5.4 按行程速比系数设计平面四杆机构

2020 智慧树，知到《机械设计基础》章节测试完整答案第一章单元测试1 、单选题：若两构件组成低副，则其接触形式为( )选项：A:面接触点或线接触B:点或面接触C:D:线或面接触答案: 【面接触】2 、单选题：机构具有确定相对运动的条件是( ) 选项：A: 机构的自由度数目等于主动件数目B: 机构的自由度数目大于主动件数目C: 机构的自由度数目小于主动件数目D: 机构的自由度数目大于等于主动件数目答案: 【机构的自由度数目等于主动件数目】3 、单选题：平面机构中，高副引入( ) 约束选项：A:1个个B:2个C:3D:4个答案: 【1 个】4 、单选题：平面机构中，低副引入( ) 约束选项：A:1个个B:2个C:3D:4个答案: 【2 个】5 、单选题：对于铰链四杆机构，当满足杆长之和的条件时，若取( ) 为机架，将得到双曲柄机构。

选项：A:最长杆与最短杆相邻的构件B:最短杆C:D:与最短杆相对的构件答案: 【最短杆】6 、判断题：虚约束在安装精度不高的情况下就会转化为实际约束选项：A: 对B: 错答案: 【对】7 、判断题：铰链四杆机构中最短的构件一定是曲柄。

选项：A: 对B: 错答案: 【错】8 、判断题：两个构件之间为面接触形成的运动副，称为低副。

选项：A: 对B: 错答案: 【对】9 、判断题：局部自由度是与机构运动无关的自由度。

选项：A: 对B: 错答案: 【对】10 、判断题：虚约束是在机构中存在的多余约束, 计算机构自由度时应除去。

选项：A: 对B: 错答案: 【对】第二章单元测试1 、判断题：四杆机构中，曲柄的极位夹角θ 越大，机构的急回特性也越显著。

选项：A: 对B: 错答案: 【对】2 、判断题：在实际生产中，机构的“死点”位置对工作都是不利的，处处都要考虑克服。

选项：A: 对B: 错答案: 【错】3 、判断题：铰链四杆机构中，传动角&gamma越; 大，机构传力性能越好。

形考任务二1.铰链四杆机构都有摇杆这个构件。

（×）2.在平面四杆机构中，连杆与曲柄是同时存在的，即有连杆就必有曲柄。

（×）3.在曲柄摇杆机构中，摇杆的回程速度一定比工作行程的速度要慢。

（×）4.曲柄的极位夹角Ɵ越大，机构的急回特性也越显著。

（√）5.铰链四杆机构中，传动角越大，机构传力性能越高。

（√）6.在实际生产中，机构的“死点”位置对工作都是不利的，处处都要考虑克服。

（×）7.曲柄滑块机构是由曲柄摇杆机构演化而来的。

（√）8.曲柄滑块机构曲柄为主动件时，有死点位置。

（×）9.对于曲柄滑块机构来说，取不同的构件做机架，可以得到定块机构、摇块机构和导杆机构等。

（√）10.构件的强度要求，就是构件有足够的抵抗变形的能力。

（×）11.构件的刚度要求，就是构件有足够的抵抗破坏的能力。

（×）12.下图所示的平面四杆机构中，各杆长度分别为a=25mm、b=90mm、c=75mm、d=100mm。

若杆AB是机构的主动件，AD为机架，机构是_______。

（B ）A.双曲柄机构B.曲柄摇杆机构C.双摇杆机构D.曲柄滑块机构13.根据下图所示机构的尺寸和机架判断铰链四杆机构是_______。

（C ）A.双曲柄机构B.曲柄摇杆机构C.双摇杆机构D.曲柄滑块机构14.在铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和，则为了获得双曲柄机构，其机架应取_______。

