机械原理作业参考答案-第8章-孙桓-第8版-A-ok

第8章　连杆机构及其设计8.1　复习笔记本章主要介绍了平面四杆机构的类型及演化、基本知识和设计（作图法和解析法）。

学习时需要重点掌握不同条件下连杆机构的设计（作图法），常以分析作图题的形式考查。

除此之外，铰链四杆机构有曲柄的条件、急回运动、行程速度变化系数、传动角、死点等内容，常以选择题、填空题和判断题的形式考查，复习时需要把握其具体内容，重点记忆。

一、连杆机构及其传动特点（见表8-1-1）表8-1-1　连杆机构及其传动特点二、平面四杆机构的类型及应用1．四杆机构的基本形式（1）基本构架铰链四杆机构是平面四杆机构的基本形式，如图8-1-1所示。

台图8-1-1该机构各部分名称及含义见表8-1-2。

表8-1-2　铰链四杆机构（2）平面四杆机构的类型（见表8-1-3）表8-1-3　平面四杆机构的类型2．平面四杆机构的演化形式（1）改变构件的形状和运动尺寸如图8-1-2所示，曲柄摇杆机构中，将摇杆做成滑块形式，并将摇杆的长度增至无穷大，则演化成为曲柄滑块机构；曲柄滑块机构进一步演化为双滑块机构。

图8-1-2（2）改变运动副的尺寸通过改变运动副的尺寸，平面四杆机构可演化成具有其他特点功能的机构，如偏心轮机构。

将图8-1-3（a ）所示的曲柄滑块机构中的转动副B 的半径扩大，使之超过曲柄AB 的长度，便得到如图8-1-3（b ）所示的偏心轮机构。

图8-1-3（a）图8-1-3（b）（3）选用不同的构件为机架机构的倒置指选择运动链中不同构件作为机架以获得不同机构的演化方法，如图8-1-4所示。

图8-1-4　曲柄滑块机构的倒置（4）运动副元素的逆换将移动副两元素的包容关系进行逆换，并不影响两构件之间的相对运动，但却能演化成不同的机构或机构结构形式。

三、平面四杆机构的基本知识1．铰链四杆机构有曲柄的条件（见表8-1-4）表8-1-4　铰链四杆机构有曲柄的条件2．铰链四杆机构的急回运动和行程速度变化系数（见表8-1-5）表8-1-5　铰链四杆机构的急回运动和行程速度变化系数图8-1-5　四杆机构的极位夹角3．铰链四杆机构的传动角和死点（见表8-1-6）表8-1-6　铰链四杆机构的传动角和死点。

8-l 铰链四杆机构中，转动副成为周转副的条件是什么?在下图所示四杆机构ABCD 中哪些运动副为周转副?当其杆AB 与AD 重合时，该机构在运动上有何特点?并用作图法求出杆3上E 点的连杆曲线。

答：转动副成为周转副的条件是：（1）最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其他两杆长度之和；（2）机构中最短杆上的两个转动副均为周转副。

图示ABCD 四杆机构中C 、D 为周转副。

当其杆AB 与AD 重合时，杆BE 与CD 也重合因此机构处于死点位置。

8-2曲柄摇杆机构中，当以曲柄为原动件时，机构是否一定存在急回运动，且一定无死点?为什么?答：机构不一定存在急回运动，但一定无死点，因为：（1）当极位夹角等于零时，就不存在急回运动如图所示，（2）原动件能做连续回转运动，所以一定无死点。

