机械原理网络课堂平面四杆机构的设计：按给定的行程速比系数K设计四杆机构
已知：摇杆长度CD，摆角φ，行程速比系数K。
要求：设计曲柄摇杆机构。
解：
1、计算极位夹角θθ=180（K-1）/（K+1）
2、任取一点D为摇杆固定铰链中
心，作等腰三角形C1C2D，两腰长
度等于CD，∠C1DC2=φ。
3、以C1C2为一条边，分别作∠O
C1C2=∠OC2C1=90°_θ。以O为圆心，
OC1为半径作圆β。
4、连接并延长C 1D ，交圆β于G
点，连接并延长C 2D ，交圆β于F
点。 圆弧C 1F 和GC 2上任意一点A
到C 1和C 2的连线的夹角∠C 1AC 2都等
于极位夹角θ。曲柄轴心A 点可在
这两段圆弧上选取。
注意：曲柄轴心A 不能
在FG 圆弧上选取，否则机构不满运动连续性要求。 在C 1F 和GC 2两段
圆弧上选取A 点时，当A 点越靠近
F(或G)点时，机构最小传动角将随
之减小。
)
5、A 点选定后，四杆机构尺寸即确定。设曲柄长度为a ，连杆长度为b,则
AC 1=b _a,
AC 2=b+a,
所以，a=(AC 2_AC 1)/2,
b=(AC 1+AC 2)/2
说明：1）如设计时还给出其它附加条件（如给定机架尺寸或曲柄长度或连杆长度等），则A 点按相应条件确定。
2）对于给定行程速比系数K和滑块行程H时,可以用同样方法求出曲柄滑块机构.
2) 对于摆动导杆机构,由于其导杆
的摆角φ刚好等于其极位夹角
θ,因此,只要给定曲柄长度L
(或给定机架长度L AC)和行程速AB
比系数K就可以由右图求得机构.
一．判断题（认为正确的，在括号内画√,反之画Ｘ） 1．根据铰链四杆机构各杆长度，即可判断其类型。（）2．四杆机构中，传动角越大，机构的传力性能越好。（）3．极位夹角是反映机构力学性能的参数。（）4．曲柄为主动件的摆动倒杆机构一定具有急回特性。（）5．曲柄为主动件的曲柄滑块机构一定具有急回特性。（）6．曲柄为主动件的曲柄摇杆机构一定具有急回特性。（）7．曲柄为主动件的曲柄摇杆机构，其最小传动角的位置在曲柄与连杆共线的两位置之一（） 8．曲柄为主动件的曲柄滑块机构，其最小传动角的位置在曲柄与导路垂直的位置。（） 9．四杆机构有无止点位置，与何构件为主动件无关。（）10．极位夹角是从动件两极限位置之间的夹角。（）二．选择题（将正确的答案的序号字母填入括号内） 1．曲柄滑块机构有止点时，其主动件为何构件？（）A．曲柄B．滑块C．曲柄滑块均可 2．四杆长度不等的双曲柄机构，若主动曲柄作连续匀速转动，则从动曲柄怎样运动？（）A．匀速转动B．间歇转动C．变速转动 3．杆长不等的铰链四杆机构，若以最短杆为机架，则是什麽机构？（） A.双曲柄机构 B. 双摇杆机构 C.双曲柄机构或双摇杆机构 4．一对心曲柄滑块机构，曲柄长度为100mm，则滑块的行程是多少？（） A.50mm B.100mm C. 200mm 5.有急回特性的平面连杆机构的行程速比系数K是什麽值？ A.K=1 B.K＞1 C.K＞0 6．对心曲柄滑块机构的曲柄为主动件时，机构有无急回特性和止点位置? ( ) A.有急回特性，无止点位置 B.无急回特性，无止点位置 C.有急回特性，有止点位置 7．铰链四杆机构ABCD各杆长分别为L ab=40mm,L bc=90mm,L cd=55mm,L ad=100mm,若取AB为机架，则为何机架？（） A.双摇杆机构 B.曲柄摇杆机构 C.双曲柄机构 8．当曲柄为主动件时，下述哪种机构具有急回特性？（） A.平行双曲柄机构 B.对心曲柄滑块机构 C.摆动导杆机构 三．设计计算题 1．一铰链四杆机构，已知L bc=50mm,L cd=35mm,L ad=30mm,ad杆为机架，试分析： 1）若此机构为曲柄摇杆机构时，L ab的取值范围。 2）若此机构为双曲柄机构时，L ab的取值范围。 3）若此机构为双曲柄机构时，L ab的取值范围。 2．已知，图3-42所示各四杆机构，1为主动件，3为从动件 1）作各机构的极限位置，并量出从动件的行程S或摆角ψ. 2）计算各机构行程速比系数k. 3) 作出个机构出现最小传动角γmin（或最大压力角αmax）时的位置图，并量出其大小。 3. 若上题各四杆机构中，构件3为主动件，构件1位从动件，试做各机构的止点位置。 4．图3-43所示为用四杆机构控制的加热炉炉门的启闭机构。工作要求，加热时炉门能
