第7章习题
7.1 试从图a 、b 、c 所示各液压泵构件的运动来分析它们属于何种机构？
题7.1图 题7.2图
7.2 在图示的冲床刀架装置中，当偏心轮1绕固定中心A 转动时，构件2绕活动中心C 摆动，同时推动后者带着刀架3上下移动。
点B 为偏心轮的几何中心。
问该装置是何种机构？它是如何演化出来的？
7.3 在图示铰链四杆机构中，已知：m m 30,m m 35,m m 50===AD CD BC l l l ，AD 为机架，并且：
1) 若此机构为曲柄摇杆机构，且AB 为曲柄，求AB l 的最大值；
2) 若此机构为双曲柄机构，求AB l 的范围；
3) 若此机构为双摇杆机构，求AB l 的范围。
答：1)m m 15=AB l ；2)m m 55m m 45≤≤AB l ；3)m m 45m m 15<<AB l 或m m 115m m 55<<AB l 。
题7.3图
解：1）若机构为曲柄摇杆机构，则满足：最短杆和最长杆之和小于另外两个杆长之和，且AB 为最短杆：
15AB BC CD AD AB l l l l l +≤+⇒≤
2）若机构为双曲柄机构，则满足：最短杆和最长杆之和小于另外两个杆长之和，且AD 为最短杆。
①若BC 为最长杆，则50AB l ≤，45AD BC CD AB AB l l l l l +≤+⇒≥，所以4550AB l ≤≤
②若AB 为最长杆，则50AB l ≥，55AD AB CD BC AB l l l l l +≤+⇒≤，所以5055AB l ≤≤ 综上所述，则4555AB l ≤≤
3）若结构为双摇杆机构，则分两种情况分析：第一种情况，机构的各杆长条件满足杆长条件，但最短杆在机架的对边；第二种情况，机构各杆长不满足杆长条件之和。
①AB 为最短杆，则30AB l ≤，且15AB BC CD AD AB l l l l l +>+⇒>，则1530AB l <≤
②AD 为最短杆，BC 最长，则5030AB l ≥≥，且45AD BC CD AB AB l l l l l +>+⇒<，则3045AB l ≤< ③AD 为最短杆，AB 最长，则50115AB CB CD AD l l l l <<=++，且55AD AB CD BC AB l l l l l +>+⇒> 则，55115AB l <<
综合上述，则1545AB l << 55115AB l <<
7.4 设计一铰链四杆机构，已知其摇杆CD 的长度mm 75=CD l ，行程速度变化系数5.1=K ，
机架AD 的长度m m 100=AD l ，摇杆的一个极限位置与机架间的夹角︒='453ϕ。
求曲柄的长度AB
l 和连杆的长度BC l 。
答：m m 120,m m 49==BC AB l l ；或m m 5.48,m m 5.22==BC AB l l 。
题7.4图
7.5 图示为机床变速箱中操纵滑动齿轮的操纵机构，已知滑动齿轮行程mm 60=H ，m m 250,m m 120,m m 100===AD CD DE l l l ，其相互位置如图所示。
当滑动齿轮在行程的另一端时，操纵手柄为垂直方向。
试设计此机构。
答：m m 180,m m 48==BC AB l l 。
题7.5图 题7.6图
7.6 图示用铰链四杆机构作为加热炉炉门的启闭机构。
炉门上两铰链的中心距为50mm ，炉门打开后成水平位置时，要求炉门的外边朝上，固定铰链装在y y -轴线上，其相互位置的尺寸如图上所示。
试设计此机构。
答：m m 5.98m m ,5.117,m m 69===AD CD AB l l l 。
7.7 设计一曲柄摇杆机构，已知摇杆CD 的长度mm 290=CD l ，摇杆两极限位置间的夹角︒=32ψ，行程速度变化系数25.1=K 。
又已知曲柄的长度m m 75=AB l ，求连杆的长度BC l 和机架的长度AD l ，并校验min γ是否在允许值范围内。
答：m m 7.278m m ,176==AD BC l l 。
题7.7图
解题步骤：1、画基本图形， 2、根据三角形的余弦定理求解
222
121212122cos ;176.3;278.7
BC AD AC AC AC AC C C AC BC AB AC BC AB l l θ+-⋅⋅==-=+⇒==其中
7.8 同上题，若已知连杆的长度mm 260=BC
l ，求曲柄的长度AB l 和机架的长度AD l ，并校
验min γ是否在允许值范围内。
答：m m 255m m ,65==AD AB l l 。
题7.9图 7.9 设计一偏置曲柄滑块机构，已知行程速度变化系数5.1=K ，滑块的冲程mm 5021=C C l ，导路的偏距mm 20=e ，求曲柄长度AB l 和连杆长度BC l 。
答：m m 5.46m m ,5.21==BC AB l l 。
7.10 在图示插床的转动导杆机构中，已知m m 50=AB
l ，行程速度变化系数5.1=K ，试求
曲柄BC 的长度BC l 。
答：mm 8.161=BC l 。
题7.10图 题7.11图
7.11 图示牛头刨床机构中，已知行程速度变化系数5.1=K ，刨头冲程mm 320=H ，曲柄AB 的长度m m 95=AB l ，并要求刨头在整个行程中有较小的压力角，试求导杆长度CD l 、中心距AC l 及导路至摆动中心的距离y 。
答：m m 1.505,m m 4.307,m m 8.517===y l l AC CD 。
7.12 在图示铰链四杆机构中，已知m m 20,m m 36,m m 25===DE AD AB l l l ，原动件与从动件之间的对应转角关系如图所示。
试设计此机构。
答：m m 6.18,m m 48==CD BC l l 。
题7.12图
7.13 在图示铰链四杆机构中，要求近似地实现函数关系2/)2(+=x x y ，区间为60≤≤x ，且当642、、=x 时，原动件AB 和从动件CD 的对应位置需准确，该两构件的起始角︒=900ϕ、︒=3150ψ，图中箭头表示︒0位置，而构件的转角范围如图所示，DE 为从动件CD 上的一条直线。
又m m 30=AB l ，m m 64=AD l 。
试设计此机构。
答：m m 76,m m 48==CD BC l l 。
题7.13图
7.14 已知︒==000ψϕ，原动件和从动件的三对对应位置为：0152,4511'︒=︒=ψϕ；0182,9022'︒=︒=ψϕ；01112,13533'︒=︒=ψϕ。
机架长度m m 50=AD l 。
试用解析法设计此机构。
答：m m 4.39,m m 5.56,m m 6.26===CD BC AB l l l 。
题7.14图 题7.15图
7.15 已知构件S 的两个位置，如图所示，并已知活动铰链中心B 及固定铰链中心D 的位置，试设计一铰链四杆机构ABCD 能实现构件S 的两个位置。
7.16 图a 所示为一铰链四杆机构，其连杆上一点E 的三个位置1E 、2E 、3E 位于给定直线上。
现指定1E 、2E 、3E 和固定铰链中心A 、D 的位置如图b 所示，并指定长度m m 70,m m 95==EC CD l l 。
试用几何法设计此机构，并简要说明设计方法和步骤。
题7.16图 题7.17图
7.17 试设计如图所示的六杆机构，当原动件AB 自Ay 轴沿顺时针方向转过︒=6012ϕ时，构件DC 顺时针转过︒=4512ψ，恰与Ax 轴重合。
此时，滑块5在Ax 轴上自点1E 移动到2E ，其位移m m 2012=s ，滑块1E 距点D 的距离为m m 601=DE ，试确定点B 和C 的位置。