四杆机构习题答案省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

例例1 求以下曲柄滑块机构该位置压力角求以下曲柄滑块机构该位置压力角、传动角、传动角，最小压力角位置，冲程最小压力角位置，冲程H、极位夹角、极位夹角。设曲柄主动。设曲柄主动。A1 13 32 2（a）1 12 23 31 12 2A第1页1 12 23 31 12 23 31 13 32 2H例例 求以下曲柄滑块机构冲程求以下曲柄滑块机构冲程H、极位夹角、极位夹角，正、反行程。正、反行程。1 13 32 2CABe求冲程求冲程H、极位夹角、极位夹角。第2页AB2C22工作行程工作行程空回行程空回行程3 3B11 12 2C1H 1本节课后作业：本节课后作业：8-18-3，8-68-12第3页例例2 设铰链四杆机构各杆件长度设铰链四杆机构各杆件长度 试回答以下问题试回答以下问题:1.当取杆当取杆4为机架时，是否有曲柄存在？若有曲柄存在，杆为机架时，是否有曲柄存在？若有曲柄存在，杆（）为曲柄？此时该机构为（）为曲柄？此时该机构为（）机构？）机构？2.要使机组成为双曲柄机构，则应取杆（要使机组成为双曲柄机构，则应取杆（）为机架？）为机架？3.要使机组成为双摇杆机构，则应取杆（要使机组成为双摇杆机构，则应取杆（）为机架？）为机架？且其且其 长度允许变动范围为（长度允许变动范围为（）4.如将杆如将杆4长度改为长度改为d=400mm，其它各杆长度不变，则分别以其它各杆长度不变，则分别以1、2、3杆为机架时，所取得机杆为机架时，所取得机 构为（构为（）机构？）机构？ABCD1234第4页1.当取杆当取杆4为机架时，是否有曲柄存在？若有曲柄存在，杆（为机架时，是否有曲柄存在？若有曲柄存在，杆（）为曲柄？此时该机构为（为曲柄？此时该机构为（）机构？）机构？ABCD1234解：解：依据杆长条件依据杆长条件:曲柄摇杆曲柄摇杆112.要使机组成为双曲柄机构，则应取杆（要使机组成为双曲柄机构，则应取杆（）为机架？）为机架？第5页ABCD12343.要使机组成为双摇杆机构，则应取杆（要使机组成为双摇杆机构，则应取杆（）为机架？）为机架？且其且其 长度允许变动范围为（长度允许变动范围为（）3解：解：1）a杆为最短杆，杆为最短杆，C杆为最长杆时杆为最长杆时 不满足曲柄存在条件不满足曲柄存在条件满足曲柄存在条件满足曲柄存在条件2）假设假设C杆为最短杆，杆为最短杆，则有：则有：第6页ABCD12343.要使机组成为双摇杆机构，则应取杆（要使机组成为双摇杆机构，则应取杆（）为机架？）为机架？且其且其 长度允许变动范围为（长度允许变动范围为（）3140a 860 1）a杆为最短杆，杆为最短杆，C杆为最长杆时杆为最长杆时 2）假设假设C杆为最短杆，杆为最短杆，则有：则有：3）假设假设C杆为普通杆，杆为普通杆，则有：则有：不满足曲柄存在条件不满足曲柄存在条件满足曲柄存在条件满足曲柄存在条件满足曲柄存在条件满足曲柄存在条件不满足曲柄存在条件不满足曲柄存在条件第7页4.如将杆如将杆4长度改为长度改为d=400mm，其它各杆长度不变，则分别以，其它各杆长度不变，则分别以1、2、3杆为机架时，所取得机杆为机架时，所取得机 构为（构为（）机构？）机构？ABCD1234不满足曲柄存在条件不满足曲柄存在条件不论取哪个杆件为机架，均只能得到双摇杆机构不论取哪个杆件为机架，均只能得到双摇杆机构 双摇杆双摇杆第8页例例3 图示曲柄滑块机构是按百分比绘制而成。图示曲柄滑块机构是按百分比绘制而成。（1）设曲柄为主动件，滑块朝右运动为工作行程，试确定曲）设曲柄为主动件，滑块朝右运动为工作行程，试确定曲 柄合理转向，并简述其理由；柄合理转向，并简述其理由；（2）若滑块为主动件，使用作图法确定该机构死点位置。）若滑块为主动件，使用作图法确定该机构死点位置。ABCB1C1C2B21解：（解：（1）曲柄为顺时针转向；）曲柄为顺时针转向；（2）该机构死点位置为曲柄与连杆两次共线位置。）该机构死点位置为曲柄与连杆两次共线位置。工作行程工作行程空回行程空回行程tttt第9页例例4 铰链四杆机构各杆杆长为：铰链四杆机构各杆杆长为：LAB=200mm，LBC=350mm，LCD=450mm，LAD=500mm。求：。求：1）该机构为何种类型机构？（要求写出判定条件）该机构为何种类型机构？（要求写出判定条件）2）不改变各杆杆长，怎样将该机构演化为双摇杆机构？不改变各杆杆长，怎样将该机构演化为双摇杆机构？