8-3 四杆机构中的极位和死点有何异同?8-4图a 为偏心轮式容积泵；图b 为由四个四杆机构组成的转动翼板式容积泵。

试绘出两种泵的机构运动简图，并说明它们为何种四杆机构，为什么?解 机构运动简图如右图所示，ABCD 是双曲柄机构。

因为主动圆盘AB 绕固定轴A 作整周转动，而各翼板CD 绕固定轴D 转动，所以A 、D 为周转副，杆AB 、CD 都是曲柄。

8-5试画出图示两种机构的机构运动简图，并说明它们各为何种机构。

图a 曲柄摇杆机构图b 为导杆机构。

8-6如图所示，设己知四杆机构各构件的长度为240a mm =，600b =mm ,400,500c mm d mm ==。

试问:1)当取杆4为机架时，是否有曲柄存在?2)若各杆长度不变，能否以选不同杆为机架的办法获得双曲柄机构和双摇杆机构?如何获得?3)若a 、b ﹑c 三杆的长度不变，取杆4为机架，要获得曲柄摇杆机构,d 的取值范围为何值? :解 (1)因a+b=240+600=840≤900=400+500=c+d 且最短杆 1为连架轩．故当取杆4为机架时，有曲柄存在。

(2)、能。

第2章 机构的结构分析(P29)2-12：图a 所示为一小型压力机。

图上，齿轮1与偏心轮1’为同一构件，绕固定轴心O 连续转动。

在齿轮5上开有凸轮轮凹槽，摆杆4上的滚子6嵌在凹槽中，从而使摆杆4绕C 轴上下摆动。

同时，又通过偏心轮1’、连杆2、滑杆3使C 轴上下移动。

最后通过在摆杆4的叉槽中的滑块7和铰链G 使冲头8实现冲压运动。

试绘制其机构运动简图，并计算自由度。

解：分析机构的组成：此机构由偏心轮1’（与齿轮1固结）、连杆2、滑杆3、摆杆4、齿轮5、滚子6、滑块7、冲头8和机架9组成。

偏心轮1’与机架9、连杆2与滑杆3、滑杆3与摆杆4、摆杆4与滚子6、齿轮5与机架9、滑块7与冲头8均组成转动副，滑杆3与机架9、摆杆4与滑块7、冲头8与机架9均组成移动副，齿轮1与齿轮5、凸轮(槽)5与滚子6组成高副。

故解法一：7=n 9=l p 2=h p12927323=-⨯-⨯=--=h l p p n F解法二：8=n 10=l p 2=h p 局部自由度1='F11210283)2(3=--⨯-⨯='-'-+-=F p p p n F h l(P30) 2-17：试计算如图所示各机构的自由度。

图a 、d 为齿轮-连杆组合机构；图b 为凸轮-连杆组合机构（图中在D 处为铰接在一起的两个滑块）；图c 为一精压机机构。

并问在图d 所示机构中，齿轮3与5和齿条7与齿轮5的啮合高副所提供的约束数目是否相同？为什么？解： a) 4=n 5=l p 1=h p11524323=-⨯-⨯=--=h l p p n Fb) 5=n 6=l p 2=h p12625323=-⨯-⨯=--=h l p p n F12625323=-⨯-⨯=--=h l p p n Fc) 5=n 7=l p 0=h p10725323=-⨯-⨯=--=h l p p n Fd) 6=n 7=l p 3=h p13726323=-⨯-⨯=--=h l p p n F(C 可看做是转块和导块,有1个移动副和1个转动副)齿轮3与齿轮5的啮合为高副（因两齿轮中心距己被约束，故应为单侧接触）将提供1个约束。

第8章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计 §8—1 1 连杆机构及其传动特点连杆机构及其传动特点连杆机构及其传动特点 1．定义：连 杆 机 构：构件用低副联接而成的机构。

平面连杆机构：组成机构的构件都在相互平行的平面中运动的连杆机构。

空间连杆机构：组成机构的构件不在相互平行的平面中运动的连杆机构。

2．特点： 优：1）低副联接，面接触，磨损小，承载能力大。

2）杆状件，圆柱形或平面形接触面，易制造，传递运动远。

3）运动多样性（转、摆、移、平面运动等） 4）轨迹多样性。

缺：1）设计较困难。

2）运动副的制造误差会累积，从而降低机构的传动精度。

3）惯性力难平衡，不适用于高速。

3．应用： 很广泛（e.g：自行车，缝纫机，纺机等中都有应用）§8—2 2 平面四杆机构的类型平面四杆机构的类型平面四杆机构的类型和应用和应用和应用 一．四杆机构的基本型式四杆机构的基本型式：：四杆机构的基本型式为铰链四杆机构，其他四杆机构都可由其演化得到 1）铰链四杆机构： 四个构件通过转动副联接而成机构。

