該機構(gòu)曲柄存在的條件； 2 . 圖示位置機構(gòu)的壓力角和傳動角；圖示位置機構(gòu)的壓力角和傳動角； 3. 擺動導(dǎo)桿的最大擺角擺動導(dǎo)桿的最大擺角和極位夾角和極位夾角； 4. 最小傳動角位置。最小傳動角位置。DDBDCDllCDBDlblaba 解：解：1.2. 滑塊為二力桿滑塊為二力桿nnABCab312VB3F0 90.14 3. 擺動導(dǎo)桿的最大擺角擺動導(dǎo)桿的最大擺角和極位夾角和極位夾角 ； 4. 最小傳動角位置和最小傳動角值。最小傳動角位置和最小傳動角值。CABabACACB1FVB3一般位置的傳動角一般位置的傳動角 90 90 90B2

11、FVB3FVB3結(jié)論結(jié)論？FVB3.15BADab解解（1）分析：分析：該機構(gòu)的原型為該機構(gòu)的原型為曲柄搖桿機構(gòu)曲柄搖桿機構(gòu)ABl曲柄曲柄滑塊滑塊原連桿原連桿ADl機架機架原搖桿原搖桿擺動導(dǎo)桿擺動導(dǎo)桿例例6 在圖示的導(dǎo)桿機構(gòu)中，已知在圖示的導(dǎo)桿機構(gòu)中，已知LAB=30mm，試問：，試問：（1）若機構(gòu)成為擺動導(dǎo)桿機構(gòu)時，的）若機構(gòu)成為擺動導(dǎo)桿機構(gòu)時，的LAD 的最小值為多少？的最小值為多少？（2）若）若LAD=60mm，LAB的最大值為多少？的最大值為多少？（3）如果）如果LAB=60mm,若使該機構(gòu)成為若使該機構(gòu)成為轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機構(gòu)的條件？轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機構(gòu)的條件？（4）該機構(gòu)的極位夾角）該機構(gòu)的極位夾

12、角。(在在b圖上畫圖上畫) .16BADab（1）若機構(gòu)成為擺動導(dǎo)桿機構(gòu)時，的若機構(gòu)成為擺動導(dǎo)桿機構(gòu)時，的LAD的最小值為多少？的最小值為多少？該機構(gòu)的原型為該機構(gòu)的原型為曲柄搖桿機構(gòu)曲柄搖桿機構(gòu)CC該機構(gòu)存在曲柄的條件為該機構(gòu)存在曲柄的條件為ABBCADCDllllABCDADBCllll或者或者由于由于CBCDllABADll所以有所以有即：即：ADl的最小值為的最小值為30mm（2）若）若LAD=60mm，LAB的最大值為多少？的最大值為多少？由由ABADll知：知：max60ABlmm.17BADab（3）如果如果LAB=60mm,若使該機構(gòu)成為若使該機構(gòu)成為轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機構(gòu)的條件？轉(zhuǎn)動導(dǎo)

13、桿機構(gòu)的條件？機架為最短桿，并且滿足機架為最短桿，并且滿足 曲柄存在條件曲柄存在條件即：即：060ADlmm（4）該機構(gòu)的極位夾角該機構(gòu)的極位夾角。 ADBBCCADCDABBCllll60ADABllmm.18例例 7圖圖 （a）、（）、（b）兩導(dǎo)桿機構(gòu)。問：）兩導(dǎo)桿機構(gòu)。問： （1）圖（）圖（a）若為轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機構(gòu)導(dǎo)桿，其演化原型是什么？）若為轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機構(gòu)導(dǎo)桿，其演化原型是什么？ （2）圖（）圖（a）偏置導(dǎo)桿機構(gòu)成為轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機構(gòu)的條件；）偏置導(dǎo)桿機構(gòu)成為轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機構(gòu)的條件； （3）圖（）圖（b）中）中AP 不為轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿的條件。其演化原型？不為轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿的條件。其演化原型？ ABCabeCABP

14、abeDD解：解：（1）雙曲柄）雙曲柄 （2）最短桿：最短桿：AB 桿桿最長桿：最長桿： AD桿桿CDADlblabllaCDADbea次長桿：次長桿：CD桿桿.19CABPabe（3）圖（圖（b）中）中AP 為擺動導(dǎo)桿的條件。其演化原型？為擺動導(dǎo)桿的條件。其演化原型？解：解： 最短桿：最短桿：BC 桿桿 最長桿：最長桿：CD 桿桿DD1）按曲柄搖桿機構(gòu)演化）按曲柄搖桿機構(gòu)演化ADCDlalballbADCDaeb機架機架LAB不為最短桿不為最短桿,曲柄為曲柄為LBC桿桿2）按雙搖桿機構(gòu)演化）按雙搖桿機構(gòu)演化ADCDlalballbADCDaeb3）機構(gòu)演化原型）機構(gòu)演化原型曲柄搖桿機構(gòu)曲柄搖