3）在图上标出极位夹角在图上标出极位夹角，；最小传动角，；最小传动角min；4）AB杆转向；杆转向；解：解：1）该机构为曲柄摇杆机构，该机构为曲柄摇杆机构，曲柄为曲柄为AB 杆。杆。ABCD2）当取当取CD杆为机架时，机构杆为机架时，机构演化为双摇杆机构演化为双摇杆机构正行程正行程第10页3）在图上标出极位夹角在图上标出极位夹角，；最小传动角，；最小传动角min；4）AB杆转向；杆转向；以以A为圆心，以：为圆心，以：为半径画圆弧交为半径画圆弧交C 轨迹线轨迹线得出：得出：得出：得出：以以A为圆心，以：为圆心，以：为半径画圆弧交为半径画圆弧交C 轨迹线轨迹线CADB第11页ABD3）在图上标出极位夹角在图上标出极位夹角，；最小传动角，；最小传动角min；比较比较、取小值。取小值。第12页例例5 假设图示导杆机构各部尺寸为已知，假设图示导杆机构各部尺寸为已知，求：求：1.该机构曲柄存在条件；该机构曲柄存在条件；2.图示位置机构压力角和传动角；图示位置机构压力角和传动角；3.摆动导杆最大摆角摆动导杆最大摆角和极位夹角和极位夹角；4.最小传动角位置。最小传动角位置。DD解：解：1.2.滑块为二力杆滑块为二力杆nnABCab312VB3F第13页 3.摆动导杆最大摆角摆动导杆最大摆角和极位夹角和极位夹角；4.最小传动角位置和最小传动角值。最小传动角位置和最小传动角值。CABabACACB1FVB3普通位置传动角普通位置传动角B2FVB3FVB3结论结论？FVB3第14页BADab解解（1）分析：分析：该机构原型为该机构原型为曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构曲柄曲柄滑块滑块原连杆原连杆机架机架原摇杆原摇杆摆动导杆摆动导杆例例6 在图示导杆机构中，已知在图示导杆机构中，已知LAB=30mm，试问：，试问：（1）若机组成为摆动导杆机构时，）若机组成为摆动导杆机构时，LAD 最小值为多少？最小值为多少？（2）若）若LAD=60mm，LAB最大值为多少？最大值为多少？（3）假如）假如LAB=60mm,若使该机组成为若使该机组成为转动导杆机构条件？转动导杆机构条件？（4）该机构极位夹角）该机构极位夹角。(在在b图上画图上画)第15页BADab（1）若机组成为摆动导杆机构时，若机组成为摆动导杆机构时，LAD最小值为多少？最小值为多少？该机构原型为该机构原型为曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构该机构存在曲柄条件为该机构存在曲柄条件为或者或者因为因为所以有所以有即：即：最小值为最小值为30mm（2）若）若LAD=60mm，LAB最大值为多少？最大值为多少？由由知：知：第16页BADab（3）假如假如LAB=60mm,若使该机组成为若使该机组成为转动导杆机构条件？转动导杆机构条件？机架为最短杆，而且满足机架为最短杆，而且满足 曲柄存在条件曲柄存在条件即：即：（4）该机构极位夹角该机构极位夹角。ADBB第17页例例 7图图（a）、（）、（b）两导杆机构。问：）两导杆机构。问：（1）图（）图（a）若为转动导杆机构导杆，其演化原型是什么）若为转动导杆机构导杆，其演化原型是什么？（2）图（）图（a）偏置导杆机组成为转动导杆机构条件；）偏置导杆机组成为转动导杆机构条件；（3）图（）图（b）中）中AP 不为转动导杆条件。其演化原型？不为转动导杆条件。其演化原型？ABCabeCABPabeDD解：解：（1）双曲柄）双曲柄（2）最短杆：最短杆：AB 杆杆最长杆：最长杆：AD杆杆次长杆：次长杆：CD杆杆第18页CABPabe（3）图（图（b）中）中AP 为摆动导杆条件。其演化原型？为摆动导杆条件。其演化原型？解：解：最短杆：最短杆：BC 杆杆 最长杆：最长杆：CD 杆杆DD1）按曲柄摇杆机构演化）按曲柄摇杆机构演化机架机架LAB不为最短杆不为最短杆,曲柄为曲柄为LBC杆杆2）按双摇杆机构演化）按双摇杆机构演化3）机构演化原型）机构演化原型曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构双摇杆机构双摇杆机构第19页例例8 接上题接上题.设设b杆为主动构件求该位置时机构压力角和传动杆为主动构件求该位置时机构压力角和传动 角。角。ABabeCVC3FminCABPabe1234F12F32F23V第20页例例9 图示为一六杆机构。杆图示为一六杆机构。杆BC 为原动件，其长度为原动件，其长度LBC=40mm,滑块滑块E行程行程H=50mm，行程速比系数，行程速比系数K=2，要求最小传动，要求最小传动 角角min=60。