思考题 11-1铰链四杆机构有哪几种类型，如何判别？它们各有什么运动特点？ 11-2下列概念是否正确，若不正确，请订正。 (1)极位夹角就是从动件在两个极限位置的夹角： (2)压力角就是作用于构件上的力和速度的夹角： (3) 传动角就是连杆与从动件的夹角。 11-3加大四杆机构原动件的驱动力，能否使该机构越过死点位置？应采用什么方法越 过死点位置？ 习题 11-1根据图中注明的尺寸，判别各四杆机构的类型。 【 no 90 50 50 120 110 100 10 100 e) 70 % 70 70 45 40 120 60 70 77777777 97777 977n17n 50 120 a) 6) c) d) f) 题11-1图 11-2图示各四杆机构中，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，并量出其大小。 11-3若题11-2图所示各四杆机构中，构件3为原动件、构件1为从动件，试作出该 机构的死点位置
思 考 题 11-1 铰链四杆机构有哪几种类型，如何判别？它们各有什么运动特点？ 11-2 下列概念是否正确，若不正确，请订正。 （1） 极位夹角就是从动件在两个极限位置的夹角； （2） 压力角就是作用于构件上的力和速度的夹角； （3） 传动角就是连杆与从动件的夹角。 11-3 加大四杆机构原动件的驱动力，能否使该机构越过死点位置？应采用什么方法越 过死点位置？ 习 题 11-1 根据图中注明的尺寸，判别各四杆机构的类型。 题 11-1 图 11-2 图示各四杆机构中，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，并量出其大小。 11-3 若题 11-2 图所示各四杆机构中，构件 3 为原动件、构件 1 为从动件，试作出该 机构的死点位置
lB=15 lcD=30 lac=50 7AD=40 LAB=15 LB=12 B 18c=35 LAC =25 e=10 B 3 C 77777 a) 6 题11-2图 11-4图示铰链四杆机构ABCD中，AB长为a,欲使该机构成为曲柄摇杆机构、双摇杆 机构，a的取值范围分别为多少？ 45 40 50 77 D 题11-4图 题11-5图 11-5如图所示的偏置曲柄滑块机构，己知行程速度变 化系数K=1.5mm,滑块行程作50mm,偏距二20mm,试用图 D 解法求： (1) 曲柄长度和连杆长度： 60 (2) 曲柄为主动件时机构的最大压力角和最大 传动角： (3) 滑块为主动件时机构的死点位置。 11-6已知铰链四杆机构（如图所示）各构件的长度，试问： (1)这是铰链四杆机构基本型式中的何种机构？ 题 11-6图 (2)若以AB为主动件，此机构有无急回特性？为什么？ (3)当以AB为主动件时，此机构的最小传动角出现在机构何位置（在图上标出）？ 11-7参照图设计一加热炉门启闭机构。己知炉门上两活动铰链中心距为500mm,炉门 打开时，门面朝上，固定铰链设在垂直线少上，其余尺寸如图示
题 11-2 图 11-4 图示铰链四杆机构 ABCD 中，AB 长为 a，欲使该机构成为曲柄摇杆机构、双摇杆 机构，a 的取值范围分别为多少？ 题 11-4 图 题 11-5 图 11-5 如图所示的偏置曲柄滑块机构，已知行程速度变 化系数 K=1.5mm，滑块行程 H=50mm，偏距 e=20mm，试用图 解法求： （1） 曲柄长度和连杆长度； （2） 曲柄为主动件时机构的最大压力角和最大 传动角； （3） 滑块为主动件时机构的死点位置。 11-6 已知铰链四杆机构（如图所示）各构件的长度，试问： （1） 这是铰链四杆机构基本型式中的何种机构？ 题 11-6 图 （2） 若以 AB 为主动件，此机构有无急回特性？为什么？ （3） 当以 AB 为主动件时，此机构的最小传动角出现在机构何位置（在图上标出）？ 11-7 参照图设计一加热炉门启闭机构。已知炉门上两活动铰链中心距为 500 mm，炉门 打开时，门面朝上，固定铰链设在垂直线 yy 上，其余尺寸如图示
