第二章平面连杆机构单元测验(机械设计基础国防科技大学出版社)

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。

二、平面连杆机构2-1 判断题（1）×（2）×（3）√（4）×（5）√（6）×（7）√（8）√（9）√（10）×（11）×（12）√（13）×（14）×（15）√（16）×（17）×（18）√（19）×（20）√（21）×（22）×（23）×（24）×（25）√2-2 填空题（1）低（2）转动（3）3 （4）连杆，连架杆（5）曲柄，摇杆（6）最短（7）曲柄摇杆（8）摇杆，连杆（9）2 （10）＞（11）运动不确定（12）非工作时间（13）惯性（14）大（15）中的摆动导杆机构有，中的转动导杆机构无（16）机架（17）曲柄（18）曲柄滑块（19）双摇杆（20）双曲柄机构（21）无，有2-3 选择题（1）A （2）C （3）B （4）A （5）B （6）B （7）A（8）C （9）A （10）A （11）A （12）C （13）C （14）A（15）A （16）A （17）A （18）A （19）A （20）A （21）A2-4 解：a）双曲柄机构，因为40+110<70+90，满足杆长条件，并以最短杆为机架b）曲柄摇杆机构，因为30+130<110+120，满足杆长条件，并以最短杆的邻边为机架c）双摇杆机构，因为50+100>60+70，不满足杆长条件，无论以哪杆为机架都是双摇杆机构d）双摇杆机构，因为50+120=80+90，满足杆长条件，并以最短杆的对边为机架2-5 解：（1）由该机构各杆长度可得l AB+ l BC＜l CD+ l AD，由此可知满足杆长条件，当以AB杆或AB杆的邻边为机架时该机构有曲柄存在（2）以l BC或l AD杆成为机架即为曲柄摇杆机构，以l AB杆成为机架即为双曲柄机构，以l CD杆成为机架即为双摇杆机构2-6 解：（1）曲柄摇杆机构由题意知连架杆CD杆不是最短杆，要为曲柄摇杆机构，连架杆AB杆应为最短杆（0<l AB ≤300 mm）且应满足杆长条件l AB+l BC≤l CD+l AD，由此可得0<l AB≤150mm （2）双摇杆机构由题意知机架AD杆不是最短杆的对边，要为双摇杆机构应不满足杆长条件①AB杆为最短杆（0<l AB≤300mm）时，l AB+l BC>l CD+l AD，由此可得150mm<l AB≤300mm②AB杆为中间杆（300mm≤l AB≤500mm）时，l AD+l BC>l CD+l AB，由此可得300mm≤l AB<450mm③AB杆为最长杆（500mm≤l AB<1150mm）时，l AB+l AD>l CD+l BC，由此可得550mm<l AB<1150mm由此可知：150mm<l AB<450 mm，550mm<l AB<1150 mm（3）双曲柄机构要为双曲柄机构，AD 杆必须为最短杆且应满足杆长条件①AB 杆为中间杆（300mm ≤l AB ≤500mm ）时，l AD +l BC ≤l CD + l AB ，由此可得450mm ≤l AB ≤500mm②AB 杆为最长杆（500mm ≤l AB <1150mm ）时，l AB +l AD ≤l CD +l BC ，由此可得500mm ≤l AB ≤550mm由此可知：450mm ≤l AB ≤550mm2-7 解：a ）b ）c ）d ）e ）各机构压力角和传动角如图所示，图a)、d ）机构无死点位置，图b)、c ）、e ）机构有死点位置2-8 解：用作图法求解，主要步骤：（1）计算极位夹角：︒=+-⨯︒=+-⨯︒=3615.115.118011180K K θ （2）取比例尺μ=0.001m/mm（3）根据比例尺和已知条件定出A 、D 、C 三点，如图所示（4）连接AC ，以AC 为边作θ角的另一角边线，与以D 为圆心、摇杆DC 为半径的圆弧相交于C 1和C 2点，连接DC 1和DC 2得摇杆的另一极限位置（两个）（5）从图中量得AC =71mm ，AC 1=26mm ，AC 2=170mm（6）当摇杆的另一极限位置位于DC 1时：5mm .2221=⨯=AC AC l AB －μ，5mm .4821=+⨯=AC AC l BC μ （7）当摇杆的另一极限位置位于DC 1时： 5mm .4922=⨯=AC AC l AB －μ，5mm .12022=+⨯=AC AC l BC μ 答：曲柄和连杆的长度分别为22.5mm 、48.5mm 和49.5mm 、120.5mm 。