（A ）A.最短杆B.最短杆的相邻杆C.最短杆的相对杆D.任何一杆15.平面四杆机构无急回特性时，行程速比系数_______。

（C ）A.大于1B.小于1C.等于1D.等于016.为保证四杆机构良好的传力性能，_______不应小于最小许用值。

（B ）A.压力角B.传动角C.极位夹角D.啮合角17.曲柄滑块机构中，曲柄为主动件时，_______为死点位置。

（C ）A.曲柄与连杆共线时的位置B.摇杆与连杆共线时的位置C.不存在D.曲柄与连杆成90°18.凸轮机构从动杆的运动规律，是由凸轮的_______所决定的。

山东理工职业学院教案首页
2015-2016学年第二学期
四杆机构存在曲柄的条件和几个基本概念
一、铰链四杆机构存在曲柄的条件
1．整转副存在的条件→杆长和条件：l max + l min = l 2 + l 3 2．曲柄存在的条件：1）机构满足杆长和条件 2）连架杆和机架中必有一杆为最短杆 3．铰链四杆机构基本类型的判别方法
二、平面四杆机构的运动特性
1．平面连杆机构的极限位置与极位夹角 极限位置（极位）：连杆与曲柄的两
次共线位置
极位夹角θ：曲柄对应两极限位置
所夹的锐角
2．平面连杆机构的急回特性
工作行程：从动件由C 1 →C 2 ，曲柄转过φ1，从动件C 点运动的速度为v 1
空回行程：从动件由C 2 →C 1 ，曲柄转过φ2，从动件C 点运动的速度为v 2
因曲柄匀速转动，故有v 2>v 1→即空回行程快于工作行程→急回特性 3．行程速比系数K ：度量急回特性程度的物理量
θ
θ-+=
==οο180180//12121212t C C t C C v v K 或转换成 11180+-=K K οθ 各类机构的急回特性分析
三、平面四杆机构的传力性能
1、压力角与传动角 有效分力：αcos F F t = 有害分力：αsin F F n =。

2020年硕士研究生招生考试初试考试大纲
科目代码： 802
科目名称：机械设计基础
适用专业：机械工程、车辆工程、力学、道路与铁道工程、交通运输工程、载运工具运用工程
考试时间：3小时
考试方式：笔试
总 分： 150分
考试范围：
一、平面机构运动简图及自由度:
平面机构的组成，平面机构的运动简图，平面机构的自由度及其相关的内容。

二、平面连杆机构：
平面四杆机构的特点、类型及应用，平面四杆机构的基本特性，铰链四杆机构存在曲柄的条件，平面四杆机构的演化，按给定的行程速比系数设计平面四杆机构、按给定的连杆位置设计平面四杆机构。

三、凸轮机构：
凸轮机构的组成、特点、应用及分类，从动件的运动规律，图解法设计凸轮轮廓，凸轮机构压力角的概念。

四、齿轮机构：
齿轮机构的特点和分类，齿廓啮合基本定律，渐开线齿廓的啮合性质，渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分名称和基本尺寸，渐开线齿轮的啮合传动。

渐开线齿轮的加工方法及变位齿轮，平行轴斜齿圆柱齿轮机构，圆锥齿轮机构。

五、轮系：
轮系的分类，定轴轮系的传动比计算，周转轮系及其传动比计算，混合轮系及其传动比计算。

了解轮系的应用。

六、机械设计概述：
机械零件的主要失效形式，机械零件的工作能力及工作能力准则，机械零件的强度，机械零件的常用材料。

七、联接：
1。

第1部分课程概述本部分内容包括课程简介及与其他课程之间的关联，课程的知识体系，课程教学的内容结构及教材与多媒体课件的关联，并对自学方法提出一些参考意见。

1.1课程简介《机械设计基础》主要研究机械中的常用机构和通用零件的工作原理、机构特点、基本的设计理论和计算方法，是工科院校机械类、机电类专业的一门必修主干课程，是对学生的设计能力、创新能力、工程意识进行培养训练的一门重要的技术基础课。

将为有关专业的学生学习专业课程提供必要的基础。

通过本课程的学习和课程设计实践，可以培养学生初步具备运用相关知识、手册设计简单传动装置的能力。

《机械设计基础》是机械工程类专业的一门必修主干技术基础课，综合了应用工程图学、工程力学、材料与热处理、金属工艺学、机械制造基础、公差与技术测量等学科和课程。

具有鲜明的工程实践性。

是先修基础课的综合应用，又是后继专业课的基础，在基础课和专业课间起着承上启下的桥梁过渡作用。

1.2课程的知识体系《机械设计基础》综合浓缩了《机械原理》和《机械设计》两门课程的内容，而这两门课程是机械类专业本科必修的专业基础课。

《机械设计基础》课程的内容包括《机械原理》课程中的平面机构自由度及运动分析；常用机构运动原理和设计方法（平面连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、轮系）；间歇运动机构；机器动平衡问题，以及《机械设计》课程中常用联接、常用传动装置和轴系零部件的设计等部分内容。

因此，本课程的知识体系包括：（1）、机器与机构，机械零件设计准则—基本概念；（2）、常用机构的运动原理及运动系统设计—确定机械功能和运动原理；（3）、常用联接与传动及轴系零部件的设计—确定机械零件的具体形状尺寸及材料。

1.3课程的内容结构第一章平面机构的自由度和速度分析第二章平面连杆机构第三章凸轮机构第四章齿轮机构第五章轮系*第六章间歇运动机构*第七章机械运转速度波动的调节*第八章回转件的平衡第九章机械零件设计概述第十章联接第十一齿轮传动第十二章蜗杆传动第十三章带传动和链传动第十四章轴第十五章滑动轴承第十六章滚动轴承*第十七章联轴器、离合器与制动器*第十八章弹簧（带星号的章节为自学内容）1.4自学方法1.4.1 理解课程的性质和任务为了学好本课程，首先要具有正确的学习目的和态度，在学习中要刻苦钻研、踏踏实实、虚心求教、持之以恒。

