第5章平面连杆机构及其设计(新)

一、填空题：1．平面连杆机构是由一些刚性构件用低副连结构成的。

2．由四个构件经过低副联接而成的机构成为四杆机构。

3．在铰链四杆机构中，运动副所有是转动副。

4．在铰链四杆机构中，能作整周连续展转的连架杆称为曲柄。

5．在铰链四杆机构中，只好摇动的连架杆称为摇杆。

6．在铰链四杆机构中，与连架杆相连的构件称为连杆。

7．某些平面连杆机构拥有急回特征。

从动件的急回性质一般用行程速度变化系数表示。

8．对心曲柄滑快机构无急回特征。

9．偏置曲柄滑快机构有急回特征。

10．关于原动件作匀速定轴转动，从动件相对机架作来去运动的连杆机构，能否有急回特征，取决于机构的极位夹角能否大于零。

11．机构处于死点时，其传动角等于０。

12．机构的压力角越小对传动越有益。

13 ．曲柄滑快机构，当取滑块为原动件时，可能有死点。

14 ．机构处在死点时，其压力角等于９０ o。

15 ．平面连杆机构，起码需要４个构件。

二、判断题：1．平面连杆机构中，起码有一个连杆。

（√ ）2．平面连杆机构中，最少需要三个构件。

（× ）3．平面连杆机构可利用急回特征，缩短非生产时间，提升生产率。

（√ ）4．平面连杆机构中，极位夹角θ越大， K 值越大，急回运动的性质也越明显。

（√ ）5．有死点的机构不可以产生运动。

（× ）6．机构的压力角越大，传力越费力，传动效率越低。

（√ ）7．曲柄摇杆机构中，曲柄为最短杆。

（√ ）8．双曲柄机构中，曲柄必定是最短杆。

（× ）9．平面连杆机构中，可利用飞轮的惯性，使机构经过死点地点。

（√ ）10 ．平面连杆机构中，压力角的余角称为传动角。

（√ ）11．机构运行时，压力角是变化的。

（√ ）三、选择题：1．铰链四杆机构存在曲柄的必需条件是最短杆与最长杆长度之和A其余两杆之和。

A<=； B >=； C > 。

2．铰链四杆机构存在曲柄的必需条件是最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆之和，而充足条件是取A为机架。

第2章机构的组成原理与结构分析第3章平面机构的运动分析一、填空题1、在平面机构中具有一个约束的运动副是副。

2、使两构件直接接触并能产生一定相对运动的联接称为。

3、平面机构中的低副有转动副和副两种。

4、平面机构中的低副有副和移动副两种。

5、机构中的构件可分为三类：固定构件（机架）、原动件（主动件）、件。

6、机构中的构件可分为三类：固定构件（机架）、从动件。

7、机构中的构件可分为三类：、原动件（主动件）、从动件。

8、在平面机构中若引入一个高副将引入个约束。

9、在平面机构中若引入一个低副将引入个约束。

10、在平面机构中具有两个约束的运动副是副。

11、速度瞬心是两刚体上为零的重合点。

12、当两构件组成回转副时，其相对速度瞬心在。

13、当两构件不直接组成运动副时，其瞬心位置用确定。

二、判断题1、具有局部自由度的机构，在计算机构的自由度时，应当首先除去局部自由度。

（）2、具有虚约束的机构，在计算机构的自由度时，应当首先除去虚约束。

（）3、虚约束对运动不起作用，也不能增加构件的刚性。

（）4、若两个构件之间组成两个导路平行的移动副，在计算自由度时应算作两个移动（）5、若两个构件之间组成两个轴线重合的转动副，在计算自由度时应算作两个转动副。

（）6、六个构件组成同一回转轴线的转动副，则该处共有三个转动副。

（）7、当机构的自由度F>0，且等于原动件数，则该机构具有确定的相对运动。

（）8、虚约束对机构的运动有限制作用。

（）9、瞬心是两构件上瞬时相对速度为零的重合点。

（）10、利用瞬心既可以求机构的速度，又可以求加速度。

（）三、选择题1、机构中的构件是由一个或多个零件所组成，这些零件间产生相对运动。

A、可以B、不能C、不一定能2、原动件的自由度应为。

A、0B、1C、23、在机构中原动件数目机构的自由度时，该机构具有确定的运动。

A、大于B、等于C、小于4、机构具有确定运动的条件是。

A、自由度大于零B、自由度等于原动件数C、自由度大于15、由K 个构件汇交而成的复合铰链应具有个转动副。

《机械设计基础》教材答案第1章机械概述一、判断题1.√2.×二、选择题1．C三、填空题1．它们是各种实物的组合体；各实物之间具有确定的相对运动2. 机器；机构四、简答题1. 它们是各种实物的组合体；各实物之间具有确定的相对运动；能代替或减轻人类的劳动，能利用机械能做功或进行能量转换。

