机械原理课后答案第8章

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1、第8章作业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

2、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，,。试问:1)当取杆4为机架时，是否有曲柄存在? 2

3、)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、bc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=840900=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。要使此此机构成为双曲柄机构，则应取1杆为机架；两使此机构成为双摇杆机构，则应取杆3为机架。(3)要获得曲柄摇杆机构, d的取值范围应为440760mm。8-7图示为一偏置曲柄滑块机构，试求杆AB为曲柄的条件。若偏距e=0，则杆AB为曲柄的条件是什么? 解 (1)如果杆AB能通过其垂直于滑

4、块导路的两位置时，则转动副A为周转副，故杆AB为曲柄的条件是AB+eBC。(2)若偏距e=0, 则杆AB为曲柄的条件是ABBC 8-8 在图所示的铰链四杆机构中，各杆的长度为， ，试求:1)当取杆4为机架时，该机构的极位夹角、杆3的最大摆角、最小传动角和行程速比系数K;2)当取杆1为机架时，将演化成何种类型的机构?为什么?并说明这时C、D两个转动副是周转副还是摆转副;3)当取杆3为机架时，又将演化成何种机构?这时A、B两个转动副是否仍为周转副?解 (1)怍出机构的两个极位，如图, 并由图中量得： =18.6º,=70.6º, min=22.7 º (2)由l1+l

5、4 l2+l3可知图示铰链四杆机构各杆长度符合杆长条件；小最短杆l为机架时，该机构将演化成双曲柄机构；最短杆1参与构成的转动副A、B都是周转副而C、D为摆转副；（3）当取杆3为机架时，最短杆变为连杆，又将演化成双摇杆机构，此时A、B仍为周转副。 8-9 在图示的连杆机构中，已知各构件的尺寸为构件AB为原动件，沿顺时针方向匀速回转，试确定:1)四杆机构ABCD的类型;2)该四杆机构的最小传动角；3)滑块F的行程速比系数K。解 （1)由lAD+lBC<lAB+lCD且最短杆AD为机架可知，图中四杆ABCD为双曲柄机构；(2)作出四杆机构ABCD传动角最小时的位置。见图并量得min=12

6、86;(3)作出滑块F的上、下两个极位及原动件AB与之对应的两个极位，并量得=47º。求出滑块F的行程速比系数为 8-10试说明对心曲柄滑块机构当以曲柄为主动件时，其传动角在何处最大?何处最小?解 在曲柄与导轨共线的两位置之一传动角最大，max=90 º； 在曲柄与机架共线的两位置之一传动角最小，min=arcos(LAB/lBC)。8-11正弦机构(图8一15b)和导杆机构(图822a)中，当以曲柄为主动件时，最小传动角min为多少?传动角按什么规律变化?解 min=90º； 传动角恒定不变。8-12图示为偏置导杆机构，试作出其在图示位置时的传动角以及机构的最小

7、传动角及其出现的位置，并确定机构为回转导杆机构的条件。解 传动角以及机构最小传动角及其出现的位置如下图所示。机构为回转导杆机构的条件: ABAC 8-13如图857所示，当按给定的行程速度变化系数K设计曲柄摇杆机构时，试证明若将固定铰链A的中心取在FG弧段上将不满足运动连续性要求。 答 因这时机构的两极位DC1, DC2将分别在两个不连通的可行域内。8-14图示为一实验用小电炉的炉门装置，关闭时为位置E1，开启时为位置E2。试设计一个四杆机构来操作炉门的启闭(各有关尺寸见图)。(开启时，炉门应向外开启，炉门与炉体不得发生干涉。而关闭时，炉门应有一个自动压向炉体的趋势(图中S为炉门质心位置)。B

8、、C为两活动铰链所在位置。 解 (1)作出B2C2的位置；用作图法求出A及D的位置，并作出机构在E2位置的运动简图，见下图，并从图中量得 lAB=l.AB=95 mm lAD=l.AD =335mm lCD=l.CD=290mm (2)用怍图法在炉门上求得B及C点位置，并作出机构在位置的运动图(保留作图线)。作图时将位置E1转至位置E2，见图并量得 lAB=l.AB=92.5 mm lBC=lBC=l 27.5 rnm lCD=l.CD=262.5 mn 8-15 图示为公共汽车车门启闭机构。已知车门上铰链C沿水平直线移动，铰链B绕固定铰链A转动，车门关闭位置与开启位置夹角为a=115

9、86;，AB1/C1C2，lBC=400 mm，1C1C2=550 mm , 试求构件AB的长度，验算最小传动角，并绘出在运动中车门所占据的空间(作为公共汽车的车门，要求其在启闭中所占据的空间越小越好。 8-16 图示为一已知的曲柄摇杆机构，现要求用一连杆将摇杆CD和 滑块F联接起来，使摇杆的三个已知位置、和滑块的三个位置、相对应(图示尺寸系按比例绘出)。试确定此连杆的长度及其与摇杆CD铰接点的位置。 解 由题意知，本题实际是为按两连架汗(摇杆与滑块)的预定对应位置设计四扦机构的同题。具体作图过程如下图所示。连杆的长度为lEF=lE2F2= l 30 mm。 8-17 图示为某仪表中采用的摇杆

10、滑块机构，若已知滑块和摇杆的对应位置为S1=36mm，S12=8mm，S23=9 mm ; 12=25 º，23=35 º，摇杆的第位置在铅垂方向上。滑块上铰链点取在B点，偏距e=28 mm, 试确定曲柄和连杆长度。解 本题属于按两连架轩预定的对应位置设计四杆机构问题。此问题可用反转法求解。曲柄长度22.2mm，连杆长度52.2 mm见图中标注。8-18试设计图示的六杆机构。该机构当原动件l自y轴顺时针转过12=60 º时，构件3顺时针转过=45 º恰与x轴重合。此时，滑块6自E1点移动到E2点，位移s12=20 mm。试确定铰链B及C的位置。 解 由题