11-8参照图设计一牛头刨床创刀驱动机构。己知1=300mm,行程任450mm,行程速 度变化系数仁2。 H 77 180320 题11-7图 题11-8图 11-9在图示铰链四杆机构中，己知1c=100mm,170mm,1广60mm,AD为机架。试 问： (1)若此机构为曲柄摇杆机构，且AB为曲柄，求1s的最大值： (2)若此机构为双曲柄机构，求1最小值： (3)若此机构为双摇杆机构，求1s的取值范围。 D 题10-9 11-10如图所示的曲柄滑块机构： (1)曲柄为主动件，滑块朝右运动为工作行程，试确定曲柄的合理转向，并简述其理由： (2)当曲柄为主动件时，画出极位夹角0，最小传动角Y: (3)设滑块为主动件，试用作图法确定该机构的死点位置
11-8 参照图设计一牛头刨床刨刀驱动机构。已知 lAC=300 mm，行程 H=450 mm，行程速 度变化系数 K=2。 题 11-7 图 题 11-8 图 11-9 在图示铰链四杆机构中，已知 lBC=100mm，lCD=70mm，lAD=60mm，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最小值； （3）若此机构为双摇杆机构，求 lAB的取值范围。 题 10－9 11-10 如图所示的曲柄滑块机构： （1）曲柄为主动件，滑块朝右运动为工作行程，试确定曲柄的合理转向，并简述其理由； （2）当曲柄为主动件时，画出极位夹角 θ，最小传动角γmin； （3）设滑块为主动件，试用作图法确定该机构的死点位置
mm 题11-10图 11一11设计一曲柄摇杆机构，已知机构的摇杆DC长度为150mm,摇杆的两极限位置的 夹角为45°，行程速比系数仁1.5，机架长度取90mm。(用图解法求解，41=4mm/mm) 11-12设计一摆动导杆机构，己知摆动导杆机构的机架长度d=450mm,行程速比系数 作1.40。（比例尺4，=13mm/mm
题 11-10 图 11－11 设计一曲柄摇杆机构，已知机构的摇杆 DC 长度为 150mm，摇杆的两极限位置的 夹角为 45°，行程速比系数 K=1.5，机架长度取 90mm。（用图解法求解， l = 4 mm/mm） 11-12 设计一摆动导杆机构，已知摆动导杆机构的机架长度 d = 450 mm，行程速比系数 K=1.40。(比例尺 l =13mm/ mm )
第11章答案 思考题： 11-1铰链四杆机构有3种类型，一般根据连架杆的类型来判断。当两连架杆均能转整 周时，为双曲柄机构。只有一连架杆能转整周时，为曲柄摇杆机构。两连架杆均不能转整周 时，则为双摇杆机构。 11-2不准确。极位夹角指的是曲柄在摇杆处于两极位时的对应位置所夹的锐角 (4)不准确。从动件上受力点的速度方向与所受作用力方向之间所夹的锐角，称为 机构的压力角， (5)不准确。传动角应为压力角的余角，对铰连四杆机构面言，传动角是连杆与从 动件所夹锐角。 11-3加大四杆机构原动件的驱动力，不能使该机构越过死点位置？对运转中的四杆机 构，可利用从动件的惯性或于其他构件上的惯性越过死点位置。 11-4a)40+11070+60 由计算可知，最短杆与最长杆之和大于另外两杆之和，故该机构为双摇杆机构。 d)50+100<90+70 由计算可知，最短杆与最长杆之和小于另外两杆之和，但因最短杆为连杆，故该机构为 双摇杆机构。 e)因机架最短，故为转动导杆机构。 f)因机架不是最短，故为摆动导杆机构。 11-5略 11-61)如果此机构为曲柄摇杆机构，且4B为最短杆，则有 1B+50≤45+40 即1AB≤35mm
