山東理工大學(xué)機(jī)械原理考試原題目-四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

第三章平面連桿機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)1、如圖木的釵鏈四桿機(jī)構(gòu)中，AD為機(jī)架，AB=a=35nm,CD=c=50nm,AD=d=30nini,冋BC=b在什么范圍內(nèi)該機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)；該機(jī)構(gòu)是否有可能成為雙曲柄機(jī)構(gòu)？5、I=50mm。AD在圖示釵鏈四桿機(jī)構(gòu)中，已知各構(gòu)件的長(zhǎng)度I=25mm,I5、I=50mm。ADAB BC CD問(wèn)該機(jī)構(gòu)是否有曲柄，如有，指明哪個(gè)構(gòu)件是曲柄；該機(jī)構(gòu)是否有搖桿，如有，用作圖法求出搖桿的擺角范圍；以A8桿為主動(dòng)件時(shí)，該機(jī)構(gòu)有無(wú)急回性？用作圖法求出其極位夾角0,并計(jì)算行程速度變化系數(shù)K;以A8桿為主動(dòng)件，確定機(jī)構(gòu)的a和y。maxmin6、圖示為開(kāi)關(guān)的分合閘機(jī)構(gòu)。已知/=150mm,l=200mm,l=200mm,l=400mm。6、AB BC CD AD（1） 該機(jī)構(gòu)屬于何種類(lèi)型的機(jī)構(gòu)；（2） AB為主動(dòng)件時(shí)，標(biāo)出機(jī)構(gòu)在虛線位置時(shí)的壓力角a和傳動(dòng)角y；（3） 分析機(jī)構(gòu)在實(shí)線位置（合閘）時(shí)，在觸頭接合力己作用下機(jī)構(gòu)會(huì)不會(huì)打開(kāi)，為什么？7、試設(shè)計(jì)一曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。設(shè)搖桿兩極限位置分別為（P=150。&=90。；I=40mm,I=50mm。求/、I及行程速1 2 CD AD ABBC比系數(shù)K和最小傳動(dòng)角y。min（用圖解法求解用圖解法求解，簡(jiǎn)述作圖步驟，并保留作圖過(guò)程）8、現(xiàn)需設(shè)計(jì)一釵鏈四桿機(jī)構(gòu)，已知搖桿CD的長(zhǎng)度％=15011血，搖桿的兩極限位置與機(jī)架AD所成的角度％=30。，平，=90。，機(jī)構(gòu)的行程速比系數(shù)險(xiǎn)1,試確定曲柄班和連桿8C的長(zhǎng)度。10、設(shè)計(jì)一偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，已知滑塊的行程速度變化系數(shù)K=1.5，滑塊的行程l ,100mm，導(dǎo)路的偏距e,20mm。C1C2（1） 用作圖法確定曲柄長(zhǎng)度1和連桿長(zhǎng)度1;AB BC（2） 若滑塊從點(diǎn)C1至C2為工作行程方向，試確定曲柄的合理轉(zhuǎn)向；（3） 用作圖法確定滑塊工作行程和空回行程時(shí)的最大壓力角。

11、試用圖解法設(shè)計(jì)圖示曲柄搖桿機(jī)構(gòu)ABCD。已知搖桿/=40mm,擺角甲=45。，行程速度變化系數(shù)K=1.2,機(jī)架長(zhǎng)度DCI=b-a為曲柄長(zhǎng)，Z?為連桿長(zhǎng)）。AD14、試設(shè)計(jì)一釵鏈四桿機(jī)構(gòu)。已知行程速度變化系數(shù)K=l,機(jī)架長(zhǎng)/=100mm,曲柄長(zhǎng)/=20mm,且當(dāng)曲柄與連桿共AD AB線，搖桿處于最遠(yuǎn)的極限位置時(shí)，曲柄與機(jī)架的夾角為30,確定搖桿及連桿的長(zhǎng)度。建議比例尺為卩=0.002m/mm15、有一釵鏈四桿機(jī)構(gòu)。已知：搖桿的長(zhǎng)度為430mm,最大擺角為90,在兩個(gè)極限位置時(shí)與機(jī)架上的兩固定皎鏈中心連線所成夾角為6。和3。（如圖所示），行程速度變化系數(shù)為1.25。求：曲柄、連桿及機(jī)架長(zhǎng)度。16、 設(shè)計(jì)一曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。已知：AC=58mm,AC=24mm,CD=75mm,K=L5。