15、桿機構(gòu)雙搖桿機構(gòu)雙搖桿機構(gòu).20例例8 接上題接上題.設(shè)設(shè)b桿為主動構(gòu)件求該位置時機構(gòu)的壓力角和傳桿為主動構(gòu)件求該位置時機構(gòu)的壓力角和傳動動 角。角。ABabeCVC3FminCABPabe1234F12F32F230 90V.21例例9 圖示為一六桿機構(gòu)。桿圖示為一六桿機構(gòu)。桿BC 為原動件，其長度為原動件，其長度LBC =40mm, 滑塊滑塊E的行程的行程H=50mm，行程速比系數(shù)，行程速比系數(shù)K=2，要求最小傳動，要求最小傳動 角角min=60。試確定各構(gòu)件的長度。試確定各構(gòu)件的長度。ABCDE示意圖示意圖解：解：1 取長度比例尺作機構(gòu)圖取長度比例尺作機構(gòu)圖1lmmmm.2222HBCD

16、EDABCDE示意圖示意圖D DH DD取取22D DHr maxFAminmaxBCrl.23例例10 一加熱爐門，擬用鉸鏈四桿機構(gòu)來閉啟。根據(jù)工作要求，爐一加熱爐門，擬用鉸鏈四桿機構(gòu)來閉啟。根據(jù)工作要求，爐門須占有門須占有，兩個位置，并使得關(guān)閉時的外側(cè)面，在打開時的位兩個位置，并使得關(guān)閉時的外側(cè)面，在打開時的位置上能處于上方并與爐膛口平齊置上能處于上方并與爐膛口平齊（以便放置被加熱的零件）（以便放置被加熱的零件）。爐門。爐門上的點上的點B和和C時任意選取的鉸鏈點。試求時任意選取的鉸鏈點。試求固定鉸鏈點固定鉸鏈點A、D的位置。的位置。B1B2C1C2解：解：1 求求A、D 鉸鏈點鉸鏈點課后作

17、業(yè)：課后作業(yè)：8-238-28.24B1B2C1C2AD2 設(shè)計檢驗設(shè)計檢驗（1 ）爐門閉啟時是否與爐爐門閉啟時是否與爐 外壁干涉外壁干涉從位置從位置到位置到位置是爐門是爐門開啟的過程。檢驗開啟的過程。檢驗E點是否點是否與爐外壁干涉。與爐外壁干涉。E課后作業(yè)：課后作業(yè)：8-238-28.25DB1B2C1C2423P14P23P12P34P242 設(shè)計檢驗設(shè)計檢驗（1 ）爐門閉啟時是否與爐爐門閉啟時是否與爐 外壁干涉外壁干涉從位置從位置到位置到位置是爐門是爐門開啟的過程。檢驗開啟的過程。檢驗E點是否點是否與爐外壁干涉。與爐外壁干涉。A1VEE.26（2）驗算最小傳動角驗算最小傳動角DB1B2C

18、1C24A231B BCminmin 27minmin課后作業(yè)：課后作業(yè)：8-238-28.27B1B2C24C1B1B2C14C2（3）驗算爐門驗算爐門 的穩(wěn)定性的穩(wěn)定性P24D3AG23P14P23P12P344DAP24在位置在位置重力重力G對瞬心的力對瞬心的力矩有使?fàn)t門打矩有使?fàn)t門打開的可能，故開的可能，故應(yīng)在操作柄上應(yīng)在操作柄上加定位卡。加定位卡。在位置在位置重力重力G對對瞬心的力矩與爐門瞬心的力矩與爐門關(guān)閉的轉(zhuǎn)向相反，關(guān)閉的轉(zhuǎn)向相反，故不會自動關(guān)閉。故不會自動關(guān)閉。lG.28例例11圖中給出了連桿圖中給出了連桿 2 桿線桿線BC 的兩個位置并的兩個位置并 B1C1 、 B2C2 ，

19、并給，并給出了連架桿出了連架桿1的相應(yīng)的順時針轉(zhuǎn)角的相應(yīng)的順時針轉(zhuǎn)角12和連架桿和連架桿3的逆時針轉(zhuǎn)角的逆時針轉(zhuǎn)角12設(shè)計此四鉸鏈機構(gòu)設(shè)計此四鉸鏈機構(gòu)B2C2B1C121229012A29012212212212D課后作業(yè)：課后作業(yè)：8-238-28.29例例12試設(shè)計一鉸鏈四桿機構(gòu)，要求滿足試設(shè)計一鉸鏈四桿機構(gòu)，要求滿足AB1 、 AB2與與DE1 、 DE2 兩組對應(yīng)位置，并要求滿足搖桿兩組對應(yīng)位置，并要求滿足搖桿CD在第二位置為極限位置。在第二位置為極限位置。 已知和已知和LAB和和LAD （在圖中已按比例畫出），試用作圖法確定（在圖中已按比例畫出），試用作圖法確定 鉸鏈鉸鏈C 的位置。要求注明四桿機構(gòu)的位置。要求注明四桿機構(gòu)ABCD。DCEE2E1B1ADB21B1EA.30E2E1B1ADB21BC2搖桿搖桿CD在第二位置為極限位置在第二位置為極限位置.31例例13 已知鉸鏈四桿機構(gòu)中，機架已知鉸鏈四桿機構(gòu)中，機架AD、曲柄、曲柄AB的長度，連桿的長度，連桿 的兩個位置的兩個位置B1M1、B2M2，鉸鏈鉸鏈C在在B1M1直線上，試用圖直線上，試用圖 解法求出連桿解法求出連桿BC和