机械原理--平面连杆机构练习+答案《机械设计基础》作业二--平面连杆机构姓名班级学号成绩一、填空题：（24分）1、平面连杆机构，至少需要 4个构件。

2、平面连杆机构是由一些刚性构件用转动副和移动副连接组成的。

3、在铰链四杆机构中，运动副全部是转动副。

4、在铰链四杆机构中，能作整周连续回转的连架杆称为曲柄。

5、某些平面连杆机构具有急回特性。

从动件的急回性质一般用行程速度变化系数表示。

6、对心曲柄滑快机构无（有，无）急回特性；若以滑块为机架，则将演化成移动导杆机构。

7、铰链四杆机构根据有无曲柄分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。

如图所示铰链四杆机构中，若机构以AB为机架时，则为双曲柄机构；以BC杆为机架时，它为曲柄摇杆机构；以CD杆为机架时，它为双摇杆机构；而以AD杆为机架时，它为曲柄摇杆机构。

8、在曲柄摇杆机构中，当曲柄与机架两次共线位置时出现最小传动角。

9、压力角指：从动件上作用的力F 与该力作用点的速度（绝对速度）方向所夹的锐角α。

10、机构的压力角越小（大，小）对传动越有利。

11、运动副中，平面接触的当量摩擦系数为 f ，槽面接触的当量摩擦系数为f/sinθ，圆柱面接触的当量摩擦系数为ρ/r 。

12、移动副的自锁条件是驱动力F 与法向反力N的夹角β小于摩擦角ϕ，即驱动力作用在摩擦角之内，转动副的自锁条件是驱动力作用在摩擦圆之内，即e<ρ，其中e为驱动力臂长，螺旋副的自锁条件是螺纹升角α小于或等于螺旋副的摩擦角或当量摩擦角，即α≤ϕ。

二、选择题（27分）1、当四杆机构处于死点位置时，机构的压力角____B____。

A.为0ºB.为90ºC.与构件尺寸有关2、四杆机构的急回特性是针对主动件作___A_____而言的。

A. 等速转动B. 等速移动C. 变速转动或变速移动3、对于双摇杆机构，最短构件与最长构件长度之和____B____大于其它两构件长度之和。

A . 一定 B. 不一定 C. 一定不4、曲柄摇杆机构___B_____存在急回特性。

第2章平面连杆机构习题与参考答案一、复习思考题1、什么是连杆机构？连杆机构有什么优缺点？2、什么是曲柄？什么是摇杆？铰链四杆机构曲柄存在条件是什么？3、铰链四杆机构有哪几种基本形式？4、什么叫铰链四杆机构的传动角和压力角？压力角的大小对连杆机构的工作有何影响？5、什么叫行程速比系数？如何判断机构有否急回运动？6、平面连杆机构和铰链四杆机构有什么不同？7、双曲柄机构是怎样形成的？8、双摇杆机构是怎样形成的？9、述说曲柄滑块机构的演化与由来。

10、导杆机构是怎样演化来的？11、曲柄滑块机构中，滑块的移动距离根据什么计算？12、写出曲柄摇杆机构中，摇杆急回特性系数的计算式？13、曲柄摇杆机构中，摇杆为什么会产生急回运动？14、已知急回特性系数，如何求得曲柄的极位夹角？15、平面连杆机构中，哪些机构在什么情况下才能出现急回运动？16、平面连杆机构中，哪些机构在什么情况下出现“死点”位置？17、曲柄摇杆机构有什么运动特点？18、试述克服平面连杆机构“死点”位置的方法。

