机械技术基础习题

图2-7d 图2-7 e 图2-7f

图2-7g 图2-7h

单元三 平面连杆机构 这些机构？

【例3-1】某铰链四杆机构如图3-1所示。问：（1）a取不同值可得到哪些机构？（2）a分别取何值可得到

图3-1

解：（1）因为30、40、55三个长度尺寸中，最短为30的作机架，若满足存在曲柄的杆长条件且a不是最短杆，则为双曲柄机构，所以a取不同值分别可得到曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构

（2）①若为曲柄摇杆机构 a最短 a+55≤30+40 a≤15 ②若为双曲柄机构 a非最长 30+55≤a+40 a≥45 a最长 30+a≤40+55 a≤55

综上，若为双曲柄机构：45≤a≤55

③若为双摇杆机构，a取值不满足存在曲柄的杆长条件 a取值：a最短 a+55﹥30+40 a﹥15

a非最长 30+55﹥a+40 a﹤45 a最长 30+a﹥40+55 a﹥65 a最长极限条件 a﹤30+40+55=125

综上，若为双摇杆机构a取值 15﹤a﹤45和65 ﹤a﹤125

表3-1常见平面四杆机构的基本特征简表 序号 机构名称 机构简图 主动构件输出构件 急回特性（极位夹角θ） 运动特性 压力角(αmax)或传动角(γmin) 止点（死点）位置 备注（应用举例） ··5··

机械技术基础习题 1主动 3输出 3主动 1输出 一般有（1、2共线时判） αmax(或γmin)（1、4共线时判） 无 棘轮驱动机构 1 曲柄摇杆机构 无 有死点（1、2共线时—— α=90°、γ=0°） 缝纫机踏板机构 2 双曲柄机构 曲柄：一主动一输出 无 1主——2、3共线为死点； 3主——1、2共线为死点 （死点时α=90°、γ=0°） 惯性筛机构（一般）、机车车轮联动机构（正平行）、车门启闭机构（反平行） 双摇杆机构 4 对心曲柄滑块机构 偏置曲柄滑块机构 1、3：一主动一输出 1主动 3输出 3主动 1输出 1主动 3输出 3主动 1输出 1主——2、3共线为死点； 3主——1、2共线为死点 （死点时α=90°、γ=0°） B距3导路最远两位置 无 车辆前轮转向机构、钻床夹具机构 3 无 无 无 有（1、2两次共线位置） 无 内燃机曲柄连杆机构 内燃机曲柄连杆机构 1、2共线为死点 （死点时α=90°、γ=0°） B距3导路最远位置 1、2共线为死点 （α=90°） 无 5 6 摆动导杆机构 1主动 3输出 有（极位夹角θ=导杆摆角ψ） 恒γ=90° （α=0°） 无 牛头刨床驱动机构 ★你来分析：指出下图3-2a、b、c、d所示四杆机构图示位置的压力角和传动角,并判定有无死点位置。

a b c d

图3-2

习题

（一）填空题

1．平面连杆机构是 低 副机构，铰链四杆机构的运动副全部是 低 副。

2．在铰链四杆机构中，不与机架相连的杆称为 连杆 。与机架相连的杆称为 连架杆 。 3．在铰链四杆机构中，能作整周圆周运动的连架杆称为 曲柄 ，只能绕机架作往复摆动的连架杆称为 摇杆 。

4．按连架杆的运动形式不同，铰链四杆机构可分为 曲柄摇杆 、 双曲柄 和 双摇杆 三种基本形式。 5．当曲柄摇杆机构的 曲柄 为主动件时，机构才会有死点位置。

6．平面连杆机构的行程速度变化系数Ｋ 大于等于1 时或曲柄的极位夹角θ 大于0 时，机构有急回特性。 7．生产中常常利用急回特性来缩短 空行程时间 ，从而提高工作效率。

8．机构的压力角越 小 ，对传动越有利。机构处于死点位置时，压力角等于 90度 ，传动角等于 0度。 9．若曲柄为主动件，则 偏置式 式曲柄滑块机构无急回特性， 正置式 式曲柄滑块机构有急回特性。 （二）选择题

1．铰链四杆机构中存在曲柄时，曲柄 A 构件。

A．不一定是最短 B．一定是最短 C．不一定是最长 D．一定是最长 2．曲柄滑块机构由 A 机构演化而成。

··6··

机械技术基础习题

A．曲柄摇杆 B．双曲柄 C．导杆机构 D．摇块机构 3．在曲柄摇杆机构中，只有当 D 为主动件时，才会出现死点位置。 A．摇杆 B．连杆 C．机架 D．曲柄 4．四杆机构处于死点时，其传动角γ为 C 。 A．0° B．45° C．90° D．45°～90°

5．曲柄摇杆机构中，若曲柄为原动件时，其最小传动角的位置在 B 位置之一。 A．曲柄与连杆的两个共线 B. 摇杆的两个极限 C．曲柄与机架的两个共线 6．下列平面连杆机构中，可能具有急回特性的是 A 。

A．对心曲柄滑块机构 B．双摇杆机构 C．平行双曲柄机构 D．曲柄摇杆机构 7．一四杆机构四杆的长度以此为30、60、45、55。 ①若长度为30的杆为机架，该机构为 机构。 ②若长度为60的杆为机架，该机构为 机构。 ③若长度为45的杆为机架，该机构为 机构。 ④若长度为55的杆为机架，该机构为 机构。

