机械原理课后答案第8章.doc

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1、第 8 章作业 8-l 铰链四杆机构中，转动副成为周转副的条件是什么?在下图所示四杆机构 ABCD 中哪 些运动副为周转副?当其杆 AB 与 AD 重合时，该机构在运动上有何特点?并用作图法求出 杆 3 上 E 点的连杆曲线。答：转动副成为周转副的条件是： （1）最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其他两杆长度之和； （2）机构中最短杆上的两个转动副均为周转副。图示 ABCD 四杆机构中 C、D 为周转副。当其杆 AB 与 AD 重合时，杆 BE 与 CD 也重合因此机构处于死点位置。 8-2 曲柄摇杆机构中，当以曲柄为原动件时，机构是否一定存在急回运动，且一定无死点? 为什么? 答：机构不一定

2、存在急回运动，但一定无死点，因为： （1）当极位夹角等于零时，就不存在急回运动如图所示， （2）原动件能做连续回转运动，所以一定无死点。 8-3 四杆机构中的极位和死点有何异同? 8-4 图 a 为偏心轮式容积泵；图 b 为由四个四杆机构组成的转动翼板式容积泵。试绘出两种 泵的机构运动简图，并说明它们为何种四杆机构，为什么? 解 机构运动简图如右图所示，ABCD 是双曲柄机构。 因为主动圆盘 AB 绕固定轴 A 作整周转动，而各翼板 CD 绕固定轴 D 转动，所以 A、D 为周转副，杆 AB、CD 都是曲柄。8-5 试画出图示两种机构的机构运动简图，并说明它们各为何种机构。图 a 曲柄摇杆机构

3、 图 b 为导杆机构。8-6 如图所示，设己知四杆机构各构件的长度为240amm，600b mm,400,500cmm dmm。试问: 1)当取杆 4 为机架时，是否有曲柄存在? 2)若各杆长度不变，能否以选不同杆为机架的办法获得双曲柄机构和双摇杆机构?如何获得? 3)若 a、bc 三杆的长度不变，取杆 4 为机架，要获得曲柄摇杆机构,d 的取值范围为何值? : 解 (1)因 a+b=240+600=840900=400+500=c+d 且最短杆 1 为连架轩故当取杆 4 为机架 时，有曲柄存在。 (2)、能。要使此此机构成为双曲柄机构，则应取 1 杆为机架；两使此机构成为双摇杆 机构，则应取

4、杆 3 为机架。 (3)要获得曲柄摇杆机构, d 的取值范围应为 440760mm。 8-7 图示为一偏置曲柄滑块机构，试求杆 AB 为曲柄的条件。若偏距 e=0，则杆 AB 为曲柄 的条件是什么? 解 (1)如果杆 AB 能通过其垂直于滑块导路的两位置时，则转动副 A 为周转副，故杆 AB 为曲柄的条件是 AB+eBC。 (2)若偏距 e=0, 则杆 AB 为曲柄的条件是 ABBC8-8 在图所示的铰链四杆机构中，各杆的长度为1l28mm，2l52mm， 3l50mm，4l72mm，试求:1)当取杆 4 为机架时，该机构的极位夹角、杆 3 的最大摆角、最小传动角min和行程 速比系数 K;

5、2)当取杆 1 为机架时，将演化成何种类型的机构?为什么?并说明这时 C、D 两个转动副 是周转副还是摆转副; 3)当取杆 3 为机架时，又将演化成何种机构?这时 A、B 两个转动副是否仍为周转副?解 (1)怍出机构的两个极位，如图, 并由图中量得：=18.6,=70.6, min=22.7 18018018.612.318018018.6k (2)由 l1+l4 l2+l3 可知图示铰链四杆机构各杆长度符合杆长条件；小最短杆 l 为机架时，该机构将演化成双曲柄机构；最短杆 1 参与构成的转动副 A、B 都是周转副 而 C、D 为摆转副； （3）当取杆 3 为机架时，最短杆变为连杆，又将演化成

6、双摇杆机构，此时 A、B 仍为 周转副。8-9 在图示的连杆机构中，已知各构件的尺寸为160,ABlmmBCl260,mm200,CDlmm80,ADlmm构件 AB 为原动件，沿顺时针方向匀速回转，试确定: 1)四杆机构 ABCD 的类型;2)该四杆机构的最小传动角min； 3)滑块 F 的行程速比系数 K。解 （1)由 lAD+lBC408-25 图示为一牛头刨床的主传动机构，已知 lAB=75 mm，lDE=100 mm，行程速度变化系数 K=2，刨头 5 的行程 H=300 mm。要求在整个行程中，推动刨头 5 有较小的压力角，试设 计此机构。解 先算导杆的摆角121180180601