19、在什么情况下曲柄滑块机构才会有急回运动？20、曲柄滑块机构都有什么特点？21、试述摆动导杆机构的运动特点？22、试述转动导杆机构的运动特点。

23、曲柄滑块机构与导杆机构，在构成上有何异同？二、填空题1、平面连杆机构是由一些刚性构件用副和副相互联接而组成的机构。

2、平面连杆机构能实现一些较复杂的运动。

3、当平面四杆机构中的运动副都是副时，就称之为铰链四杆机构；它是其他多杆机构的。

4、在铰链四杆机构中，能绕机架上的铰链作整周的叫曲柄。

5、在铰链四杆机构中，能绕机架上的铰链作的叫摇杆。

6、平面四杆机构的两个连架杆，可以有一个是，另一个是，也可以两个都是或都是。

7、平面四杆机构有三种基本形式，即机构，机构和机构。

8、组成曲柄摇杆机构的条件是：最短杆与最长杆的长度之和或其他两杆的长度之和；最短杆的相邻构件为，则最短杆为。

9、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。

平面连杆机构习题及解答欧阳引擎（2021.01.01）一、复习思考题1、什么是连杆机构？连杆机构有什么优缺点？2、什么是曲柄？什么是摇杆？铰链四杆机构曲柄存在条件是什么？3、铰链四杆机构有哪几种基本形式？4、什么叫铰链四杆机构的传动角和压力角？压力角的大小对连杆机构的工作有何影响？5、什么叫行程速比系数？如何判断机构有否急回运动？6、平面连杆机构和铰链四杆机构有什么不同？7、双曲柄机构是怎样形成的？8、双摇杆机构是怎样形成的？9、述说曲柄滑块机构的演化与由来。

10、导杆机构是怎样演化来的？11、曲柄滑块机构中，滑块的移动距离根据什么计算？12、写出曲柄摇杆机构中，摇杆急回特性系数的计算式？13、曲柄摇杆机构中，摇杆为什么会产生急回运动？14、已知急回特性系数，如何求得曲柄的极位夹角？15、平面连杆机构中，哪些机构在什么情况下才能出现急回运动？16、平面连杆机构中，哪些机构在什么情况下出现“死点”位置？17、曲柄摇杆机构有什么运动特点？18、试述克服平面连杆机构“死点”位置的方法。

19、在什么情况下曲柄滑块机构才会有急回运动？20、曲柄滑块机构都有什么特点？21、试述摆动导杆机构的运动特点？22、试述转动导杆机构的运动特点。

23、曲柄滑块机构与导杆机构，在构成上有何异同？二、填空题1、平面连杆机构是由一些刚性构件用副和副相互联接而组成的机构。

2、平面连杆机构能实现一些较复杂的运动。

3、当平面四杆机构中的运动副都是副时，就称之为铰链四杆机构；它是其他多杆机构的。

4、在铰链四杆机构中，能绕机架上的铰链作整周的叫曲柄。

5、在铰链四杆机构中，能绕机架上的铰链作的叫摇杆。

6、平面四杆机构的两个连架杆，可以有一个是，另一个是，也可以两个都是或都是。

7、平面四杆机构有三种基本形式，即机构，机构和机构。

8、组成曲柄摇杆机构的条件是：最短杆与最长杆的长度之和或其他两杆的长度之和；最短杆的相邻构件为，则最短杆为。

9、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。

《机械设计基础》第2章_平面连杆机构解析机械设计基础第2章介绍了平面连杆机构的解析方法，本文将详细探讨平面连杆机构的基本概念以及运动规律，并通过实例分析解算过程。