试确定各构件长度。试确定各构件长度。ABCDE示意图示意图解：解：1 取长度百分比尺作机构图取长度百分比尺作机构图第21页HBCDEABCDE示意图示意图取取A第22页例例10 一加热炉门，拟用铰链四杆机构来闭启。依据工作要求，炉一加热炉门，拟用铰链四杆机构来闭启。依据工作要求，炉门须占有门须占有，两个位置，并使得关闭时外侧面，在打开时位置上能两个位置，并使得关闭时外侧面，在打开时位置上能处于上方并与炉膛口平齐处于上方并与炉膛口平齐（方便放置被加热零件）（方便放置被加热零件）。炉门上点。炉门上点B和和C时任意选取铰链点。试求时任意选取铰链点。试求固定铰链点固定铰链点A、D位置。位置。B1B2C1C2解：解：1 求求A、D 铰链点铰链点课后作业：课后作业：8-238-28第23页B1B2C1C2AD2 设计检验设计检验（1）炉门闭启时是否与炉炉门闭启时是否与炉 外壁干涉外壁干涉从位置从位置到位置到位置是炉门是炉门开启过程。检验开启过程。检验E点是否点是否与炉外壁干涉。与炉外壁干涉。E课后作业：课后作业：8-238-28第24页DB1B2C1C2423P14P23P12P34P242 设计检验设计检验（1）炉门闭启时是否与炉炉门闭启时是否与炉 外壁干涉外壁干涉从位置从位置到位置到位置是炉门是炉门开启过程。检验开启过程。检验E点是否点是否与炉外壁干涉。与炉外壁干涉。A1VEE第25页（2）验算最小传动角验算最小传动角DB1B2C1C24A231课后作业：课后作业：8-238-28第26页B1B2C24C1B1B2C14C2（3）验算炉门验算炉门 稳定性稳定性P24D3AG23P14P23P12P344DAP24在位置在位置重力重力G对瞬心力矩有对瞬心力矩有使炉门打使炉门打开可能，故开可能，故应在操作柄上应在操作柄上加定位卡。加定位卡。在位置在位置重力重力G对对瞬心力矩与炉门关瞬心力矩与炉门关闭转向相反，故不闭转向相反，故不会自动关闭。会自动关闭。G第27页例例11图中给出了连杆图中给出了连杆 2 杆线杆线BC 两个位置并两个位置并 B1C1、B2C2，并给出，并给出了连架杆了连架杆1对应顺时针转角对应顺时针转角12和连架杆和连架杆3逆时针转角逆时针转角12设计此四铰链机构设计此四铰链机构B2C2B1C1AD课后作业：课后作业：8-238-28第28页例例12试设计一铰链四杆机构，要求满足试设计一铰链四杆机构，要求满足AB1、AB2与与DE1、DE2 两组对应位置，并要求满足摇杆两组对应位置，并要求满足摇杆CD在第二位置为极限位置。在第二位置为极限位置。已知和已知和LAB和和LAD（在图中已按百分比画出），试用作图法确定（在图中已按百分比画出），试用作图法确定 铰链铰链C 位置。要求注明四杆机构位置。要求注明四杆机构ABCD。DCEE2E1B1ADB2第29页E2E1B1ADB2C2摇杆摇杆CD在第二位置为极限位置在第二位置为极限位置第30页例例13 已知铰链四杆机构中，机架已知铰链四杆机构中，机架AD、曲柄、曲柄AB长度，连杆长度，连杆 两个位置两个位置B1M1、B2M2，铰链铰链C在在B1M1直线上，试用图直线上，试用图 解法求出连杆解法求出连杆BC和摇杆和摇杆CD长度。长度。B1M1M2B2AD第31页B2B1M1ADM2B2M2B2M2B2M2B2M2B2M2B2C1铰链铰链C在在B1M1直线上，试用图解法求出连杆直线上，试用图解法求出连杆BC和摇杆和摇杆CD长度。长度。第32页E1AC2C1E2例例13 已知曲柄已知曲柄AB平面上某一直线平面上某一直线AE两个位置两个位置AE1、AE2 两个位置两个位置C1、C2。试设计一曲柄滑块机构，要求曲柄长度。试设计一曲柄滑块机构，要求曲柄长度 LAB最短（直接在图上作图，保留作图线，不写作图过程）最短（直接在图上作图，保留作图线，不写作图过程）第33页3060ABCDFE例例14图示六杆机构。已知图示六杆机构。已知LCD=2 LDE=100mm,LEF=150mm,滑块滑块 行程行程S=50mm。图示滑块处于右极限位置，无急回运动。试。图示滑块处于右极限位置，无急回运动。试确定机架、曲柄、连杆长度；并在图中找出机构最小传动角确定机架、曲柄、连杆长度；并在图中找出机构最小传动角min第34页3060CDFEA试确定试确定机架机架、曲柄曲柄、连杆连杆长度长度S第35页3060CDFEA第36页（a）图工作行程ABCDabcd工作行程ABCDabdABCD231第37页eh第38页