第九章连杆传动

第一章机械设计基础概论[复习题]一、单项选择题1．机器中各制造单元称为〔A．零件 B．构件C．机构 D．部件2．机器中各运动单元称为〔A．零件 B．部件C．机构 D．构件3．在卷扬机传动示意图中,序号5、6所示部分属于〔A.动力部分B.传动部分C.控制部分D.工作部分4．如图为卷扬机传动示意图,图中序号3所示部分属于< >A.动力部分B.传动部分C.控制部分D.工作部分5．在如图所示的单缸四冲程内燃机中,序号1和10的组合是〔6．如图所示,内燃机连杆中的连杆体1是〔A.机构B.零件C.部件D.构件7．在如图所示的齿轮—凸轮轴系中,轴4称为< >A.零件B.机构C.构件D.部件[参考答案]一、单项选择题1A,2D,3D,4B,5B,6B,7A第二章平面机构运动简图及自由度[复习题]一、单项选择题1．在平面机构中,每增加一个高副将引入〔A．0个约束 B．1个约束 C．2个约束 D．3个约束2．在平面机构中,每增加一个低副将引入〔A．0个约束 B．1个约束 C．2个约束 D．3个约束3．平面运动副所提供的约束为〔A.1B.2C.1或2D.34．平面运动副的最大约束数为〔A．1 B．2 C．3 D．55．若两构件组成低副,则其接触形式为〔A．面接触 B．点或线接触 C．点或面接触 D．线或面接触6．若两构件组成高副,则其接触形式为〔A.线或面接触B.面接触C.点或面接触D.点或线接触7．若组成运动副的两构件间的相对运动是移动,则称这种运动副为< >A.转动副B.移动副C.球面副D.螺旋副8．由m个构件所组成的复合铰链所包含的转动副个数为< >A.1B.m-1C.mD.m+l9．机构具有确定相对运动的条件是< >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10．图示为一机构模型,其对应的机构运动简图为〔A．图a B．图b C．图c D．图d二、填空题1、两构件直接接触并能产生相对运动的联接称为。

第一章绪论1-2 现代机械系统由哪些子系统组成，各子系统具有什么功能？答：组成子系统及其功能如下：（1）驱动系统其功能是向机械提供运动和动力。

（2）传动系统其功能是将驱动系统的动力变换并传递给执行机构系统。

（3）执行系统其功能是利用机械能来改变左右对象的性质、状态、形状或位置，或对作业对象进行检测、度量等，按预定规律运动，进行生产或达到其他预定要求。

（4）控制和信息处理系统其功能是控制驱动系统、传动系统、执行系统各部分协调有序地工作，并准确可靠地完成整个机械系统功能。

第二章机械设计基础知识2-2 什么是机械零件的失效？它主要表现在哪些方面？答：（1）断裂失效主要表现在零件在受拉、压、弯、剪、扭等外载荷作用时，由于某一危险截面的应力超过零件的强度极限发生的断裂，如螺栓的断裂、齿轮轮齿根部的折断等。

（2）变形失效主要表现在作用在零件上的应力超过了材料的屈服极限，零件产生塑性变形。

（3）表面损伤失效主要表现在零件表面的腐蚀、磨损和接触疲劳。

2-4 解释名词：静载荷、变载荷、名义载荷、计算载荷、静应力、变应力、接触应力。

答：静载荷大小、位置、方向都不变或变化缓慢的载荷。

变载荷大小、位置、方向随时间变化的载荷。

名义载荷在理想的平稳工作条件下作用在零件上的载荷。

计算载荷计算载荷就是载荷系数K和名义载荷的乘积。

静应力不随时间变化或随时间变化很小的应力。

变应力随时间变化的应力，可以由变载荷产生，也可由静载荷产生。

2-6 机械设计中常用材料选择的基本原则是什么？答：机械中材料的选择是一个比较复杂的决策问题，其基本原则如下：（1）材料的使用性能应满足工作要求。

使用性能包含以下几个方面：①力学性能②物理性能③化学性能（2）材料的工艺性能应满足加工要求。

具体考虑以下几点：①铸造性②可锻性③焊接性④热处理性⑤切削加工性（3）力求零件生产的总成本最低。

主要考虑以下因素：①材料的相对价格②国家的资源状况③零件的总成本2-8 润滑油和润滑脂的主要质量指标有哪几项？答：衡量润滑油的主要指标有：粘度（动力粘度和运动粘度）、粘度指数、闪点和倾点等。