2. 机构的自由度数大于0，且等于原动件个数；第2章常用机械工程材料一、判断题1.×2.×3.×4.×二、填空题1．钢；纯铁；铸铁；2. 结构钢；优质钢；碳素钢3．工具钢；高级优质钢；碳素钢4．调质5. 锌6．黄铜；青铜；白铜7．轴瓦；内衬8．塑料；橡胶；陶瓷；复合材料9．热塑性；热固性三、简答题1.铸铁的强度、塑性、韧性等力学性能不如钢材，但它具有良好的铸造性能、切削加工性能、减振性、耐磨性，而且价格低廉。

因此，铸铁被广泛应用于工业中，用来制造一些力学性能要求不高、形状复杂、锻造困难的零件。

2.退火、正火、淬火、回火、调质、时效；表面热处理分为：表面淬火和化学热处理。

表面淬火又分为火焰淬火和感应淬火；化学热处理又分为渗碳、渗氮和碳氮共渗。

第3章静力学基础知识一、判断题1.×2.×3.×4.×5.×1．D 2．B ． 3．C ． 4．D三、填空题1．刚体2. 大小；方向；作用点3. 柔性约束；光滑面约束；铰链约束；固定端约束4. 转动；05. 大小；转向；作用面6. 静止；匀速直线7. 各分力在x 轴上投影的代数和等于零；各分力在y 轴上投影的代数和等于零8. 力偶系中各分力偶矩的代数和等于零9. 力系的主矢和对任意一点的主矩都等于零四、简答题1. 不计自重，只受两个力而处于平衡状态的构件称为二力构件，简称二力杆。

二力杆的受力特点是：两个力沿着两个作用点的连线，且大小相等，方向相反。

2. 不对。

若两分力大小相等，方向相反，在一条直线上，则合力为0，此时分力大于合力。

第五讲 平面连杆机构及其设计连杆机构的传动特点：1．因为其运动副一般为低副，为面接触，故相同载荷下，两元素压强小，故可承受较大载荷；低副元素便于润滑，不易磨损；低副元素几何形状简单，便于制造。

2．当原动件以同样的运动规律运动时，若改变各构件的相对长度，可使从动件得到不同的运动规律。

3．利用连杆曲线满足不同的规矩要求。

4．增力、扩大行程、实现远距离的传动（主要指多杆机构）。

缺点：1．较长的运动链，使各构件的尺寸误差和运动副中的间隙产生较大的积累误差，同时机械效率也降低。

2．会产生系统惯性力，一般的平衡方法难以消除，会增加机构动载荷，不适于高速传动。

平面四杆机构的类型和应用一、平面四杆机构的基本型式1．曲柄摇杆机构2．双曲柄机构 3．双摇杆机构二、平面四杆机构的演化型式1．改变构件的形状和运动尺寸曲柄摇杆机构 -----曲柄滑块机构 2．改变运动副的尺寸偏心轮机构可认为是将曲柄滑块机构中的转动副的半径扩大，使之超过曲柄的长度演化而成的。

3．选用不同的构件为机架（a ） 曲柄滑块机构 （b ）AB<BC 为转动导杆机构（AB>BC 为摆动导杆机构） （c ）曲柄摇块机构（d ）直动滑杆机构（定块机构）平面四杆机构的基本知识一、平面四杆机构有曲柄的条件1．铰链四杆机构中曲柄存在的条件 （1）存在周转副的条件是：①其余两杆长度之和最长杆长度最短杆长度≤+，此条件称为杆长条件。

②组成该周转副的两杆中必有一杆为最短杆。

（意即：连架杆和机架中必有一杆是最短杆） 2满足杆长条件下，不同构件为机架时形成不同的机构①以最短构件的相邻两构件中任一构件为机架时，则最短杆为曲柄，而与机架相连的另一构件为摇杆，即该机构为曲柄摇杆机构。

②以最短构件为机架，则其相邻两构件为曲柄，即该机构为双曲柄机构。

③以最短构件的对边为机架，则无曲柄存在，即该机构为双摇杆机构。

3.不满足杆长条件的机构为双摇杆机构。

注：1）曲柄滑块机构有曲柄的条件：a + e ≤ b2）导杆机构：a < b 时，转动导杆机构； a > b 时，摆动导杆机构。

第5章平面连杆机构1．教学目标（1）铰链四杆机构的基本类型；（2）铰链四杆机构的演化；（3）对曲柄存在的条件、传动角、死点、急回运动、行程速比系数等有明确的概念；（4）平面四杆机构的设计。

