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1、第2章平面连杆机构题2-1试根据图2.14中标注尺寸判断下列铰链四杆机构是曲柄摇杆机构、双曲柄机构，还是双摇杆 机构。13a)b)c)图 2.14题2-2 试运用铰链四杆机构有整转副的结论，推导图2.15所示偏置导杆机构成为转动导杆机构的条件（提示：转动导杆机构可视为双曲柄机构）题2-3图 2.15画出图2.16所示各机构的传动角和压力角。图中标注箭头的构件为原动件。题2-4已知某曲柄摇杆机构的曲柄匀速转动，极位夹角臼为 W "，摇杆工作行程须时7s。试问:（1 ）摇杆空回行程需几秒？（2 ）曲柄每分钟转速是多少？题2-5设计一脚踏轧棉机的曲柄摇杆机构，要求踏板（工）在水平位置上下各
2、摆 W ,且-渝rnn , JiQOOI。（ i）试用图解法求曲柄栃和连杆撕：的长度；（2）用公 式（2-3 ）和（2-3 ）'计算此机构的最小传动角。图2.17题2-5解图题2-6设计一曲柄摇杆机构。已知摇杆长度人一100俪，摆角皆弋，摇杆的行程速度变化系数f = 12o （1 ）用图解法确定其余三杆的尺寸；（2 ）用公式（2 3 ）和（2-3 ）'确定机构最小传动角（若！一弋祐"，则应另选铰链 A的位置，重新设计）。题2-7 设计一曲柄滑块机构。已知滑块的行程知柵，偏距八亦，行程速度变化系数K 1.L 求曲柄和连杆的长度。图 2.19题2-8设计一导杆机构。已知机
3、架长度J二皿初，行程速度变化系数 X=14 ，求曲柄长度图 2.20题2-9设计一曲柄摇杆机构。已知摇杆长度人：幻佃，摆角怦一 W ,摇杆的行程速度变化系数K 1,且要求摇杆的一个极限位置与机架间的夹角巾M 90",试用图解法确定其余三杆的长 度。题2-10 设计一铰链四杆机构作为加热炉门的启闭机构。已知炉门上的两活动铰链中心距为50潮！，炉门打开后成水平位置时，要求炉门温度较低的一面朝上（如虚线所示），设固定铰链安装在）轴线上，其相关尺寸如图所示，求此铰链四杆机构其余三杆的长度。图 2.22题2-11设计一铰链四杆机构。已知其两连架杆的四组对应位置间的夹角E M %附即IV,试用实
4、验法求各杆长度，并绘岀机构简图。题2-12 已知某操纵装置采用铰链四杆机构。要求两连架杆的对应位置如2.24所图所示，肝曙，论丫血；萨期，魏-加叭刃皤狀叭机架长度/却二50砒，试用解析法求其余三杆长度。题2-13 图2.25所示机构为椭圆仪中的双滑块机构，试证明当机构运动时，构件2的直线上任一点（除 2、月及的中点外）所画的轨迹为一椭圆。图 2.25答案题2-1答：a ）汕0瑚厂/0用血，且最短杆为机架，因此是双曲柄机构b）LQ -16.$ <100|?0-1/0,且最短杆的邻边为机架，因此是曲柄摇杆机构。c）M血：J印rt） b!：皿，不满足杆长条件，因此是双摇杆机构。d）刃H6： 1
5、刃fJOth %：用，且最短杆的对边为机架，因此是双摇杆机构。题2-2解：要想成为转动导杆机构，则要求 .瓦与丹均为周转副。（i）当/为周转副时，要求.4F能通过两次与机架共线的位置。见图2-15中位置J/K.T和JJiC 扩。在中，直角边小于斜边，故有:J曲4（极限情况取等号）；在中，直角边小于斜边，故有：匚泌仃.-（极限情况取等号）. 综合这二者，要求1我以心>r即可。见图2-15中位置（2 ）当 &为周转副时，要求 BC能通过两次与机架共线的位置和侧”。在位置*叫叫时，从线段肚丄来看，要能绕过q点要求：L（极限情况取等 号）;在位置"阻片时，因为导杆（工'
6、是无限长的，故没有过多条件限制（3 ）综合（1 ）、（ 2 ）两点可知，图示偏置导杆机构成为转动导杆机构的条件是:题2-3 见图2.16图 2.16题2-4解：（1 ）由公式片& 阿 &，并带入已知数据列方程有:° 7 lffl'+M' 7<= =心K0-剜 5因此空回行程所需时间 I 勿；（2）因为曲柄空回行程用时 乞转过的角度为因此其转速为：_转/分钟题2-5解：（1 ）由题意踏板 匕在水平位置上下摆动 10",就是曲柄摇杆机构中摇杆的极限位置，此曲柄与连杆处于两次共线位置。取适当比例图 尺，作岀两次极限位置（见图 2.17）。由图