连杆传动原理
连杆传动是一种常用的机械传动方式，通过连杆的运动实现能量的传递。

连杆传动通常由两个连接件组成，一个是曲柄和连杆，另一个是活塞。

曲柄是一个转动的轴，通常为圆柱形。

连杆是一个有两个关节连接的杆件，一端与曲柄连接，另一端与活塞连接。

活塞通常是一个在圆柱体内运动的零件。

当曲柄转动时，连杆会随之运动，从而带动活塞做往复运动。

具体的传动原理如下：
1. 曲柄转动阶段：当曲柄开始转动时，连杆与曲柄的连接点A 会随之移动。

此时，连杆相对于曲柄会产生一个角度，称为连杆的转角。

转角会随着曲柄的转动角度的变化而不断变化。

2. 连杆运动阶段：随着曲柄的转动，连杆会向着活塞方向移动。

这是由于曲柄的转动轨迹是一个圆形，而连杆的长度是固定的。

因此，曲柄转动一周后，连杆会往复运动一次。

3. 活塞运动阶段：当连杆向活塞方向运动时，活塞会跟随连杆做往复运动。

活塞的运动轨迹通常是直线上下运动。

通过以上的连杆传动原理，能够将曲柄的旋转运动转化为活塞的往复运动。

这种传动方式广泛应用于各种发动机和机械设备中，例如汽车发动机、柴油机等。

连杆传动具有结构简单、传动效率高等特点，因此得到了广泛的应用。

连杆机构及其设计知识点连杆机构作为一种常见的机械传动装置，在工程设计中起到了重要的作用。

它由多个连杆和连接件组成，能够将旋转运动转化为直线运动或者将直线运动转化为旋转运动。

本文将介绍连杆机构的定义、分类、工作原理以及设计中需要注意的知识点。

一、连杆机构的定义连杆机构是由多个连杆和连接件组成的机械传动装置。

它通过连接不同的连杆，使其在特定的轨迹上进行运动，并实现不同的机械功能。

二、连杆机构的分类根据连杆的数量和类型，连杆机构可以分为四种基本类型：曲柄滑块机构、摇杆机构、滑块机构和翼型机构。

1. 曲柄滑块机构曲柄滑块机构由曲柄、连杆和滑块三部分组成。

曲柄通过旋转产生连杆的运动，滑块在连杆的控制下做往复直线运动。

曲柄滑块机构广泛应用于发动机、压力机、锻压机等设备中。

2. 摇杆机构摇杆机构由摇杆和连接件组成。

摇杆以一端固定，另一端通过连接件完成与其他部件的连接。

摇杆机构可将旋转运动转换为另一种旋转运动或直线运动。

摇杆机构常见于挖掘机、摇摆门等设备中。

3. 滑块机构滑块机构由滑块和连杆组成，滑块在连杆的控制下沿直线轨迹运动。

滑块机构广泛应用于自动化机械、冲床等领域。

4. 翼型机构翼型机构是由翼型件和其他连杆组成的机构，它可以实现翼型件的曲面运动。

翼型机构常见于飞机的机翼结构设计中。

三、连杆机构的工作原理连杆机构的工作原理是基于连杆间的运动转换关系。

通过调整连杆的长度、夹角和固定点的位置，可以实现不同形式的运动转换。

工程设计中，需要根据实际需求选择合适的机构类型和参数。

四、连杆机构设计的知识点在进行连杆机构的设计时，需要注意以下几点：1. 连杆长度的选择：连杆的长度决定了机构的运动幅度和速度。

通过合理选择连杆的长度，可以满足设计要求。

2. 连杆夹角的确定：连杆夹角决定了机构传动比和输出运动的特性。

在设计过程中，需要根据具体场景选择合适的夹角。

3. 连杆的材料选择：连杆的材料应具有足够的强度和刚度，以满足机构运动的要求。

《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。

《机械设计基础》题库教材名称：机械设计基础主编人：陈立德出版社：高等教育出版社第二版本书共一册出题人：王培芹试题知识点分布表一、判断题（共80题）1. 止回棘爪和锁止圆弧的作用是相同的。

