機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第四版第02-03章-作業(yè)題解課件

第2章平面連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)作業(yè)題解答

2-2何謂曲柄？鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)具有曲柄的條件是什么？曲柄是否就是最短桿？答一：曲柄——能作整周回轉(zhuǎn)的連架桿稱為曲柄

答二：鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)具有曲柄的條件是1)最短桿與最長(zhǎng)桿的長(zhǎng)度和應(yīng)小于或等于其他兩桿的長(zhǎng)度之和；——桿長(zhǎng)條件2)連架桿和機(jī)架中有一桿是最短桿。答三：曲柄不一定就是最短桿，機(jī)架亦可是最短桿（如雙曲柄機(jī)構(gòu)）；最短桿也可為連桿（如雙搖桿機(jī)構(gòu)）第2章平面連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)作業(yè)題解答2-21雙搖桿機(jī)構(gòu)——最短桿為連桿曲柄搖桿機(jī)構(gòu)——最短桿為連桿架雙曲柄機(jī)構(gòu)——最短桿為機(jī)架雙搖桿機(jī)構(gòu)——最短桿曲柄搖桿機(jī)構(gòu)——雙曲柄機(jī)構(gòu)——最短桿為2答二：K=1的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)極位夾角θ=0°，機(jī)構(gòu)無(wú)急回特性；A、B1

、B2

、C1

、C2在同一直線上。即：主動(dòng)曲柄與連桿拉直共線和重疊共線兩處位置重合（如2-12題）。C1C2B1B2ψDABC2-5如何判斷機(jī)構(gòu)有無(wú)急回特性？K=1的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特征是什么？答一：判定機(jī)構(gòu)是否有急回運(yùn)動(dòng)關(guān)鍵取決于極位夾角，當(dāng)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)極位夾角θ時(shí)，機(jī)構(gòu)便具有急回運(yùn)動(dòng)特性。θ角愈大，K值愈大，機(jī)構(gòu)的急回運(yùn)動(dòng)性質(zhì)也愈顯著。B1B2C1C2A答二：K=1的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)極位夾角θ=0°3題2-6試判別圖2-32a所示機(jī)構(gòu)為何種機(jī)構(gòu)？設(shè)構(gòu)件1為原動(dòng)件，試確定該機(jī)構(gòu)從動(dòng)件的擺角ψ和機(jī)構(gòu)的最小傳動(dòng)角γ

min。如果分別以構(gòu)件1、2和3為機(jī)架，它們又分別為什么機(jī)構(gòu)（各桿長(zhǎng)度見(jiàn)圖2-32所示，單位為mm）？CABD15303525解答：1.機(jī)構(gòu)類(lèi)型——曲柄搖桿機(jī)構(gòu)因?yàn)椋簂min+lmxa=15+35=50<30+25=55且連架桿為最短桿，所以為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。2.選長(zhǎng)度比例μl=0.625畫(huà)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，確定從動(dòng)件的擺角ψ和機(jī)構(gòu)的最小傳動(dòng)角γ

min的圖示位置題2-6試判別圖2-32a所示機(jī)構(gòu)為何種機(jī)構(gòu)？設(shè)構(gòu)件4AD25B1C1C2353015B2ψ從動(dòng)件的擺角ψ:Ψ=∠C1DC2=∠ADC2-∠ADC1

AD25B1C1C2353015B2ψ從動(dòng)件的擺角ψ:Ψ=∠5γmin=min（γ1

、γ2）=15.36°AD25C"B’15B"3035C’δγ1機(jī)構(gòu)的最小傳動(dòng)角γminγmin發(fā)生在：曲柄與機(jī)架拉直和重共線處，即：AB′、AB″因δ<90°，所以γ2=

δ=75.522°γmin=min（γ1、γ2）=15.36°AD256分別以構(gòu)件1、2和3為機(jī)架時(shí)機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)類(lèi)型：以構(gòu)件1為機(jī)架時(shí)——機(jī)架為最短桿，為雙曲柄機(jī)構(gòu)以構(gòu)件2為機(jī)架時(shí)——最短桿為連架桿，機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)以構(gòu)件3為機(jī)架時(shí)——最短桿為連桿，機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)。分別以構(gòu)件1、2和3為機(jī)架時(shí)機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)類(lèi)型：以構(gòu)件1為機(jī)架時(shí)—7

2-8圖2-34所示為偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。已知a=150mm，b=400mm，e=50mm，試求滑塊行程H、機(jī)構(gòu)的行程速比系數(shù)K和最小傳動(dòng)角γmin。B1C1B2C2BACHe1.選長(zhǎng)度比例尺畫(huà)偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖解答：2.畫(huà)出滑塊左右極限位置,求滑塊的行程H：2-8圖2-34所示為偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。已知a8B1C1B2C2BACHe3.求偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的行程速比系數(shù)K1)求機(jī)構(gòu)的極位夾角θ2)求行程速比系數(shù)K:B1C1B2C2BACHe3.求偏置曲柄滑塊機(jī)1)求94.求偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的最小傳動(dòng)角γmin