7、量得：件皿皿，矶二11昭解得：由已知和上步求解可知:片=71祐，4 =山'初，£5W" , =1000mi（2 ）因最小传动角位于曲柄与机架两次共线位置，因此取代入公式（2-3 ） 计算可得:cos Z JO = W-HUHwI1155 +5003-lOOO1+2x78x10002x1115x500= 057tt或:11151 +W -7S1 -KKB3 +2x78xlO00cosl89r2x1115x500:=oism/BCD=72?r代入公式（2-3），可知/=22O=M.7T题2-6解：因为本题属于设计题，只要步骤正确，答案不唯一。这里给岀基本的作图步骤，不
8、给出具体数值答案。作图步骤如下（见图 2.18）:F-117-1去 IMF=1NF 呦 43ff0,X + l1卫+1；并确定比例尺冋笛磅二打，血"*。（即摇杆的两极限位置）为底作直角三角形（4 ）作卫爪的外接圆，在圆上取点即可。在图上量取，7和机架长度 JAI则曲柄长度片：（乩MJ，摇杆长度=（A. 丿在得到具体各杆数据之后，代入公式（2 3 ）和（2-3 ）'求最小传动角7，能满足 ry 即可图 2.18题2-710图 2.19解：作图步骤如下 （见图2.19）:F-117-1ff=lUF-=l«ffI63ff（1）求0，人* 1 U11；并确定比例尺轉（2）作
9、肮就口，顶角朋：£，邙;(3) 作肛就G的外接圆，则圆周上任一点都可能成为曲柄中心。(4 )作一水平线，于相距計比佃，交圆周于 点。(5 )由图量得叫二诃血，佗血用。解得：曲柄长度:占(血-©冷(n-34AE连杆长度:2-8:见图分线,ZM= = 100mI 2.20 ，作图步骤如下：14-1 产=30'LU1取叫，选定D ,作加和加定另一机架位置：丿戡口A角平佗心，辰杆即是曲柄，由图量得曲柄长度：1兀血2-9解：见图2.21，作图步骤如下:rl 11求0，Kil111，由此可知该机构没有急回特性。选定比例尺片，作兀；瓜；册，(卩二口)二10。(即摇杆的两极限位置)
10、做心皿冗，加与;交于点。在图上量取"5二出血，二和机架长度 Wyp血曲柄长度:=-(JC,-3=1231-IM )= 27 2 2 = -(JC1+JCi) = 1(2JI+1M)=211iiw连杆长度:题 2-102 2解：见图2.22 。这是已知两个活动铰链两对位置设计四杆机构，可以用圆心法。连垂线接尽,吗，作图2.22 " A的中垂线与交于d点。然后连接匸丄，匚，作的中与呼交于打点。图中画出了一个位置川y 从图中量取各杆的长度，得到: = = 96= Hm题2-ii解：（i）以.d为中心，设连架杆长度为1MJ価，根据帝丘汕船'作出,隅，型。（2 ）取连杆长度話
11、価，以川丄，弘，毘为圆心，作弧。（3 ）另作以点为中心，巴H V 的另一连架杆的几个位置，并作出不同半径的许多同心圆弧。（4 ）进行试凑，最后得到结果如下: 机构运动简图如图 2.23。4=iahm，,話亦，卜血财，4対创题2-12 解：将已知条件代入公式（2-10 ）可得到方程组：cos45 A mW 钳 呦1悄乜tasW>=cost?lO/+JJas 呼誌 cosiipizj;诚 lriir -1却胡联立求解得到:A=Mi，占匸弋呦，Pj=rn将该解代入公式（2-8 ）求解得到:4=1, Z叭卜阿卜刚J -J -SHn又因为实际 -：_-,因此每个杆件应放大的比例尺为：-?L=27J5J，故每个杆件的实际长度是：4=1也1»切血师，卜如X”血令片师，I=L411 也05=4DJJ6mr，£ = I血=50 。题2-13证明：见图2.25 。在邛上任取一点匕，下面求证 匕点的运动轨迹为一椭圆。见图可知C点将M分为两部分，其中AC = a， BC = byishd = cosfl=-又由图可知方，总，二式平方相加得可见C1点的运动轨迹为一椭圆ii