题 21图
22. 在图示铰链四杆机构中,已知:lBC=50mm,lCD=35mm,lAD=30mm,AD为机架。试问:
(1)若此机构为曲柄摇杆机构,且AB为曲柄,求lAB的最大值; (2)若此机构为双曲柄机构,求lAB的最小值; (3)若此机构为双摇杆机构,求lAB的取值范围。
题 22 图
解:
(1)因AD为机架,AB为曲柄,故AB为最短杆,有lAB+lBC≤lCD+lAD 则:lAB≤lCD+lAD-lBC=(35+30-50)mm=15mm;所以lAB的最大值为15mm。 (2)因AD为机架,AB及CD均为曲柄,故AD为最短杆,有下列两种情况: 若BC为最长杆,则:lAB<lBC=50mm,且lAD+lBC≤lCD+lAB ,故
lAB≥lAD+lBC-lCD=(30+50-35)mm=45mm,所以:45mm≤lAB<50mm。 若AB为最长杆,则:lAB>lBC=50mm,且lAD+lAB≤lBC+lCD ,故
lAB≤lBC+lCD-lAD=(50+35-30)mm=55mm,所以:50mm<lAB≤55mm。 综上所述:lAB的最小值为45mm。
(3)如果机构尺寸不满足杆长条件,则机构必为双摇杆机构。 若AB为最短杆,则:lBC +lAB>lCD +lAD ,故
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lAB>lCD +lAD-lBC =(35+30-50)mm=15mm, 若AB为最长杆,则:lAD +lAB>lBC +lCD ,故 lAB>lCD+lBC-lAD=(50+35-30)mm=55mm,
若AB既不为最长杆也不为最短杆,则:lAD+lBC>lCD+lAB,故 lAB<lAD+lBC-lCD=(30+50-35)mm=45mm, 综上所述:若要保证机构成立,则应有:
lAB<lCD+lBC+lAD=(30+50+35)mm=115mm,故当该机构为双摇杆机构时,lAB的取值范围为: 15mm<lAB<45mm,和55mm<lAB<115mm,
23. 试设计如图所示的六杆机构。当原动件OAA自OA y轴沿顺时针转过φ12 = 60°到达L2时,构件OBB1顺时针转过ψ12 = 45°,恰与OA x轴重合。此时,滑块6在OA x轴上自C1移动到C2,其位移S12 = 20 mm,滑块C1距OB的距离为OBC1 = 60 mm,试用几何法确定A1和B1点的位置。
题 23图
24. 已知曲柄摇杆机构ABCD各杆杆长分别为AB=50mm,BC=220mm,CD=100mm,最小允许传动角[γmin]=60°,试确定机架长度AD的尺寸范围。
解:240.79mm≤LAD≤270mm
25. 在铰链四杆机构ABCD中,已知LAB=30mm,LBC=75mm,LCD=50mm,且AB为原动件,AD为机架。试求该机构为曲柄摇杆机构时LAD的长度范围。
解:55mm≤LAD≤75mm
26. 在如题26图所示曲柄摇杆机构中,已知AD=600mm,CD=500mm,摇杆摆角 φ =60°,摇杆左极限与AD夹角φ1=60°,试确定曲柄和连杆长度。
题 26 图
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解: LAB=198.5mm,LBC=755.5mm,
27. 设计一脚踏轧棉机曲柄摇杆机构,要求踏板CD极限位置在水平线上下各15°,并且CD=500mm,AD=1000mm(AD垂直地面),求AB和BC长度。
题 27图
解:设AB=a, BC=b
AC1?AD2?CD2?2?AD?CD?COS75?
2AC2?AD2?CD2?2?AD?CD?COS105?
2a?AC2?AC11228.34?995.58??116.38mm22 AC2?AC11228.34?995.58??1111.96mm22
b?28. 一偏置曲柄滑块机构,偏距e=10mm,曲柄长度AB=20mm,连杆长度BC=70mm。试用图解法:① 求出滑块的行程H;② 画出曲柄为原动件时的最大压力角αmax ; ③ 画出滑块为原动件时机构的死点位置。
29. 设计一偏置曲柄滑块机构。要求滑块行程为40mm,行程速比系数K=1.5 ,滑块在行程端点的最大压力角为45°。求曲柄、连杆的长度和偏距。
30. 四杆机构。已知LAB=62 mm ,LBC=40 mm ,LCD=40 mm ,LAD=19 mm 。试问: (1)该机构为何种机构,有无曲柄存在?如有,指出哪个构件为曲柄。 (2)当以LAB为主动件时,标出从动件的压力角。
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题 72 图
31. 在一偏置曲柄滑块机构中,滑块导路方向线在曲柄转动中心之上。已知曲柄a=70mm,连杆b=200mm,偏距e=30mm,曲柄转速n1=500r/min。
(1)求滑块行程长度;
(2)分别求滑块正、反行程的平均速度; (3)画出当滑块为主动时的机构死点位置。
32. 一曲柄摇杆机构,已知机架AD=100mm,摇杆CD=75mm,摇杆的一个极限位置与机架的夹角为45°,行程速比系数K=1.5,试确定曲柄长AB和连杆长BC。
解:
33. 设计一曲柄滑块机构。已知滑块的行程s=50mm,偏距e=16mm,行程速度变化系数K=1.4,求曲柄和连杆的长度。
34. 在图所示的铰链四杆机构中,各杆的长度为l1?28mm,l2?52mm,l3?50mm,l4?72mm,当取杆4为机架时,求机构的极位夹角θ,杆3的最大摆角?max,机构的最小
传动角?min(结果可以作图量取)。
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题 34 图
35. 如图所示曲柄滑块机构,曲柄AB等速整周回转。
1. 设曲柄为主动件,滑块朝右为工作行程,确定曲柄的合理转向,简要说明理由; 2. 设曲柄为主动件,画出极位夹角?,最小传动角?min出现的位置; 3. 此机构在什么情况下,出现死点位置,指出死点位置。
B3?B1Bj2AeD?minB2?CC1j1B4 题35图
C3C4C2?max¤÷1×11
解:1. 曲柄为主动件,曲柄AB由AB1运动到AB2位置,滑块由左极限位置C1运动到右极限位置C2,滑块C1?C2朝右为工作行程,对应曲柄的转角为j1?180??,所需时间t1?j1/??(180??)/?;曲柄AB由AB2运动到AB1位置,滑块由右极限位置C2运动到左
极限位置C1,滑块C2?C1朝左为空行程,对应曲柄的转角为j2?180??,所需时间
t2?j2/??(180??)/?。为了保证滑块在空行程具有急回特性,即t1?t2。则曲柄的合
理转向必为逆时针方向。如图所示。
2. 以曲柄为主动件,极位夹角?,最小传动角?min的位置如图所示;
3. 此机构在以滑块为主动件的情况下,出现死点位置,其死点位置为AB1C1和AB2C2两个位置。
36. 设计一曲柄摇杆机构。已知LAD=75mm,LCD=60mm,当曲柄转角φ=150°时摇杆处于右极限位置,要求机构行程速比系数K=1.18182。
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