机机 架架：固定不动的构件——4. 连杆架连杆架连杆架：：与机架相连的杆——1、3。

曲曲 柄柄：能整周转动的连架杆。

摇摇 杆杆：不能整周转动的连架杆。

连连 杆杆：不与机架相连的杆——2。

2）周转副和摆转副：周转副：组成转动副的两构件能相对整周转动的转动副 摆转副：组成转动副的两构件不能相对整周转动的转动副1．曲柄摇杆机构： 两个连架杆中，一个为曲柄，另一个为摇杆的铰链四杆机构 2．双曲柄机构： 两个连架杆均为曲柄的铰链四杆机构12343．双摇杆机构： 两个连架杆均为摇杆的铰链四杆机构二． 平面四杆机构的演化型式平面四杆机构的演化型式 1．改变构件的形状和运动尺寸1234AB CD12312344A A对对对对对对对对（ββ通通A ）偏偏对对对对对对（ββ不通通A ）l →∞CDββββββ2． 改变运动副的尺寸1234AB3．取不同的构件为机架：对-对对对导导对对摆对对对定对对对手手手4．运动副元素的转换：13241234§8—3 3 平面四杆机构的平面四杆机构的平面四杆机构的基本知识基本知识基本知识 一．铰链四杆机构铰链四杆机构有曲柄的条件有曲柄的条件有曲柄的条件：：设：铰四机构ABCD 中，AB 能360°转动的曲柄则：AB 必能转至与机架AD 共线的两个位置A′B′和A″B″，在两共线位置有：a bcdAB C DABCDB′B″C′C″l l ll 1234(a)(b)B′C′B″C″1）a ≤d 时 （图a）∆A′B′D a+ d ≤ b+c a+ d ≤ b+ c a≤b ∆A″B″D b+(d -a) ≥ c => a+ c ≤ b+ d ② => a≤c ① c+(d -a) ≥ b a+ b ≤ c+ d a≤d 2) a ＞d 时(图6-3b)∆A′B′D a + d ≤ b +c a + d ≤ b +c d ≤ a ∆A″B″D b ≤ c +(a -d ) => b + d ≤ a + c ② => d ≤ b ① c ≤ b +(a -d ) c + d ≤ a + b d ≤ c 1．有曲柄的条件:1）连架杆和机架中有一最短杆2）最短杆和最长杆的长度和不大于其余两杆的长度和。