7、21k k取相应比例尺 l作图，由图可得导杆机构导杆和机架的长度为：LCD=l.CD=300mm, lAC=l.AC=150mm; 导杆端点 D 的行程 D1D2=E1E2=H/l 为了使推动刨头 5 在整行程中有较小压力角，刨头导路的位置 h 成为H=lCD(1+cos(/2)/2=300(1+cos(60/2)/2=279.9mm点津 本题属于按行程速比系数 K 设计四杆机构问题，需要注意的是：导杆 CD 的最大摆角与机构极位夹角相等：因 H=300mm，且要求在整个行中刨头运动压力角较小。 所以取 CD1=CD2=300mm, 则 D1D2=H=300mm。 8-26 某装配线需设计一输

8、送工件的四杆机构，要求将工件从传递带 C1经图示中间位置输送 到传送带 C2上。给定工件的三个方位为：M1(204，-30)，21=0；M2(144，80)，22=22 ；M3(34，100)，23=68 。初步预选两个固定铰链的位置为 A(0，0)、D(34，一 83)。试 用解析法设计此四杆机构。解 由题可知, 本题属于按预定的连杆位置用解析法设汁四杆机构问题， N=3，并已预选 xA, yA和 xD, yD坐标值，具体计算过程略。8-27 如图所示，设要求四杆机构两连架杆的三组对应位置分别为:135，150，280，275，3125，3105。试以解析法设计此四杆机构。解：（1）将 ,

9、的三组对应值带入式（8-17） （初选 0=0=0） Cos(+0)=p0cos(+0)+p1cos(+0)-(+0)+p2得 012012012cos35cos50cos(5035 )cos80cos75cos(7580 )cos125cos105cos(105125 )ppppppppp 解之得（计算到小数点后四位）p0=1.5815, p1=-1.2637, p2=1.0233 （2）如图所示，求各杆的相对长度，得 n=c/a=p0=1.5815, l=-n/p=1.251522 21 21.5831mlnlp （3）求各杆的长度：得 d=80.00a=d/l=80/1.2515=63.

10、923mmb=ma=1.583163.923=101.197mmc=na=1.585163.923=101.094mm8-28 试用解析法设计一曲柄滑块机构，设已知滑块的行程速度变化系数 K=15，滑块的 冲程 H=50 mm，偏距 e=20 mm。并求其最大压力角 max。解：计算11.5 11801803611.5 1k k 并取相应比例尺 l 根据滑块的行程 H 作出极位 及作 圆，作偏距线，两者的交点即铰链所在的位置，由图可得： lAB=l. (AC2-AC1)/2 =17mm, lBC=l. (AC2+AC1)/2=36mm8-29 试用解析法设计一四杆机构，使其两连架杆的转角关系能

11、实现期望函数 y=，lz10。 8-30 如图所示，已知四杆机构。ABCD 的尺寸比例及其连杆上 E 点的轨迹曲线，试按下列 两种情况设计一具有双停歇运动的多杆机构：1)从动件摇杆输出角为 45：2)从动件滑块输出行程为 5 倍曲柄长度。8-31 请结合下列实际设计问题，选择自己感兴趣的题目，并通过需求背景调查进一步明确 设计目标和技术要求，应用本章或后几章所学知识完成相应设计并编写设计报告。 1)结合自己身边学习和生活的需要，设计一折叠式床头小桌或晾衣架，或一收藏式床 头书架或脸盆架或电脑架等； 2)设计一能帮助截瘫病人独自从轮椅转入床上或四肢瘫痪已失去活动能力的病人能自 理用餐或自动翻书进行阅读的机械；3)设计适合老、中、青不同年龄段使用并针对不同职业活动性质(如坐办公室人员运 动少的特点)的健身机械；4)设计帮助运动员网球或乒乓球训练的标准发球机或步兵步行耐力训练，或空军飞行 员体验混战演习训练(即给可能的飞行员各方位加一个重力)，或宇航员失重训练(即能运载 一人并提供一个重力加速度)的模拟训练机械；5)设计放置在超市外投币式的具有安全、有趣或难以想像的运动的小孩“坐椅”或能 使两位、四位游客产生毛骨悚然的颤动感觉的轻便“急动”坐车。