机械设计基础第2章 平面连杆机构 习题解答

2.6设计一偏置曲柄滑块机构。

已知滑块的行程H =50mm ，行程速比系数K =1.5，导路的偏距e =20mm 。

试求曲柄的长度l AB 和连杆的长度l BC ，并求作最大压力角αmax 。

解：行程速比系数K=1.5，则机构的极位夹角为
︒=+-︒=+-︒
=361
5.11
5.118011180K K θ选定作图比例，先画出滑块的两个极限位置C 1和C 2，再分别过点C 1、C 2作与直线成
︒=-︒5490θ的射线，两射线将于点O 。

以点O 为圆心，OC 2为半径作圆，最后再作一条
与直线C 1C 2相距为mm e 20=的直线，该直线与先前所作的圆的交点就是固定铰链点Ａ。

作图过程如题2.6图所示。

直接由图中量取mm AC 251=，mm AC 682=，所以曲柄AB 的长度为mm AC AC l AB 5.21225
68212=-=-=
连杆BC 的长度为mm AC AC l BC 5.462
25
68221=+=+=
2.7试设计一曲柄摇杆机构，已知行程速比系数K =1.2，摇杆长L CD =300mm ，其最大摆
2
B 1
B 2
C 1
C A
e
θ
2
1C C θ
-︒90题2.6图
O
角ψmax =35°，曲柄长L AB =80mm 。

求连杆长L BC ，并验算最小传动角γmin 是否在允许的范围内。

解：
简要作图步骤：
作圆η。

以O 为圆心，OC 1为半径作圆，再以C 2为圆心，2l AB 为半径作圆，两圆交于S 点；
●连接C 2S 延长交圆η于A 点；❍⏹
机构在AB ′C′D 位置时有γmin =430<[
γ]
2.8图所示为脚踏轧棉机的曲柄摇杆机构。

铰链中心A 、B 在铅垂线上，要求踏板DC 在水平位置上下各摆动10°，且l DC =500mm ，l AD =1000mm 。

试求曲柄AB 和连杆BC 的长度l AB 和l BC ，并画出机构的止点位置。

mm
m
l 005
.0=μ
201
25.11
25.118011180=+-=+-=θK K η
2
1
2AC AC AB l l l -=
2
1
2AC AC BC l l l +=
D
1
C 2
C ψ
A
1
B 2B P
θ
θ
- 90S
min
γB '
C 'O
解：1
取长度比例尺做机构图mm
mm
l
20=μ
()()mm
AC AC l l AB
752
205.52602
12=-=-=μ()()mm
AC AC l l BC
11252
202.52602
12=+=+=μ
2.9图所示为一实验用小电炉的炉门装置，在关闭时为位置E 1，开启时为位置E 2，试设计一四杆机构来操作炉门的启闭(各有关尺寸见图)。

在开启时炉门应向外少开启，炉门与炉体不得发生干涉。

而在关闭时，炉门应有一个自动压向炉体的趋势（图中S 为炉门质心位置)。

B 、
C 为两活动铰链所在位置。

解：
简要作图步骤：
(1) 分别连接B 1B 2、C 1C 2
；
(2) 选炉门为“机架”；
分别作B 1B 2、C 1C 2的垂直平分线与 将铰链A 、D 与炉门位置1刚化；距炉壁10mm 的竖直线的交点即为●搬移至与位置2重合，得到A 1′、D 1′；
所求的A 、D 。

❍分别作A A 1′、D D 1′的垂直平分线
得到B 2、C 2。

)
(b )
(c 5020
10
2
E 1
E 2E 1
E A
D
1
C 1
B 200
300
30
140
2
C 2
B D
A
20
1A '
1
D '2
C 2
B mm
mm
m
l 005
.0=μ)
(a
2.10试求图所示各机构在图示位置时全部瞬心。

解：机构的瞬心如图所示。

C))
(d C
A B
123424P 14P
13
p 12
P 23P 34
P
2.11在图示的机构中，已知曲柄2顺时针方向匀速转动，角速度ω2＝100rad ／s ，试求在图示位置导杆4的角速度ω4的大小和方向。

241424
1224P P P P ωω=。