求曲柄長(zhǎng)AB、連桿長(zhǎng)BC、機(jī)架2 1長(zhǎng)AD及搖桿最大擺角Vo17、 設(shè)計(jì)一曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。已知機(jī)構(gòu)處于兩極限位置時(shí)，其AC=68mm,AC=25mm,K=L5。求曲柄長(zhǎng)AB、連桿長(zhǎng)BC、2 1偏心距e和滑塊的導(dǎo)程H。19、碎礦機(jī)用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)如圖所示。已知搖桿CQ長(zhǎng)為500mm,擺角cp=45,其中左極限位置為垂直，釵鏈A,Q同在水平線上，行程速度變化系數(shù)K=L4。試用圖解法確定機(jī)架A/X曲柄A8及連桿8C的長(zhǎng)度。（保留作圖線，并將設(shè)計(jì)結(jié)果寫(xiě)在下面）｛參考答案｝一、填空題二、選擇題三、簡(jiǎn)答及作圖題四、計(jì)算及分析題1、（本題共10分）解：（1）當(dāng)存在曲柄時(shí)，8為最短桿TOC\o"1-5"\h\zc+b<a+d, 50+b<35+30=65；0<b<15mm （3分）（2）當(dāng)不存在曲柄時(shí)：1）Z?為最短桿，b>15mm （1分）2） Z?為最長(zhǎng)桿，b+d〉a+c,b+30>35+50=85,b>55mm,又，115mm>b55mm<b<115mm （2分）3） Z?為中間長(zhǎng)度桿，c+d>a+b,50+30>35+bb<45mm （2分）所以15mm<b<45mm,55mm<b<115mm （1分）綜合以上兩種情況，0<Z?<45mm,55mm<b<115mm時(shí)，此機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)。（3）有可能成為雙曲柄機(jī)構(gòu)。 （1分）｛考核知識(shí)點(diǎn)：整轉(zhuǎn)副存在的條件｝2、（本題共10分）解：每題2分，壓力角和傳動(dòng)角各1分，（1）和（3）機(jī)構(gòu)正處死點(diǎn)位置，（2分）。｛考核知識(shí)點(diǎn)：壓力角、傳動(dòng)角、死點(diǎn)｝3、（本題共10分）解：（1）TOC\o"1-5"\h\z1）當(dāng)l為最長(zhǎng)桿時(shí)（即l…40mm），要使機(jī)構(gòu)成為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)還應(yīng)滿足下列條件:BC BC20+1<30+40，故40<l<50。 （2分）BC BC2）當(dāng)l不為最長(zhǎng)桿時(shí)（即l<40mm），要使此機(jī)構(gòu)成為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)還應(yīng)滿足下列條件:BC BC20+40<30+Z,故30<40。 （2分）BC BC所以：30<1<50 （1分）BC（2）最小傳動(dòng)角出現(xiàn)的兩個(gè)可能位置，每個(gè)2分，最小傳動(dòng)角1分。（5分）｛考核知識(shí)點(diǎn)：整轉(zhuǎn)副存在的條件'最小傳動(dòng)角的位置｝4、（本題共10分）解：（1）。=10。,K=（180。+6）/（180?！?）=1^/170=1.118。 （2分）（2）y=57。。 （3分）min（3） 向左大。 （2分）（4）會(huì)出現(xiàn)，因?yàn)樵谶B桿與曲柄共線時(shí)傳動(dòng)角y=0。。 （3分）｛考核知識(shí)點(diǎn)：行程速度變化系數(shù)'最小傳動(dòng)角的位置、死點(diǎn)｝5、（本題共10分）解：（1）l+1 =l+1=80mm,其它二桿之和l+1=90mmminmaxABBC ADCD即l+1 <其它二桿之和，且連架桿l為l。minmax ABmin該機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。有曲柄，艮卩AB桿為曲柄。 （3分）（2）該機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，故有搖桿。搖桿擺角范圍中=90。 （2分）（3） 有急回性，且6=30。，故K=（180。+6）/（180?！?）=（180。+30。）/（180。—30。）=1.4。 （3分）（4） 以或y發(fā)生曲柄與機(jī)架兩次共線的位置，作其二位置ABCD和AB"C"D，由圖得a或y發(fā)maxmin maxmin生在ABC D位置處。故量得：a=60 y =30 （2分）max min