A．曲柄摇杆 B．双曲柄 C．双摇杆

8．死点位置对传动( )，对夹紧、定位装置( )。答案：分别为 D A．有利、不利 B．有利、有利 C．不利、不利 D．不利、有利

9．牛头刨床使用摆动导杆机构作为工作机构，具有急回运动特性。已知该机构在工作行程中需时间3秒，空回行程时间为2秒，则该机构极位夹角值应为 A 。 A．36° B．30° C．20° D．26°

10．在曲柄摇杆机构中，只有当（ ）为主动件时，（ ）在运动中才会出现“死点”位置（选项序号：①曲柄、②连杆、③摇杆、④连架杆）。所选序号以此为： B A．①和② B．①和③ C．②和① D．③和①

11．当曲柄的极位夹角为 C 时，曲柄摇杆机构才有急回运动。 A．θ＜0o B．θ = 0o C．θ≠0o

12．当曲柄摇杆机构的摇杆带动曲柄运动时，曲柄在“死点”位置的瞬时运动方向是 C A．按原运动方向 B．反方向 C．不能确定的

13．曲柄滑块机构是由 A 演化而来的。

A．曲柄摇杆机构 B．双曲柄机构 C．双摇杆机构

14．平面四杆机构中，如果最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆长度之和，最短杆是连杆，这个机构叫做 C

A．曲柄摇杆机构 B．双曲柄机构` C．双摇杆机构

15． A 等能把旋转运动转变成往复摆动运动。（选项序号：①曲柄摇杆机构、②曲柄滑块机构、③摆动导杆机构）。

A．①② B．②③ C．①③ D．①②③

16． D 能把旋转运动转换成往复直线运动，也可以把往复直线运动转换成旋转运动。

A．曲柄摇杆机构 B．双曲柄机构` C．双摇杆机构 D．曲柄滑块机构 E．摆动导杆机构 F．转动导杆机构

17．机械工程中，通常利用 A 的惯性储蓄能量，以越过平面连杆机构的死点位置。 A．主动件 B．连杆 C．从动件 D．连架杆 18．压力角α的定义是 C 。

A．从动件所受的力F与其法向分力Fn之间的夹角 B．从动件所受的力F与受力点速度方向之间所夹的钝角 C．从动件所受的力F的方向与受力点速度方向之间所夹的锐角

··7··

机械技术基础习题

（三）判断题

（ ）1．铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆的长度之和大于其他两杆长度之和，不论谁为机架均为双摇杆机构。

（ ）2．曲柄摇杆机构的最小传动角一定出现在曲柄与机架共线的两个位置上。 （ ）3．摆动导杆机构若以曲柄为主动件，导杆一定具有急回特性。 （ ）4．铰链四杆机构中的曲柄一定是最短杆。

（ ）5．在平面四杆机构中，只要两个连架杆都能绕机架上的铰链作整周转动，必然是双曲柄机构。 （ ）6．当机构的极位夹角θ=00时，机构无急回特性。

（ ）7．利用曲柄摇杆机构，可以把等速转动运动，转变成具有急回特性的往复摆动运动，或者没有急回特性的往复摆动运动。

（ ）8．曲柄滑块机构中，滑块在作往复运动时，不会出现急回运动。

（ ）9．曲柄极位夹角θ越大，行程速度变化系数K也越大，机构的急回特性越显著。 （ ）10．在实际生产中，机构的死点位置对工作都是不利的。 （ ）11．四杆机构的死点位置与哪个构件为原动件无关。

（ ）12．从动件的受力方向与作用点的速度方向的夹角称为压力角。

（ ）13．压力角就是主动件所受驱动力的方向线与该点速度的方向线之间的夹角。 （ ）14．压力角是衡量机构传力性能的重要指标。

（ ）15．偏置曲柄滑块机构中，最小传动角一定出现在曲柄与滑块导路垂直的其中一个位置上。 （ ）16．平面连杆机构中，可利用飞轮的惯性使机构通过死点位置。 （ ）17．有曲柄的四杆机构，就存在着出现“死点”位置的基本条件。

（ ）18．在实际生产中，机构的“死点”位置对工作都是不利的，处处都要考虑克服。 （ ）19．在曲柄摇杆机构中，曲柄和连杆共线，就是“死点”位置。

（ ）20．在平面四杆机构中，凡是能把转动运动转换成往复运动的机构，都会有急回运动特性。 （四）问答题

1．铰链四杆机构有曲柄的条件是什么？

2．何谓行程速比系数？何谓急回特性？何谓急位夹角？三者之间有何关系？ 3．什么是连杆机构的压力角、传动角？他们的大小对机构有何影响？ 4．机构的“死点”位置在什么情况下需要克服？在什么情况下应当利用？ （五）综合题

1．图3-6示各四杆机构中，原动件1作匀速顺时针转动，从动件3由左向右运动时，要求： ①各机构的极限位置图，并量出从动件的行程； ②计算各机构行程速度变化系数；

③作出各机构出现最小传动角（或最大压力角）时的位置图，并量出（或计算出）其大小。 2．若图3-6所示各四杆机构中，构件3为原动件、构件1为从动件，试作出各机构的死点位置。

a b c

图3-6 综合2题图

单元四 凸轮机构 【例4-1】已知凸轮机构从动件的运动规律如图4-1a所示。分析该凸轮机构的推程和回程的运动规律，画出

s-δ曲线和a-δ曲线。

··8··