机械原理第八版习题答案机械原理是机械工程领域中一门重要的基础课程，它涉及到机械系统的基本原理和设计方法。

第八版的习题答案为学生提供了一种检验学习成果和深化理解的途径。

以下是一些典型的习题答案示例，但请注意，这些答案仅供学习和参考之用，具体的答案应以实际的习题和解答为准。

习题1：简述机构运动简图的绘制方法。

答案：机构运动简图是描述机械机构运动特性的一种图形表示方法。

绘制机构运动简图通常包括以下步骤：1. 确定机构的类型和组成，如连杆机构、齿轮机构等。

2. 选择适当的视图，通常是正视图或侧视图，以清晰展示机构的运动。

3. 绘制机构的各个组成部分，包括连杆、曲柄、齿轮等，并用线条表示它们的连接关系。

4. 标注必要的尺寸和角度，如连杆长度、曲柄半径等。

5. 标注运动参数，如曲柄的转速、连杆的行程等。

6. 如果需要，还可以添加辅助线，如机构的死点位置等。

习题2：分析四杆机构的传动角。

答案：四杆机构的传动角是指连杆与曲柄之间的夹角，它影响机构的传动效率和运动特性。

分析四杆机构的传动角通常需要以下步骤：1. 确定机构的类型，如双曲柄机构、曲柄滑块机构等。

2. 计算机构的几何参数，如连杆长度、曲柄长度等。

3. 根据机构的运动方程，确定曲柄的转动角度。

4. 利用几何关系，计算连杆与曲柄的相对位置，从而得到传动角。

5. 分析传动角对机构运动的影响，如传动效率、运动平稳性等。

习题3：解释齿轮传动的基本原理。

答案：齿轮传动是一种通过齿轮啮合来传递运动和力的传动方式。

其基本原理包括：1. 齿轮的啮合条件，即齿轮的齿数和齿形必须满足一定的几何关系，以保证齿轮能够正确啮合。

2. 齿轮的传动比，即输入齿轮和输出齿轮的转速比，它决定了传动系统的速度变换。

3. 齿轮的传动效率，它受到齿轮啮合的摩擦损失、齿轮的制造精度等因素的影响。

4. 齿轮的承载能力，它取决于齿轮的材料、尺寸和形状，以及齿轮的载荷条件。

习题4：讨论凸轮机构的类型和特点。

广东海洋大学2014——2015学年第二学期《 机械原理 》课程试题课程号：□√ 考试□√ A 卷□√ 闭卷□ 考查□ B 卷□ 开卷一、单项选择题（2分×8题＝16分）1．滚子从动件凸轮机构的滚子半径应 B 凸轮理论廓线外凸部分的最小曲率半径。

A 、大于B 、小于C 、等于2．斜齿圆柱齿轮的标准模数和标准压力角在 B 上,计算几何尺寸需按 A参数进行计算. A 、端面 B 、法面 C 、中间平面3．一对渐开线直齿圆柱齿轮的连续运动条件是 D .A 、理论啮合线长度大于齿距B 、理论啮合线长度大于基圆齿距C 、啮合弧长度大于基圆齿距D 、实际啮合线长度大于基圆齿距4．标准齿轮限制最少齿数的原因是 C 。

A 、避免尺寸过大B 、避免加工困难C 、避免发生根切D 、避免强度不足 5．在由若干机器串联构成的机组中，若这些机器的效率均不相同，其中最高效率和最低效率分别为ηmax 和ηmin ，则机组的总效率η必有如下关系： A 。

A 、η＜ηminB 、η＞ηmaxC 、ηmin ≤η≤ηmaxD 、ηmin ＜η＜ηmax 。

7．曲柄滑块机构利用 D 可演化为偏心轮机构。

A 、机架变换B 、改变构件相对长度C 、移动副取代回转副D 、扩大回转副 8．齿顶圆压力角αa 。

A 、小于B 、等于C 、大于D 、不能确定其大小9.渐开线直齿圆柱齿轮传动的可分性是指___A___不受中心距变化的影响。

班级：姓名：学号：试题共 6页加白纸1张密封线GDOU-B-11-302A传动比B啮合角C节圆半径10.反行程自锁机构,行程效率η1 C 反行程效率η2 DA、η＜0B、等于η＞0C、0＜η＜1D、η≤0因为反行程效率是≤0的，而正行程的是恒大于零的！(记住具有自锁性质的机构指的是反行程自锁！二、填空题（6、7、8题每空2分，其余每空1分，共22分）1．速度和加速度影响原理只适合于构件的速度和加速度的求解问题。

广东海洋大学2014——2015学年第二学期《 机械原理 》课程试题课程号：错考试 错误A卷 错误闭卷 □考查 □ B 卷□ 开卷一、单项选择题（2分×8题＝16分）1．滚子从动件凸轮机构的滚子半径应 B 凸轮理论廓线外凸部分的最小曲率半径。

