机械原理第八章+平面连杆机构及其设计.doc

第八章平面连杆机构及其设计题8-1试画出图示两种机构的机构运动简图,并说明他们各为何种机构。在图a中偏心盘1绕固定轴O转动,迫使滑块2在圆盘3的槽中来回滑动,而圆盘3又相对于机架4转动;在图b中偏心盘1绕固定轴O转动,通过构件2,使滑块3相对于机架4往复移动。(图a的机构运动简图可有两种表达方式,绘出其中之一即可)题8-2如图所示,设已知四杆机构各构件的长度a=240mm,b=600mm,c=400mm,d=500mm,试回答下列问题:1)当取杆4为机架时,是否有曲柄存在?__________若有曲柄,则杆a为曲柄,此时该机构为__________机构。2)要使机构成为双曲柄机构,则应取杆_________为机架。3)要使此机构成为双摇杆机构,则应取杆_______为机架,) 如将杆4的长度改为d=400mm,而其他各杆的长度不变,则当分别以1、2、3杆为机架时,所获得的机构为___________机构。解:1)因且最短杆1为连架杆,故当取杆4为机架时,有曲柄存在。此时该机构为曲柄摇杆机构。2)要使此机构成为双曲柄机构,则应取最短杆1为机架。3)要使此机构成为双摇杆机构,则取最杆3为机架,其长度的允许变动范围为:(1)因最短杆1为连杆,即使满足杆长条件,此机构也不能成为双摇杆机构 (2)不满足杆长条件时,b为最长杆,c为最短杆, c为最长杆,但不可能大于三杆长度之和  故综合以上条件,时,均可为双摇杆机构。4)如将杆4的长度改为400,其它杆长度不变,则当分别以1、2、3杆为机架时,因不满足杆长条件,故所获机构均为双摇杆机构。题8-3在图示的各四杆机构中,已知各构件的尺寸(由图上量取,图中比例尺μ1=2mm/mm)杆AB为主动件,转向如图所示。现要求:1)试给出这三种机构有曲柄的条件和各机构的名称;2)机构有无急回运动?若有,试以作图法确定其极位夹角θ,并计算其行程速比系数K;3)标出各机构在图示位置时的机构传动角γ和压力角α,求作最小传动角γmin和最小压力角αmin,并说明机构的传动性能如何?4)机构是否存在死点位置?解:a)图为曲柄摇杆机构。杆AB为曲柄的条件:由图8-3(a)两极限位置AB1C1D和AB2C2D可得极位夹角,  所以无急回运动。机构传动角γ和压力角α如图示位置。最小传动角γmin位置为AB″C″D最小压力角αmin位置为AB0C0D。 曲柄为主动件,不存在死点位置。b)图为偏置曲柄滑块机构。杆AB为曲柄的条件:当 当 极位夹角C1AC2  即,  有急回运动。机构传动角γ和压力角α如图示位置。最小传动角γmin位置为曲柄垂直于导路时两位置中AB″C″  最小压力角αmin位置为AB0C0。曲柄为主动件,不存在死点位置。c)图为偏置导杆机构。杆AB为曲柄的条件:当 当 极位夹角B1AE  即,  有急回运动。机构传动角γ和压力角α如图示位置。最小传动角γmin位置为CB最短,即CB″  最小压力角αmin位置为为CB最长,即CB′。曲柄为主动件,不存在死点位置。题8-4 图a所示为一新型杆式曲柄冲压机。在此冲压机构中,动力是由绕固定轴心A匀速转动的齿轮1输入,通过分别铰接在齿轮1轮缘上B处和传动件3上C处的杆2使杆3柄轴颈3`和可绕其轴心E相对转动的连杆4带动冲头5上下往复运动,可使冲头实现快进,低速冲压、高速返回的运动规律。已知机构的尺寸:lAB=100mm,lBC=110mm,lCD=55mm,lAD=20mm,lDE=40mm,lEF=250mm,现要求:1)试以比例尺μ1=5mm/mm绘制图示位置的机构的运动简图(图b),并计算其自由度;2)确定四杆机构ABCD和DEF的类型和最小传动角γmin,并说明此冲压机构的传动性能如何?3)确定该冲压机构的极位夹角θ和行程速比系数K,并说明此冲压机构的冲头是进快还是返回快?为什么?解:1)   2)ABCD为双曲柄机构,DEF为对心曲柄滑块机构。3)极位夹角   行程速比系数 题8-5如图所示,设要求四杆机构两连架杆的三组对应位置分别为α1=35°,φ1=50°;  α2=80°,φ2=75°;α3=125°,φ3=105°。另外lAD=80mm。试以解析法设计此四杆机构。解:1)将、的三组对应值代入下式(初选)得 解之得(计算到小数点后四位)2)求各杆的相对长度,得3)求各杆的长度题8-6图a所示为一实验用小电炉的炉门启闭机构,炉门关闭时在位置E1,敞开时在位置E2,试设计一四杆机构来实现炉门启闭的操作。(1)已选定炉门上的两个铰链B及C的位置(图b);(2)已选定炉壁上的两个固定铰链A及D的位置(图c)。解:1)已选定炉门上的两个铰链B和C的位置。用作图法求出A及D的位置,并作出机构在E2位置的