( )2. 带传动传动比不能严格保持不变，其原因是容易发生打滑。

( )3. V带底面与带轮槽底面是接触的。

( )4. 压力角的大小影响从动件正常工作。

( )5. 虚约束没有独立约束作用，在实际机器可有可无。

( )6. V带传动不能用于交叉传动之中。

( )7. 尖顶从动件的凸轮，是没有理论轮廓曲线的。

( )8. 同一直径的螺纹按螺旋线数不同，可分为粗牙和细牙两种。

( )9. 螺栓的标准尺寸为中径。

( )10. 偏置曲柄滑块机构没有急回特性。

( )11. 槽轮机构和棘轮机构一样，可以方便地调节槽轮转角的大小。

( )12. 双摇杆机构无急回特性。

( )13. 带轮的轮槽角应小于V带横截面楔角。

( )14. 螺旋传动中，螺杆一定是主动件。

( )15. 三角螺纹具有较好的自锁性能，在振动或交变载荷作用下不需要防松。

( )16. 平面连杆机构的基本形式是铰链四杆机构。

( )17.盘形凸轮的基圆半径越大，行程也越大。

( )18.机构具有确定运动的条件为自由度大于0。

( )19.虚约束没有独立约束作用，在实际机器可有可无。

( )20.锯齿形棘轮的转向必定是单一的。

( )21.带传动传动比不能严格保持不变，其原因是容易发生打滑。

( )22.带传动使用张紧轮后，可使传动能力加强。

( )23.润滑油的粘度随温度的升高而降低。

( )24.限制小轮的直径，其目的是增加包角。

( )25. 螺旋传动中，螺杆一定是主动件。

( )26. 槽轮机构和棘轮机构一样，可以方便地调节槽轮转角的大小。

( )27. 虚约束条件对运动不起独立限制作用。

( )28. 偏置曲柄滑块机构没有急回特性。

( )29.双摇杆机构无急回特性。

( )30. 带轮的轮槽角应小于V带横截面楔角。

第一部分基本概念自测题三、判断题(正确的在括号填“√”，错误的填“×”)第一章总论1、构件是机械中独立制造单元。

( )2、两构件通过点或线接触组成的运动副为低副。

( )3、常见的平面运动副有回转副、移动副和滚滑副。

( )4、运动副是两构件之间具有相对运动的联接。

( )5、两构件用平面高副联接时相对约束为l。

( )6、两构件用平面低副联接时相对自由度为1。

( )7、机械运动简图是用来表示机械结构的简单图形。

( )8、将构件用运动副联接成具有确定运动的机构的条件是自由度数为1。

( )9、由于虚约束在计算机构自由度时应将其去掉，故设计机构时应尽量避免出现虚约束。

( )10、有四个构件汇交，并有回转副存在则必定存在复合铰链。

( )11、在同一个机构中，计算自由度时机架只有1个。

( )12、在一个确定运动的机构中原动件只能有1个。

( )13、刚度是指机件受载时抵抗塑性变形的能力。

( )14、机件刚度准则可表述为弹性变形量不超过许用变形量。

( )15、碳钢随着含碳量的增加，其可焊性越来越好。

( )16、采用国家标准的机械零件的优点是可以外购，无需设计制造。

( )17、钢制机件采用热处理方法来提高其刚度非常有效。

( )18、使机件具有良好的工艺性，应合理选择毛坯，结构简单合理、规定适当的制造精度和表面粗糙度。

( )第二章联接1、在机械制造中广泛采用的是右旋螺纹。

( )2、三角形螺纹比梯形螺纹效率高、自锁性差。

( )3、普通细牙螺纹比粗牙螺纹效率高、自锁性差。

( )4、受相同横向工作载荷的联接采用铰制孔用螺栓联接通常直径比采用普通紧螺栓联接可小一些。

( )5、铰制孔用螺栓联接的尺寸精度要求较高，不适合用于受轴向工作载荷的螺栓联接。

( )6、双头螺柱联接不适用于被联接件厚度大、且需经常装拆的联接。

( )7、螺纹联接需要防松是因为联接螺纹不符合自锁条件且λ≤ρv。

09-第九章-隔离开关D图9-1导电回路设备结构图导电回路结构如图9-1所示，动作原理如下：动触头的分合闸运动由折叠运动和加紧运动组成，下导电管内有平衡弹簧系统平衡导电部分自重，合闸时平衡弹簧压缩储能降低合闸速度；分闸时平衡弹簧释放能量，减少分闸操作力。