第 11 章答案 思考题： 11-1 铰链四杆机构有 3 种类型，一般根据连架杆的类型来判断。当两连架杆均能转整 周时，为双曲柄机构。只有一连架杆能转整周时，为曲柄摇杆机构。两连架杆均不能转整周 时，则为双摇杆机构。 11-2 不准确。极位夹角指的是曲柄在摇杆处于两极位时的对应位置所夹的锐角 （4） 不准确。从动件上受力点的速度方向与所受作用力方向之间所夹的锐角，称为 机构的压力角， （5） 不准确。传动角应为压力角的余角，对铰连四杆机构面言，传动角是连杆与从 动件所夹锐角。 11-3 加大四杆机构原动件的驱动力，不能使该机构越过死点位置？对运转中的四杆机 构，可利用从动件的惯性或于其他构件上的惯性越过死点位置。 11-4 a）40＋110＜70＋90 由计算可知，最短杆与最长杆之和小于另外两杆之和，且最短杆为机架，故该机构为双 曲柄机构。 b）45＋120＜100＋70 由计算可知，最短杆与最长杆之和小于另外两杆之和，且最短杆为连架杆，故该机构为 曲柄摇杆机构。 c）50＋100＞70＋60 由计算可知，最短杆与最长杆之和大于另外两杆之和，故该机构为双摇杆机构。 d）50＋100＜90＋70 由计算可知，最短杆与最长杆之和小于另外两杆之和，但因最短杆为连杆，故该机构为 双摇杆机构。 e）因机架最短，故为转动导杆机构。 f）因机架不是最短，故为摆动导杆机构。 11-5 略 11-6 1）如果此机构为曲柄摇杆机构，且 AB 为最短杆，则有 lAB＋50≤45＋40 即 lAB≤35mm
2)如果此机构为双摇杆机构，有两种情况 (1)满足杆长之和条件，但最短杆的相对杆为机架，此题这种情况不存在。 (2)不满足杆长之和条件，则有 a)ln最长，l最短时， 1B+50>45+40 即40≥1>35mm b)ln最长，lcm最短时， 40+50>45+1a 即40≤145+50 即1B>55mm 另外，应考虑应有最大值限制，BC与CD延长共线时，需构成三角形的边长关系，即I 1a1a>55mm时，机构为双摇杆机构。 11-7略 11-8略 11-9 1. 1Bmx =30mm 2.因为AD为机架，AB及CD均为曲柄，故AD杆必为最短杆，有下列两种情况： 若BC为最长杆， 90mm≤14s≤100mm 若AB为最长杆， 100mm≤14B≤110mm 故 18mn=90mm 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'4>lcn+14D-lc=(70+60-100)=30mm 若4B为最长杆，则AB>lac+lcn-4D=(100+70-60)mm=110mm 若4B既不是最短杆，也不是最长杆，则，故
2）如果此机构为双摇杆机构，有两种情况 （1）满足杆长之和条件，但最短杆的相对杆为机架，此题这种情况不存在。 （2）不满足杆长之和条件，则有 a) lAD 最长，lAB 最短时， lAB＋50＞45＋40 即 40≥lAB＞35mm b) lAD 最长，lCD 最短时， 40＋50＞45＋lAB 即 40≤lAB＜45mm c）lAB 最长，lCD 最短时， lAB＋40＞45＋50 即 lAB＞55 mm 另外，应考虑应有最大值限制，BC 与 CD 延长共线时，需构成三角形的边长关系，即 lAB ＜lAD＋ lCD＋lBC＝135 mm 所以，当 35＞lAB＜45mm 或 135＞lAB＞55 mm 时，机构为双摇杆机构。 11-7 略 11-8 略 11-9 1． lABmax = 30mm 2．因为 AD 为机架，AB 及 CD 均为曲柄，故 AD 杆必为最短杆，有下列两种情况： 若 BC 为最长杆， 90mm lAB 100mm 若 AB 为最长杆， 100mm l AB 110mm 故 l ABmin = 90mm 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 l 为最短杆,则 lAB lCD + lAD − lBC = (70 + 60 −100) = 30mm 若 AB l 为最长杆,则 lAB lBC + lCD − lAD = (100 + 70 − 60)mm =110mm 若 AB l 既不是最短杆，也不是最长杆，则，故