平面连杆机构是由几个连杆和连接件组成的机械装置，常见于各种机械设备和机器人中，具有重要的机械传动功能。

解析平面连杆机构的目的是求解机构中各个连杆的位置、速度和加速度等运动参数，在设计和优化机构的过程中起到关键作用。

首先，我们需要了解平面连杆机构的基本构件和运动方式。

平面连杆机构包括刚性连杆、铰链、曲轴和悬臂等，在运动过程中，这些构件之间通过铰链连接，可以实现不同形式的运动传动。

平面连杆机构中常见的运动有转动运动、直线运动和复合运动。

其次，我们需要了解平面连杆机构的运动规律。

平面连杆机构的运动规律可以通过几何方法或者代数方法进行求解。

几何方法主要是通过建立连杆的几何关系来求解连杆的位置和速度，而代数方法则是通过建立连杆的运动学方程来求解连杆的加速度。

几何方法中常用的解析方法有正弦定理和余弦定理。

通过应用这些定理，可以获得连杆的长度和角度关系，从而求解出连杆的位置和速度。

例如，在一个平面连杆机构中，已知一根连杆的长度和角度，可以利用余弦定理求解出另一根连杆的长度和角度。

代数方法中常用的解析方法有速度、加速度和加加速度分析法。

这些方法是通过建立连杆的运动学方程，并对方程进行求导得到速度、加速度和加加速度的表达式。

例如，在一个平面连杆机构中，已知连杆的运动学方程，可以对其进行求导，得到连杆的速度和加速度表达式。

最后，我们通过一个实例来详细解析平面连杆机构的运动规律。

假设我们有一个平面连杆机构，包括两根等长的连杆和一个铰链。

已知一根连杆的长度为L，角度为θ，我们希望求解另一根连杆的位置、速度和加速度。

首先，利用余弦定理求解另一根连杆的长度。

根据余弦定理，可以得到连杆的长度与角度的关系式。

然后，利用连杆长度与角度的关系式，可以求解出连杆的长度。

接下来，利用几何方法求解连杆的速度。

《机械设计基础》习题解答机械工程学院目录第0章绪论-------------------------------------------------------------------1 第一章平面机构运动简图及其自由度----------------------------------2 第二章平面连杆机构---------------------------------------------------------4 第三章凸轮机构-------------------------------------------------------------6 第四章齿轮机构------------------------------------------------------- -----8 第五章轮系及其设计------------------------------------------------------19 第六章间歇运动机构------------------------------------------------------26 第七章机械的调速与平衡------------------------------------------------29 第八章带传动---------------------------------------------------------------34 第九章链传动---------------------------------------------------------------38 第十章联接------------------------------------------------------------------42 第十一章轴------------------------------------------------------------------46 第十二章滚动轴承---------------------------------------------------------50 第十三章滑动轴承-------------------------------------------- ------------ 56 第十四章联轴器和离合器------------------------------- 59 第十五章弹簧------------------------------------------62 第十六章机械传动系统的设计----------------------------65第0章绪论0-1机器的特征是什么？机器和机构有何区别？[解] 1）都是许多人为实物的组合；2）实物之间具有确定的相对运动；3）能完成有用的机械功能或转换机械能。

第2章平面连杆机构一、选择题1．曲柄滑块机构是由（）演化而来的。

A．曲柄摇杆机构B．双曲柄机构C．双摇杆机构【答案】A2．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B．摇杆与连杆共线时C．不存在【答案】C【解析】若以曲柄为主动件，此时曲柄摇杆机构不存在死点位置。

3．铰链四杆机构的最短杆与最长杆的长度之和大于其余两杆的长度之和时，机构（）。

A．有曲柄存在B．不存在曲柄C．可能有曲柄也可能没有曲柄【答案】B4．能出现“死点”位置的平面连杆机构有（）。

A．导杆机构B．平行双曲柄机构C．曲柄滑块机构D．不等长双曲柄机构【答案】A、B、C5．（）能把转动转变成往复摆动。

A．曲柄摇杆机构B．双曲柄机构C．双摇杆机构D．曲柄滑块机构E．摆动导杆机构F．转动导杆机构【答案】A、E6．有急回特性的平面连杆机构有（）。

A．铰链四杆机构B．曲柄摇杆机构C．导杆机构D．双曲柄机构E．双摇杆机构F．曲柄滑块机构【答案】B、C、F二、填空题1．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。

【答案】铰链四杆机构；最短杆【解析】铰链四杆机构中的两连架杆均不能作整周转动的机构为双摇杆机构。

即将最短杆对面的杆作为机架时，则与此相连的两杆均为摇杆。

2．平面连杆机构当行程速比K______时，机构就具有急回特性。

【答案】大于13．曲柄摇杆机构产生“死点”位置的条件时摇杆为______，曲柄为______。

【答案】主动件；从动件4．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______。

【答案】双曲柄机构【解析】有曲柄的条件：①最短杆和最长杆长度之和小于或等于其他两杆长度之和；②最短杆是连架杆或机架。

即：30＋90＜50＋80，且最短杆a＝30为机架。

5．在曲柄滑块机构中，以滑块为主动件，曲柄为从动件，则曲柄与连杆处于共线时称机构处于______位置，而此时机构的传动角为______度。