折叠运动：锥齿轮带动操作拐臂运动——转动座转动——下导电管系统转动（操作拉杆及齿条直线移动）——齿轮齿条传动及上导电臂运动。

加紧运动：滚轮受斜面顶压推动——上操作杆纵向移动（压缩复位弹簧）——杆端连片推动触片收拢——压缩加紧弹簧并提供柔性夹紧力。

2.传动部分图9-2主刀传动原理图主刀闸动作原理如下：机构轴——垂直连杆——轴承座（垂直连杆一并带动水平连杆——两边相）——操作瓷瓶——锥齿轮——双侧拐臂。

图9-3地刀传动原理图主刀闸动作原理如下：机构轴——垂直连杆——轴承座（垂直连杆一并带动水平连杆——两边相）——传动连杆——水平轴——接地刀。

（二）隔离开关的基本用途1.电气隔离将需要检修的电气设备与其它带电部分之间构成足够大的可见的空气绝缘间隔，以保证检修工作的安全进行。

2.改变运行方式隔离开关与断路器配合，按系统运行方式的需要进行倒闸操作，以改变系统运行接线方式。

3.接通或断开小电流电路。

（三）电力系统对高压隔离开关的基本要求1.明显的断开点隔离开关在分闸状态下，应具有明显的断开点，以便清楚地鉴别被检修的设备是否已与电网隔离，从而更好地保证检修工作人员的安全。

2.绝缘强度隔离开关在分闸状态下，能形成明显可见的断口并具备足够的绝缘强度，保证被隔离的设备能安全的检修和维护。

在合闸状态下，支柱瓷瓶能满足系统对地绝缘的要求。

隔离开关同一相的开断触头之间的距离要大于不同相导电部分之间及导电部分对地之间的距离(比绝缘耐受电压大10％～15％)。

当系统出现过电压时，如果一旦发生放电，也只在不同相导电部分之间或导电部分对地之间发生，而不会在同一相的开断触头间发生。

第9章连杆传动一、基本概念1.连杆传动是由若干刚性构件用铰链（回转副）或导轨（移动副）联接而成的一种传动装置，连杆传动能够使回转运动和往复摆动或往复移动得到相互转换，以实现预期的运动或轨迹。

2.连杆传动构件相联处都是面接触，压强较小，磨损也小，因而能用于重载，使用寿命较长；其接触表面是平面或圆柱面，加工简单，可以获得较高的精度；但由于运动副内有间隙，当构件数目较多或精度较低时，运动积累误差较大，此外，如果要精确实现任意运动规律，设计比较困难。

3.极位夹角θ；摇杆摆角ψ；行程速比系数K；死点位置4.压力角α（判断连杆机构传力性能优劣的标志，越小越好）；5.传动角γ（一般最小的传动角应大于40度，曲柄摇杆机构传动角最小值为在曲柄和机架共线的两次中的较小值，曲柄滑块机构传动角最小值为曲柄和滑动导轨垂直的两次中的较小值）；6.在曲柄摇杆机构中，若增大曲柄长度，则摇杆摆角增大，若增大连杆长度，则摇杆摆角减小。

7.正平行四边形机构消除运动不确定性（在曲柄、从动件和机架共线时）方法：a利用回转件本身或附加质量的惯性导向；b在单平行四边形机构中添装一平行曲柄；c采用彼此错开90度的两组相同的平行四边形机构。

8.连杆机构的设计归纳起来就是实现从动件预期的运动规律和轨迹两类问题。

设计方法有解析法、几何作图法和试验法。

9.连杆机构在结构设计中常需考虑避免轨迹干涉和行程与位置调节问题。

连杆传动的结构中，连杆和偏心盘（可以实现曲柄的功能）在载荷不太大时，大多用铸铁，销轴常用碳素钢、经表面淬硬，以提高耐磨性。

10.铰链四杆机构的演化：（1）回转副转化为移动副：曲柄滑块机构（摇杆半径无穷大）（2）取不同构件为固定件：如曲柄滑块机构可以演化为转动导杆机构（回转式油泵）、摇块机构（自卸货车）和定块机构（抽水器械）；转动导杆机构（图在P187）（3）扩大回转副：如曲柄演化为偏心轮。

二、问答、作图、计算1.曲柄摇杆机构、曲柄滑块机构的设计；2.四杆机构能形成曲柄的条件的计算；3.传动角、压力角的计算及作图表示。