｛考核知識(shí)點(diǎn)：整轉(zhuǎn)副存在的條件、行程速度變化系數(shù)、最小傳動(dòng)角的位置｝6、（本題共10分）解：（1）150+400>200+200,不滿足有曲柄條件，該機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)。 （4分）(2)如圖所示，a(2)如圖所示，a是壓力角，y為傳動(dòng)角。（3分）（3）此時(shí)CQ桿是主動(dòng)件，機(jī)構(gòu)處于死點(diǎn)位置，。點(diǎn)的約束反力通過(guò)8點(diǎn)和A點(diǎn)，因此機(jī)構(gòu)不能自動(dòng)打開(kāi)。 （3分）｛考核知識(shí)點(diǎn)：整轉(zhuǎn)副存在的條件、壓力角和傳動(dòng)角、最小傳動(dòng)角的位置｝7、（本題共10分）解：（1）取比例尺…=1｛考核知識(shí)點(diǎn)：整轉(zhuǎn)副存在的條件、壓力角和傳動(dòng)角、最小傳動(dòng)角的位置｝7、（本題共10分）解：（1）取比例尺…=1甄，先將巳知條件畫(huà)出。1mm（2分）(2)測(cè)得：AC=l-1=26mm,AC1BCAB=l+1=64mm2BCAB兩式聯(lián)立求得：l=19mm,ABl=45mmBC（3分）(3)測(cè)得：B=ZCAC15。1 2所以,180。+0180°-9180€所以,180。+0180°-9180€+15。180°-15€=1.18（3分）｛考核知識(shí)點(diǎn)：平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)'行程速度變化系數(shù)、最小傳動(dòng)角的位置｝（2分〕8、（本題共10分）解：（1）先將已知條件畫(huà)出，ZCDC=90?！?0。=60。，CC= =150mm （2分）21 12CD（2）K=1,0=0,A必在C1C2的連線上。 （3分）（3分）（2分）(2)b+a=2CD=2x150=300mm,b-a=CD=150mm解得，曲柄a=75mm,（3分）（2分）｛考核知識(shí)點(diǎn)：平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)｝9、（本題共10分）

解：（1）畫(huà)出搖桿兩位置（2分）(2)0=180。(K-1)/(K+｛考核知識(shí)點(diǎn)：平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)｝9、（本題共10分）

解：（1）畫(huà)出搖桿兩位置（2分）(2)0=180。(K-1)/(K+1)=180（2分）(3)(4)畫(huà)出C1，C2所在圓。找出A點(diǎn)，連接Aq,AC2,（2分）a=(ll=b+a=520mm，l=b一a=280mmAC2 AC1（2分）-1 )『2=120mm，b=l一a=400mmAC1' AC2（2分）AC2｛考核知識(shí)點(diǎn)：平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)｝10、(本題共10分)（2分）解：(1)0=180。(K-1)/(K（2分）（2）作l 及e，作,CCO=,CCO=90。-0，得C10和C2O的交點(diǎn)O，以O(shè)為圓心和OC1為T(mén)OC\o"1-5"\h\zC!C2 12 21半徑作圓周乙，該圓與導(dǎo)路相距為l的平行線q相交于A點(diǎn)，此點(diǎn)即是曲柄回轉(zhuǎn)中心。（2分）從圖上量得，l=118mm，l=30mm，從而可求得AC2 ac1l=（l-1）/2=44mm，l=（l+1）/2=74mm （2分）AB AC2 AC】/ BC AC】AC2/（3） 根據(jù)滑塊的工作行程需獲得較佳的受力條件和工作較平穩(wěn)的要求，選定曲柄的回轉(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r(shí)針。（2分）mm mm （2分）（2分）（4）工作行程和空回行程的最大壓力角分別為W和a”（2分）maxmax｛考核知識(shí)點(diǎn)：平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，最小傳動(dòng)角的確定｝｛考核知識(shí)點(diǎn)：平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，最小傳動(dòng)角的確定｝11、（本題共10分）解：（1解：（1）極位夾角…,180。