机械设计基础第四版邓昭铭课后答案p>1.机构具有确定运动的条件是：___________________。

2.一平面铰链四杆机构的各杆长度分别为a=350,b=600,c=200,d=700；(1)当取c杆为机架时，它为何种具体类型？___________；(2)当取d杆为机架时，则为___________。

3.曲柄摇杆机构中，摇杆为主动件时，___________死点位置。

（a）不存在（b）曲柄与连杆共线时为（c）摇杆与连杆共线时为4.为保证四杆机构良好的机械性能，___________不应小于最小许用值。

(a)压力角（b）传动角（c）极位夹角5.平面四杆机构无急回特性时_______，行程速比系数_______ （d）k＞1（e）k＜1（f）k=16.在双曲柄机构中，已知三杆长度为a=80mm,b=150mm,c=120mm,则d杆长度为_______。

(a)＜110mm(b)110mm≤d≤190mm(c)≥190mm7.曲柄摇杆机构中，曲柄为主动件时，_______死点位置；（a）曲柄与连杆共线时为（b）摇杆与连杆共线时（c）不存在8.在曲柄摇杆机构中，如果将_________杆作为机架，则与机架相连的两杆都可以作________运动，即得到双曲柄机构。

9.曲柄摇杆机构产生“死点”位置的条件是，摇杆为_______件，曲柄为_______件。

10.平面四杆机构中，若各杆长度分别为a=30，b=50，c=80，d=90，当以a为机架，则该四杆机构为________________。

12.在_______机构中，如果将_______杆对面的杆作为机架时，则与此相连的两杆均为摇杆，即是双摇杆机构。

13.平面连杆机构当行程速比k________时，机构就具有急回特性。

15.牛头刨床的工作台进给机构用的是_________________机构。

16.平面四杆机构中，若各杆长度分别为a=40、b=60、c=60、d=70。

平面四杆机构急回特性简析摘要通过对平面四杆机构急回特性的分析，讨论了平面四杆机构行程速比系数、极位夹角与急回特性之间的关系。

充分理解平面四杆机构急回特性的意义，有助于利用平面连杆机构的急回特性缩短生产中的辅助时间，提高生产效率。

关键词急回特性；行程速比系数；极位夹角θ在某些连杆机构中，主动件作等速转动时，作往复运动的输出件返回速度较大，在空回行程中的平均速度大于工作行程的平均速度，称为连杆机构的急回特性。

急回特性对于提高生产效率，缩短机器非生产时间有很大的作用。

1急回运动以曲柄摇杆机构为例：曲柄摇杆机构在图示的曲柄摇杆机构中，曲柄为主动件并作匀速运动，曲柄与连杆有两个共线位置，此时，从动件摇杆位于两极限位置。

当主动曲柄1位于AB1而与连杆2成一直线时，从动摇杆3位于极限位置C1D。

当曲柄1以等角速度ω1逆时针转过角φ1而与连杆2重叠时，曲柄到达位置AB2，而摇杆3则到达其极限位置C2D。

当曲柄继续转过角φ2而回到位置AB1时，摇杆3则由极限位置C2D 摆回到极限位置C1D。

从动件的往复摆角均为Ψ。

由图可以看出，曲柄相应的两个转角φ1和φ2为：φ1 = 180°+θ，φ2 =180°-θ在工作行程，主动曲柄从AB1→AB2 ，所走角度为φ1。

从动摇杆从C1D→C2D，所走角度为Ψ，所用时间为t1。

在空回行程中，主动曲柄从AB2→AB1，所走角度为φ2，从动摇杆从C2D→C1D，所走角度为Ψ，所用时间为t2。

由于曲柄是匀速运动，由于φ1>φ2所以t1> t2，而从动摇杆所走角度相等，所以空回行程速度大于工作行程速度，具有急回特性。

2行程速比系数急回特性通常用行程速度变化系数K来表示这种特性，（下式中θ为从动摇杆位于两极限位置时主动曲柄对应的两位置所夹的锐角，称为极位夹角，是标志机构有无急回特性的重要参数），即为在急回运动机构中，主动件做等速转动时，作往复运动的输出件在空回行程的平均速度与工作行程的平均速度的比值，即：根据急回特性的概念：在某些连杆机构中，主动件作等速转动时，作往复运动的输出件返回速度较大，在空回行程中的平均速度大于工作行程的平均速度，称为连杆机构的急回特性。

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∠OC1C2=∠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.。