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1、重点与难点分析,本章重点：平面四杆机构的基本特性及其设计；本章难点：用作图法设计四杆机构。,1.极位夹角：机构中从动摇杆处于两极限位置时，原动曲柄的相应两位置之间所夹的锐角。,，表示机构具有急回特性，且极位夹角愈大，机构的急回运动就愈显著，所以，要判断一个机构是否有急回特性，就要找出极位夹角。,1）按给定的行程速比系数K设计四杆机构：,已知：行程速比系数K，摇杆CD的长度lCD，摇杆的 摆角，设计此四杆机构。,设计的实质是：确定曲柄的固定铰链中心A 的位置，进而定出其余三杆长度。,设计方法是：先根据行程速比系数K 由公式 求出极位夹角，根据几何条件作出摇杆的两个极限位置C1D和C2D；由C1、
2、C2点各作与C1C2 连线夹角为 的直线相交于O点；以O点为圆心，OC1为半径画圆，A 点即在此圆上，可由其它附加条件确定。,2）按预定的连杆位置设计四杆机构：,设计方法是：此类问题可用求圆心法来解决，即作铰链B各位置点连线B1B2、B2B3的中垂线，两中垂线的交点即为固定铰链中心A。同理，作铰链C各位置点连线C1C2、C2C3的中垂线，两中垂线的交点即为固定铰链中心D。,已知：连杆BC的三个预定位置B1C1、B2C2和B3C3,设计的实质是：求固定铰链中心的位置,若仅给定连杆BC的两个预定位置，则设计的四杆机构有无穷多解。,典型例题分析,例2-1 在图2-1a 所示的铰链四杆机构中，已知各杆
3、长度为lAB=20mm，lBC=60mm，lCD=85mm，lAD=50mm，,1、试判断该机构是否有曲柄；2、判断此机构是否存在急回特性？若存在，试确定其极位夹角，并估算行程速比系数；3、若以构件AB为主动件，画出机构的最小传动角的位置；4、在什么情况下机构存在死点位置？,图2-1,解：1、因为lAB+lCD=20+85=105mm lBC+lAD=60+50=110mm 且连架杆AB为最短杆,故，AB杆就是曲柄，该机构是曲柄摇杆机构,2、取比例尺=1mm/mm，作摇杆CD处在两个极限位置时的机构位置图 AB1C1D 和 AB2C2D，如图 b 所示。图中，C1 AC2 为极位夹角。,由图中
4、量得：=59o,故该机构有急回特性。,故，可求得：K=(180o+)/(180o)=(180o+59o)/(180o-59o)=1.98,3、若以曲柄AB为主动件，则机构在曲柄AB与机架AD共线的两个位置之一存在最小传动角min,由图可得：min=BCD=15o,4、当以摇杆CD为主动件，则从动件AB与连杆BC共线的两个位置AB1C1D和AB2C2D，即为机构的死点位置。,自 测 试 题,一、判断题（正确：T，错误：F）,1.平面连杆机构是低副机构，其接触处压强较小，因此适用于受力较大的场合。,2.铰链四杆机构通过机架的转换，就一定可以得到曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。,3.铰链四杆机
5、构如有曲柄存在，则曲柄必为最短构件。,4.在曲柄滑块机构中，当曲柄为主动件时，机构没有死点。,答 案,5.在摆动导杆机构中，当曲柄为主动件时，曲柄在任何位置时其传动角均相同。,6.极位夹角 0 的四杆机构，一定有急回特性。,7.在曲柄滑块机构中，只有当曲柄与滑块导路垂直时，传动角才可能出现最小值。,8.传动角就是连杆与从动件的夹角。,9.连杆机构任一位置的传动角与压力角之和恒等于90o。,10.从传力效果来看，传动角越大越好，压力角越小越好。,答 案,二、填空题,1.平面连杆机构是构件用_连接而成的机构，当平面四杆机构的运动副都是_，则称为铰链四杆机构。,2.铰链四杆机构的三种基本形式是_、_
6、和_。它们是按照_来确定的。,3.铰链四杆机构中，固定不动的杆称为_ _，不与机架直接连接的杆称为_，用转动副与机架连接的杆称为_。,4.机构处于死点位置时，其传动角等于_，压力角等于_。,5.平行四边形机构的极位夹角=_,它的行程速比系数K_。,6.铰链四杆机构演化成其它形式的四杆机构常有三种方法，它们是_、_和_。,7.一对心曲柄滑块机构，若以滑块为机架，则将演化成_机构。,8.曲柄为主动件的曲柄摇杆机构中，当从动摇杆处于两极限位置时，_在该位置所夹的锐角，称为极位夹角。,9.铰链四杆机构中，_角越大，对机构的传动越有利。,10.死点是指不计摩擦时机构所处的特殊位置，可借助_或采用_的方法
7、使机构能顺利通过死点位置而正常运转。,三、选择题,1.下面 不是平面连杆机构的优点。,A.运动副是面接触，故压强小、耐磨损；B.运动副制造简单，容易获得较高的制造精度；C.容易实现多种运动形式的转换；D.容易精确地实现预定的运动规律。,答 案,2.四杆长度不等的双曲柄机构，若主动曲柄作连续匀速转动则从动曲柄将_。,A.匀速转动 B.间歇转动 C.周期变速转动 D.往复摆动,3.平行双曲柄机构，当主动曲柄作匀速转动，则从动曲柄将_。,A.匀速转动 B.间歇转动 C.周期变速转动 D.往复摆动,答 案,A.改变导杆长度 B.改变曲柄长度C.改变机架长度 D.改变曲柄转速,4.改变摆动导杆机构导杆摆
8、角的有效方法是_。,5.杆长不等的铰链四杆机构，若以最短杆为机架，则是_机构。,A.曲柄摇杆机构 B.双曲柄机构C.双摇杆机构 D.双曲柄机构或双摇杆机构,答 案,6.当曲柄摇杆机构的原动曲柄位于_时，机构的传动角最小。,A.曲柄与连杆共线的两个位置之一B.曲柄与机架相垂直的位置C.曲柄与机架共线的两个位置之一D.摇杆与机架相垂直时对应的曲柄位置,7.铰链四杆机构的压力角是指，在不计摩擦情况下，连杆作用于_上的力与该力作用点的速度间所夹的锐角。,A.主动件 B.从动件 C.机架 D.连架杆,答 案,A.2 个 B.3 个 C.4 个 D.5 个,A.90 B.45 C.60 D.30,10.下列机构中：1)对心曲柄滑块机构、2)偏置曲柄滑块机构、3)平行双曲柄机构、4)摆动导杆机构、5)曲柄摇杆机构，当原动件均为曲柄时，上述_机构有急回运动特性。,9.摆动导杆机构的行程速比系数K=2，则该机构的摆角为_。,8.有一对心曲柄滑块机构，曲柄长为100mm，则滑块的行程是_。,A.50mm B.100mm C.200mm D.400mm,答 案,一、判断题 T、F、F、T、T、6T、7F、8F、9T、10T,答 案,三、选择题 1D、C、A、B、D、6C、7B、8C、9C、10B,