（K-1）K+1）,16.3。（2分）（2）作（2）作/CCOCCO,90o一…,73.7。，C1O與C2O相交于O點(diǎn);12 21（2分）（3）以O(shè)為圓心，以O(shè)C（3）以O(shè)為圓心，以O(shè)C1為半徑畫(huà)L圓;（2分）（4）作DC1的垂直平分線交L圓于A點(diǎn)，則A即為曲柄的回轉(zhuǎn)中心;（2分）（5）連AC2和AC1，因AC2=b+a，AC1=b-a，故以（AC2-AC1）/2為半徑，以A為圓心畫(huà)圓交AC2和AC1于B2點(diǎn),交AC1的延長(zhǎng)線于B1點(diǎn)。則AB1C1D（或AB2C2D）即為所設(shè)計(jì)的曲柄（2（2分）｛考核知識(shí)點(diǎn)：平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)｝｛考核知識(shí)點(diǎn)：平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)｝12、（本題共10分）K一1TOC\o"1-5"\h\z解：（1）極位夾角180o ,0o （2分）K+1（2）因此轉(zhuǎn)動(dòng)副A在返回點(diǎn)C1、C2的連線上； （3分）（3） 且/,1CC,50mm （3分）AB212（4）機(jī)架l ―/—cos60o,J1002+2002-2x200x100cos60。=?‘3x1。4,17321AD:CDac2 c2dac2

｛考核知識(shí)點(diǎn)：平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)｝｛考核知識(shí)點(diǎn)：平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)｝13、（本題共10分）TOC\o"1-5"\h\z解：（1）K=—G2==1.5 ?=——x180o=——x180o=36° （2分）卩0.05 K,1 1.5,1C1（2） 作ZCCO=ZCCO=90?！?=73.7°,C10與C2O相交于O點(diǎn)； （1分）12 21（3） 以O(shè)為圓心，以O(shè)C1為半徑畫(huà)L圓； （1分）（4）在道路上方偏移e取A點(diǎn)，連接AC1,AC2 （2分）/AC—AC AC, “八、（5）l= 2 1=23mm，l=2 1=37mm （2分）ab2 bc2（6）如圖y =28o （2分）min｛考核知識(shí)點(diǎn)：平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，最小傳動(dòng)角的確定｝14、解：（本題共10分）（1）?=｛考核知識(shí)點(diǎn)：平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，最小傳動(dòng)角的確定｝14、解：（本題共10分）（1）?=0。，AC2與AC1在一條直線上，因AC2—AC1=EC2=C1C2=2ABCCAB=-^2（2）取比例尺作圖；過(guò)D點(diǎn)作AB延長(zhǎng)線的垂線。戶(hù)，以F點(diǎn)為圓心，AB長(zhǎng)為半徑作的延長(zhǎng)線于C1和C2點(diǎn)，連C1D或C2D。（2分）兩孤線分別交ABl=卩CD=54mmCDl（3）求連桿長(zhǎng)，l=卩CB=86.6mmCBl（5分）（3分）｛考核知識(shí)點(diǎn)：平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)｝15、（本題共10分）解：取€=0.02m/mmi（1｛考核知識(shí)點(diǎn)：平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)｝15、（本題共10分）解：取€=0.02m/mmi（1）作搖桿弧線交于二極限位置的C1、C2點(diǎn)； （1分）（2） ?=180o（K-1）（K,1）=20。，過(guò)C1、C2點(diǎn)作ZCCO=ZCCO=90。-6,得交點(diǎn)O,以O(shè)為圓心,' 12 21OC1為半徑作圓乙，與機(jī)架線相交于A點(diǎn)； （3分）（3）連A與C1點(diǎn)，A與C2點(diǎn)，得AC，AC。