A 、大于B 、小于C 、等于2．斜齿圆柱齿轮的标准模数和标准压力角在 B 上,计算几何尺寸需按 A 参数进行计算. A 、端面 B 、法面 C 、中间平面3．一对渐开线直齿圆柱齿轮的连续运动条件是 D .A 、理论啮合线长度大于齿距B 、理论啮合线长度大于基圆齿距C 、啮合弧长度大于基圆齿距D 、实际啮合线长度大于基圆齿距 4．标准齿轮限制最少齿数的原因是 C 。

班级：姓名：学号：试题共6页加白密封GDOU-B-11-302A、避免尺寸过大B、避免加工困难C、避免发生根切D、避免强度不足5．在由若干机器串联构成的机组中，若这些机器的效率均不相同，其中最高效率和最低效率分别为ηmax和ηmin，则机组的总效率η必有如下关系： A 。

A、η＜ηminB、η＞ηmaxC、ηmin≤η≤ηmaxD、ηmin＜η＜ηmax。

7．曲柄滑块机构利用 D 可演化为偏心轮机构。

A、机架变换B、改变构件相对长度C、移动副取代回转副D、扩大回转副8．齿顶圆压力角αa。

A、小于B、等于C、大于D、不能确定其大小9.渐开线直齿圆柱齿轮传动的可分性是指___A___不受中心距变化的影响。

A传动比 B啮合角 C节圆半径10.反行程自锁机构,行程效率η1 C 反行程效率η2 DA、η＜0B、等于η＞0C、0＜η＜1D、η≤0因为反行程效率是≤0的，而正行程的是恒大于零的！(记住具有自锁性质的机构指的是反行程自锁！二、填空题（6、7、8题每空2分，其余每空1分，共22分）1．速度和加速度影响原理只适合于构件的速度和加速度的求解问题。

2．在移动副中，如驱动力作用在摩擦角内将发生自锁，在转动副中如驱动力作用在摩擦圆内将发生自锁。

机械原理(第七版) 孙桓主编第8章四、平面连杆机构1.在条件下，曲柄滑块机构具有急回特性。

2.机构中传动角γ和压力角α之和等于。

3.在铰链四杆机构中，当最短构件和最长构件的长度之和大于其他两构件长度之和时，只能获得机构。

4.平面连杆机构是由许多刚性构件用联接而形成的机构。

5.在图示导杆机构中，AB为主动件时，该机构传动角的值为。

题5图题12图6.在摆动导杆机构中，导杆摆角ψ=3 0°，其行程速度变化系数K的值为。

7.在四杆机构中LAB=40mm，lBC=40mm，lCD=60mm，AD为机架，该机构是。

8.铰链四杆机构具有急回特性时其极位夹角θ值，对心曲柄滑块机构的θ值，所以它急回特性，摆动导杆机构急回特性。

9.对心曲柄滑块机构曲柄长为a，连杆长为b，则最小传动角γmin等于，它出现在位置。

10.在四连杆机构中，能实现急回运动的机构有(1) ，(2) ，(3) 。

11.铰链四杆机构有曲柄的条件是，双摇杆机构存在的条件是。

(用文字说明)12.图示运动链，当选择杆为机架时为双曲柄机构；选择杆为机架时为双摇杆机构；选择杆为机架时则为曲柄摇杆机构。

13.在曲柄滑块机构中，若以曲柄为主动件、滑块为从动件，则不会出现“死点位置”，因最小传动角γmin ，最大压力角αmax ；反之，若以滑块为主动件、曲柄为从动件，则在曲柄与连杆两次共线的位置，就是，因为该处γmin ，αmax 。

14.当铰链四杆机构各杆长为：a=50mm，b=60mm，c=70mm，d=200mm。

则四杆机构就。

15.当四杆机构的压力角α=90°时，传动角等于，该机构处于位置。

16.在曲柄摇杆机构中，最小传动角发生的位置在。

17.通常压力角α是指间所夹锐角。

18.铰链四杆机构曲柄、连杆、机架能同时共线的条件是。

19.一对心式曲柄滑块机构，若以滑块为机架，则将演化成机构。

20.铰链四杆机构变换机架(倒置)以后，各杆间的相对运动不变，原因是。