14B<14D+1ac-1cD=(60+100-70)mm=90mm 若要保证机构成立，则应有 14B<1AD+1c+l1cp=(60+100+70)mm=230mm 故当该机构为双摇杆机构时， IAB的取值范围为： 30<14B<90mm 和110mm<1B<230mm 11-10 1.曲柄（主动）的合理转向：图示偏置曲柄滑块机构有急回运动特性，曲柄的合理转 向应为顺时针方向。因当曲柄由AB转到AB(转角为180°+0)时，滑块由G向右移到G (工作行程)，使回程（滑块由G向左移到G)的时间比工作时间快一个极位夹角0的转 动时间，可节约循环时间。见题解2-2图(a) 2.曲柄为主动件时，极位夹角0如题解2-2(a)所示，最小传动角g发生在曲柄 AB与滑块导路垂直且曲柄和铰链A位于导路同侧的位置，如题解2-2(b)所示AB'处。 3.若滑块为主动件，当滑块处于两极限位置（题解2-2图(a)中ABC、ABC2)时， 传动角Y=0°为死点位置。 82 B (a) (b) 11-11 Ce C2 45° 题2-4图 0=180°×K-1-=180°×15-=36° K+1 1.5+1
lAB lAD + lBC − lCD = (60 +100 − 70)mm = 90mm 若要保证机构成立，则应有 l AB l AD +l BC +l CD = (60+100+ 70)mm= 230mm 故当该机构为双摇杆机构时， AB l 的取值范围为： 30 l AB 90mm 和 110mm l AB 230mm 11-10 1．曲柄（主动）的合理转向：图示偏置曲柄滑块机 构有急回运动特性，曲柄的合理转 向应为顺时针方向。因当曲柄由 AB1 转到 AB2（转角为 180°+θ）时，滑块由 C1 向右移到 C2 （工作行程），使回程（滑块由 C2 向左移到 C1）的时间比工作时间快一个极位夹角θ 的转 动时间,可节约循环时间。见题解 2-2 图（a） 2．曲柄为主动件时，极位夹角 θ 如题解 2-2（a）所示，最小传动角 g min 发生在曲柄 AB 与滑块导路垂直且曲柄和铰链 A 位于导路同侧的位置，如题解 2-2（b）所示 AB′处。 3．若滑块为主动件，当滑块处于两极限位置（题解 2-2 图（a）中 AB1C1、AB2C2）时， 传动角 γ=0°为死点位置。 11-11 = + − = + − = 36 1 5 1 1 5 1 180 1 1 180 . . K K
1.计算极位夹角： 2.作图 量取AG和ACG长度，计算曲柄和连杆长度a、b: a=4C4C.4,=33.5mm 2 6=4C,+4,G4=154mm 2 11-12 m 1.计算导杆两极限位置夹角中： 0=lw×1sw4品，v=0=30r K+1 2.作图。曲柄长度a=116mm
1．计算极位夹角： 2．作图 量取 A1 C1 和 A1C2 长度，计算曲柄和连杆长度 a、b： mm A C A C b mm A C A C a l l 154 2 33.5 2 1 2 1 1 1 2 1 1 = + = = − = 11－12 1.计算导杆两极限位置夹角ψ： 1 4 1 1 4 1 180 1 1 180 + − = + − = . . K K ， = = 30; 2.作图。曲柄长度 a =116mm