2．教学重点和难点（1）曲柄存在条件、传动角、死点、行程速比系数；（2）平面四杆机构的图解法设计；（3）有关曲柄存在条件的杆长关系式的全面分析、平面四杆机构最小传动角的确定等问题。

3．讲授方法多媒体课件4. 教学时数6学时5.1 四杆机构的形式全部用转动副组成的平面四杆机构称为铰链四杆机构,按照连架杆是曲柄还是摇杆，将铰链四杆机构分为三种基本型式：曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。

C32B D 41A图5.1 铰链四杆机构 图5.2 搅拌机5.1.1 四杆机构的基本形式1．曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构的特点是它能将曲柄的整周回转运动变换成摇杆的往复摆动,相反它也能将摇杆的往复摆动变换成曲柄的连续回转运动。

2．双曲柄机构两连架杆均为曲柄的四杆机构称为双曲柄机构，如书图5.4所示的惯性筛及图5.5所示的机车车辆机构，均为双曲柄机构。

惯性筛机构中，主动曲柄AB 等速回转一周时，曲柄CD 变速回转一周，使筛子EF 获得加速度，从而将被筛选的材料分离。

机车车辆机构是平行四边行机构，它使各车轮与主动轮具有相同的速度，其内含有一个虚约束，以防止要曲柄与机架共线时运动不确定。

图5.3 机车车辆机构双曲柄机构的特点之一就是能将等角速度转动变为周期性变角速度转动。

机车车辆机构见图5.3。

3．双摇杆机构若四杆机构的两连架杆均为摇杆，则此四杆机构称为双摇杆机构。

在实际中的应用中，主要是通过适当的设计，将主动摇杆的摆角放大或缩小，使从动摇杆得到所需的摆角；或者利用连杆上某点的运动轨迹实现所需的运动。

5.1.2 平面四杆机构的演化除前面介绍的三种基本型式的铰链四杆机构以外，实际中还广泛使用着其它型式的四杆机构，都可看作是从铰链四杆机构演化面来的。

机械设计基础习题参考答案机械设计基础课程组编武汉科技大学机械自动化学院第2章 平面机构的自由度和速度分析2-1画运动简图。

134522-2 图2-38所示为一简易冲床的初拟设计方案。

设计者的思路是：动力由齿轮1输入，使轴A 连续回转；而固装在轴A 上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构将使冲头4上下运动以达到冲压的目的。

试绘出其机构运动简图，分析其运动是否确定，并提出修改措施。

43512 运动产生干涉解答：原机构自由度F=3⨯3- 2 ⨯4-1 = 0，不合理 ， 改为以下几种结构均可：2-3 试计算图2-42所示凸轮—连杆组合机构的自由度。

b)a)A EMDFELKJIFBCCDBA解答：a) n=7; P l =9; P h =2，F=3⨯7-2 ⨯9-2 =1 L 处存在局部自由度，D 处存在虚约束b) n=5; P l =6; P h =2，F=3⨯5-2 ⨯6-2 =1 E 、B 处存在局部自由度，F 、C 处存在虚约束 2-4 试计算图2-43所示齿轮—连杆组合机构的自由度。

BDCA(a)CDBA(b) 解答：a) n=4; P l =5; P h =1，F=3⨯4-2 ⨯5-1=1 A 处存在复合铰链b) n=6; P l =7; P h =3，F=3⨯6-2 ⨯7-3=1 B 、C 、D 处存在复合铰链2-5 先计算如图所示平面机构的自由度。

并指出图中的复合铰链、局部自由度和虚约束。

ABCDE解答： a) n=7; P l =10; P h =0，F=3⨯7-2 ⨯10 = 1C 处存在复合铰链。

b) n=7; P l =10; P h =0，F=3⨯7-2 ⨯10 = 1BDECAc) n=3; P l =3; P h =2，F=3⨯3 -2 ⨯3-2 = 1 D 处存在局部自由度。

d) n=4; P l =5; P h =1，F=3⨯4 -2 ⨯5-1 = 1A BCDEFGG'HA BDCEFGHIJe) n=6; P l=8; P h=1，F=3⨯6 -2 ⨯8-1 = 1 B处存在局部自由度，G、G'处存在虚约束。