曲柄為主動(dòng)件時(shí)，最小傳動(dòng)角min發(fā)生在曲柄AB與滑塊導(dǎo)路垂直且曲柄和鉸鏈A位于導(dǎo)路同側(cè)的位置B'C'γminB1C1B2C2BACHeBACB'C'γminD最小傳動(dòng)角min的大小:最小傳動(dòng)角min發(fā)生的位置:4.求偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的最小傳動(dòng)角γmin曲102-9.設(shè)計(jì)一偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，已知k=1.5,H=50mm,e=20mm,求曲柄長(zhǎng)度lAB和連桿長(zhǎng)度lBC。OeAc1c2BAB=(AC1-AC2)/2BC=AC1-ABH2aAB134Cb90olAB=lAB,lBC=lBC。θθ＝1800（K-1/K+1）=360選比例尺，作一直線C1C2=H=50mm;作∠C2C1O=900-θ=540，∠C1C2O=900-θ=540，此兩線相交于點(diǎn)O。2-9.設(shè)計(jì)一偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，已知k=1.5,H=50mm112-11

設(shè)計(jì)一曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，已知行程速比系數(shù)K=1.2，鄂板CD長(zhǎng)度lCD=300mm，鄂板擺角Ψ=35°，曲柄AB長(zhǎng)度lAB=80mm求連桿BC的長(zhǎng)度，并驗(yàn)算傳動(dòng)角是否滿足條件γmin≥

50°。1．計(jì)算極位夾角：2．選定比例尺，按給定的鄂板CD長(zhǎng)度lCD=300mm，鄂板擺角Ψ=35°，畫(huà)出鄂板的兩極限位置DC1和DC2

。解答(作圖法):DC1C2352-11設(shè)計(jì)一曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，已知行程速比系數(shù)K=1.2，12OβmnQ73.6°73.6°θAB1B23.連接C1C2，作∠C1C2O=∠C2C1O=900-16.4°=73.6°4.以O(shè)點(diǎn)為圓心OC為半徑畫(huà)輔助圓β。該圓上任一點(diǎn)至C1和C2的連線的夾角都等于極位夾角θ，曲柄軸心A應(yīng)在此圓周上。5.作ψ角的角平分線與β圓交于Q點(diǎn)，以Q為圓心，QC1為半徑畫(huà)小圓S；以C2為圓心，2lAB/μl=2×80/10=16mm為半徑畫(huà)弧交S圓于W點(diǎn)。連C2W其延長(zhǎng)線與β圓交于A點(diǎn)，則A點(diǎn)為此曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的固定鉸鏈中心。SWDC1C235OβmnQ73.6°73.6°θAB1B23.連接C135.求其余各桿的長(zhǎng)度連桿長(zhǎng)度：機(jī)架長(zhǎng)度：6.驗(yàn)算機(jī)構(gòu)的最小傳動(dòng)角γminθAB1B2DC1C23545°最小傳動(dòng)角γmin發(fā)生的位置：曲柄與機(jī)架拉直、重疊共線的位置B'C'、B"

C"82°B'C'B"C"γmin的大小：γmin=min（45°、

82°）=45°<50°——不滿足要求。5.求其余各桿的長(zhǎng)度連桿長(zhǎng)度：機(jī)架長(zhǎng)度：6.驗(yàn)算機(jī)構(gòu)14θAB1B2DC1C235解答(解析法):

在三角形AC2D中72.5在三角形AC1C2中θAB1B2DC1C235解答(解析法):

在三角形AC215γmin=min（

、180-）=44.55°<50°——不滿足要求γmin=min（、180-）=44.516149410’h142356o

tδt題3-10（1）根據(jù)已知條件繪制從動(dòng)件的等加速等減速位移曲線因?yàn)楫?dāng)t=1,2,3時(shí),則若已知h1”2”3”1’2’3’149410’h142356otδt題3-10（1）根17oS90o120o123567h150o4δ8-（一）尖頂移動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)型凸輪機(jī)構(gòu)（1）按已設(shè)計(jì)好的運(yùn)動(dòng)規(guī)律作出位移線圖；（2）按基本尺寸作出凸輪機(jī)構(gòu)的初始位置；（3）按-方向劃分基圓周得c0、c1、c2……等點(diǎn)；并過(guò)這些點(diǎn)作射線，即為反轉(zhuǎn)后的導(dǎo)路線；（4）在各反轉(zhuǎn)導(dǎo)路線上量取與位移圖相應(yīng)的位移，得B1、B2、……等點(diǎn)，即為凸輪輪廓上的點(diǎn)。rbB0B1B2B4B8B5c1c2c4c5120oc8B6B7c6c7c0c3150o90oB