1 2（1分）（4）以A為圓心，AC為半徑作孤交于AC線上的E點(diǎn)。2（2分）…AC—AC“AB= 2 1=13mm2mm量得：AD=40mml=€AB=260mmABll=€BC=920mmBCll=€AD=800mmADl（3分）｛考核知識(shí)點(diǎn)：平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)｝16、(本題共10分)解：取€=1.5mm/mml（2分）(1)6=180o(K-1)(K,1))=36（2分）TOC\o"1-5"\h\z(2)任取一點(diǎn)為A,過(guò)A點(diǎn)作兩線段AC2=58mm,AC{=24mm,{JZCAC=36° (2分)1 2（3）以C1，C2兩點(diǎn)分別為圓心，以CQ長(zhǎng)為半徑作弧交于。點(diǎn)，。點(diǎn)即為搖桿與機(jī)架釵接的釵鏈點(diǎn)。（2分）(4分)求解：AB=(AC一AC)/2=17mm，BC=(AC一AB)=41mm，AD=60mm，?=28。(4分)2 1' 2CGB四=1*5mm/mm｛考核知識(shí)點(diǎn)：平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)｝17、（本題共10分）解：(1)。=180o(K-1)/(CGB四=1*5mm/mm｛考核知識(shí)點(diǎn)：平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)｝17、（本題共10分）解：(1)。=180o(K-1)/(K+1))=36o；（2分）（2）任取一點(diǎn)為A，過(guò)A點(diǎn)作兩線段AC2=58mm，AC1=24mm，使,CAC=36。1 2（2分）（3）過(guò)A點(diǎn)作C1、C2兩點(diǎn)連線的平行線，則兩平行線的垂直距離即為偏距e。量得e=21mm，H=CC=50mm。12（3分）(3)AB=(AC^-AC「/2=(68-25)/2=21.5mmBC=AC一AB=46.5mm2（3分）C,R｛考核知識(shí)點(diǎn)：平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)｝18、（本題共10分）解：按卩=0.001m/mm作圖；i（1） 根據(jù)0=180o（K-1）/（K+1），可求出0=30，以AC為一邊，作,QAC=30€，與以D為圓心，以DC長(zhǎng)為半徑所作的圓弧交于C點(diǎn)； （4分）（2） 以A為圓心，以AC為半徑畫(huà)弧，交AC于E點(diǎn)，則(4分)l=l.2=0.^1x46.2=0.023m(4分)AB EC'' '(3)以(3)以A為圓心，以l巾€0.023..0.001€23AB'l 'mm長(zhǎng)為半徑作圓，與AC的延長(zhǎng)線交于B點(diǎn)，則lBClBC=卩xBC=卩xBC=0.001x59=0.059l ll=0.023m,l（2分）l=0.023m,l（2分）€0.059mABBC｛考核知識(shí)點(diǎn)：平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)｝19、（本題共10分）解：卩=0.01m/mm，i6=180ox(K-11(K+1))=180ox(1.4-1)(1.4+1))=30。 (2分)TOC\o"1-5"\h\z畫(huà)出Cp，C2D，做角C]OC2=60°，以O(shè)為圓心做圓。 (2分)過(guò)D做水平線，與圓周交點(diǎn)為A點(diǎn) (2分)連接AC『AC2。 (1分)l=[(AC-AC)：2]卩=14x0.01=0.14/m，l=[(AC+AC).2]卩=50x0.01=0.5mAB 12」l BC 1 2l（3分）l=ADx卩=42x0.01=（3分）AD l網(wǎng)=io網(wǎng)=iomm/mm｛考核知識(shí)點(diǎn)：平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)｝20、（本題共10分）解：卩=0.002m/mm。i

KTOC\o"1-5"\h\z9=180。 =0。 (2分)K+l連接AC],C2必在AC1的連線上 (2分)過(guò)D點(diǎn)做AC1的垂線交AC1延長(zhǎng)線與E點(diǎn)，取C2E=C1E，得C2點(diǎn)。 (3分)l=(~AC-矽)/2=CC/2=20mm，l=(~AC+AC)/2=70mm (3分)AB 1 2 12， BC ] 2f｛考核知識(shí)點(diǎn)：平面