第 1 页/共 2 页 《机械设计基础》课堂测试 一.计算图示机构的自由度 1.F=3n-2P L -P H =3*5-2*7-1*0=1 2.F=3n-2P L -P H =3*7-2*10-1*0=1 3.. 11-5*2-4*3F == (+5分) 机构有确定的运动。 （＋1分） 有虚约束、局部自由度 无复合铰链 （＋2分） 二、图示四杆机构中，若原动件为曲柄AB ，试标出在图示位置时的传动角γ及机构处于最小传动角γmin 时的机构位置图。） δ2 δ1、已知图示8.6所示的凸轮机构，在图上标出以下各项：1）画出基圆半径r o ；2)标出 从动件图示位置的位移s 、凸轮转角δ和压力角α ；3）当δ=900时，标出从动件位移s ’ 和压力角α’。（10分） 三、设计一偏置曲柄滑块机构，如图8.7所示。已知滑块的行程速比系数K=1.5，滑块的冲程H=50mm ，导路的偏距e=20mm 。求曲柄长度l AB 和连杆长度l BC 。 （可选μ l =0.001m/mm ）(10分） 图 8.6 图 8.7
———————————阅————卷————密————封————装————订— ———线—————————— 第 2 页/共 2 页 九、解:图解见图8.6题。 三、解： o o 361 k 1 k 180θ=+-= ;图解见图8.7题，AB 1C 1为机构的第一位置。 四、在下图所示的凸轮机构中,已知凸轮的实际轮廓线为一圆心在A 点的圆。要求： (1) 绘出凸轮的理论轮廓线；(2) 绘出凸轮的基圆，并标出基圆半径r 0； (3) 确定机构在图示位置时的压力角α； 图 8.7题 o
机械原理自测题（一） 一．判断题（正确的填写“T”，错误的填写“F”） 1、根据渐开线性质，基圆内无渐开线，所以渐开线齿轮的齿根圆必须设计比基圆大。（F ） 2、对心的曲柄滑块机构，其行程速比系数K一定等于一。（T ） 3、在平面机构中，一个高副引入二个约束。（F ） 4、在直动从动件盘形凸轮机构中，若从动件运动规律不变，增大基圆半径，则压力角将减小（T ） 5、在铰链四杆机构中，只要满足杆长和条件，则该机构一定有曲柄存在。（F ） 6、滚子从动件盘形凸轮的实际轮廓曲线是理论轮廓曲线的等距曲线。（T ） 7、在机械运动中，总是有摩擦力存在，因此，机械功总有一部分消耗在克服摩擦力上。（T ） 8、任何机构的从动件系统的自由度都等于零。（T ） 9、一对直齿轮啮合传动，模数越大，重合度也越大。（F ） 10、在铰链四杆机构中，若以曲柄为原动件时，机构会出现死点位置。。（F ） 二、填空题。（10分） 1、机器周期性速度波动采用（飞轮）调节，非周期性速度波动采用（调速器）调节。 2、对心曲柄滑块机构的极位夹角等于（0 ）所以（没有）急回特性。 3、渐开线直齿圆柱齿轮的连续传动条件是（重合度大于或等于1 ）。 4、用标准齿条形刀具加工标准齿轮产生根切的原因是（齿条形刀具齿顶线超过极限啮合点N1）。 5、三角螺纹比矩形螺纹摩擦（大），故三角螺纹多应用（联接），矩形螺纹多用于（传递运动和动力）。 1、试计算图示机构的自由度（若有复合铰链、局部自由度或虚约束，必须明确指出）。并判断该机构的运动是否确定（标有箭头的机构为原动件）。 图a) 图b) 1、解: （a）图：n=9，p4=13，p5=0；F=3×9－2×13=1； ∵原动件数目=机构自由度数，∴机构具有确定的运动。G处为复合铰链；机构级别为Ⅱ级。 拆组图如下(略) （b）图：n=7，p4=10，p5=0；F=3×7－2×10=1； 原动件数目=机构自由度数，机构具有确定的运动。机构级别为Ⅲ级。 2、计算图示机构自由度，并判定该机构是否具有确定的运动（标有箭头的构件为原动件）。 图 a) 图 b) 解：（a）F=3n×2p l－p h =3×5－2×7=1；机构具有确定的运动。 （b) 9 2 6 3 2 3= ? - ? = - - = h l p p n F F处为复合铰链。机构没有确定的运动。