《机械设计基础》作业二--平面连杆机构
姓名班级学号成绩
一、填空题：（24分）
1、平面连杆机构，至少需要4个构件。

2、平面连杆机构是由一些刚性构件用转动副和移动副连接组成的。

3、在铰链四杆机构中，运动副全部是转动副。

4、在铰链四杆机构中，能作整周连续回转的连架杆称为曲柄。

5、某些平面连杆机构具有急回特性。

从动件的急回性质一般用行程速度变化系数表示。

6、对心曲柄滑快机构无（有，无）急回特性；若以滑块为机架，则将演化成移动导杆机构。

7、铰链四杆机构根据有无曲柄分为曲柄摇杆机构、
双曲柄机构和双摇杆机构。

如图所示铰链四
杆机构中，若机构以AB为机架时，则为双曲柄机
构；以BC杆为机架时，它为曲柄摇杆机构；
以CD杆为机架时，它为双摇杆机构；而以
AD杆为机架时，它为曲柄摇杆机构。

8、在曲柄摇杆机构中，当曲柄与机架两次共线位置时出现最小传动角。

9、压力角指：从动件上作用的力F 与该力作用点的速度（绝对速度）方向所夹的锐角α。

10、机构的压力角越小（大，小）对传动越有利。

11、运动副中，平面接触的当量摩擦系数为 f ，槽面接触的当量摩擦系数为f/sinθ，圆柱面接触的当量摩擦系数为ρ/r 。

12、移动副的自锁条件是驱动力F 与法向反力N的夹角β小于摩擦角ϕ，即驱动力作用在摩擦角之内，转动副的自锁条件是驱动力作用在摩擦圆之内，即e<ρ，其中e为驱动力臂长，螺旋副的自锁条件是螺纹升角α小于或等于螺旋副的摩擦角或当量摩擦角，即α≤ϕ。

二、选择题（27分）
1、当四杆机构处于死点位置时，机构的压力角____B____。

A.为0º
B.为90º
C.与构件尺寸有关
2、四杆机构的急回特性是针对主动件作___A_____而言的。

A. 等速转动
B. 等速移动
C. 变速转动或变速移动
3、对于双摇杆机构，最短构件与最长构件长度之和____B____大于其它两构件长度之和。

A . 一定 B. 不一定 C. 一定不
4、曲柄摇杆机构___B_____存在急回特性。

A . 一定 B. 不一定 C. 一定不
5、平面四杆机构所含移动副的个数最多为____B____。

A. 一个
B. 两个
C. 基圆半径太小
6、铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和，当以
B为机架时，有两个曲柄。

A 最短杆相邻边；
B 最短杆；
C 最短杆对边。

7、铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和，当以
A 为机架时，有一个曲柄。

A 最短杆相邻边；
B 最短杆；
C 最短杆对边。

8、铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和，当以
C为机架时，无曲柄。

A 最短杆相邻边；
B 最短杆；
C 最短杆对边。

9、一曲柄摇杆机构，若曲柄与连杆处于共线位置。

则当C为原动件时，称为机构的死点位置。

A 曲柄；
B 连杆；
C 摇杆。

10、一曲柄摇杆机构，若曲柄与连杆处于共线位置。

则当A为原动件时，称为机构的极限位置。

A 曲柄；
B 连杆；
C 摇杆。

11、当极位夹角θB时，机构就具有急回特性。

A <0；
B >0；
C =0。

12、当行程速度变化系数k B时，机构就具有急回特性。

A <1；
B >1；
C =1。

13、若以 B 为目的，死点位置是一个缺陷，应设法通过。

A 加紧和增力； B传动。

14、判断一个平面连杆机构是否具有良好的传力性能，可以 A 的大小为依据。

A 传动角；
B 摆角；
C 极位夹角。

15、压力角与传动角的关系是α+γ= C。

A 180º；
B 45º；
C 90º。

16、摩擦圆的大小与____C____ 有关。

A . 外载荷 B. 摩擦系数 C. 摩擦系数和轴颈尺寸
17、三角螺纹的摩擦___A_____ 大于矩形螺纹的摩擦。

A. 一定
B.不一定
18、楔形滑块的摩擦____A____ 大于平滑块的摩擦。

A. 一定
B. 不一定
三、判断题（14分）
1、双摇杆机构一定存在整转副。

( F )
2、曲柄摇杆机构的极位夹角一定大于零。

（ F ）
3、对于双摇杆机构，最短构件与最长构件长度之和一定大于其余两构件长度之和。

( F )
4、摆动导杆机构一定存在急回特性。

( T )
5、具有急回特性的四杆机构只有曲柄摇杆机构、偏置曲柄滑块机构和摆动导杆机构。

( T )
6、机构运转时，压力角是变化的。

( T )
7、平面连杆机构中，压力角的补角称为传动角。

( F )
8、平面连杆机构中，可利用飞轮的惯性，使机构通过死点位置。

( T )
9、双曲柄机构中，曲柄一定是最短杆。

( F )
10、机构的压力角越大，传力越费劲，传动效率越低。

( T )
11、有死点的机构不能产生运动。

( F )
12、平面连杆机构中，极位夹角θ越大，K 值越大，急回运动的性质也越显著。

( T )
13、平面连杆机构可利用急回特性，缩短非生产时间，提高生产率。

( T )
14、平面连杆机构中，最少需要三个构件。

( F )
四、分析计算题
1、在图示铰链四杆机构中，已知各杆长度L AB =25mm ，L BC =65mm ，L CD =80mm ，L AD =45mm 。

要求：（10分）
1）试确定该机构是否有曲柄；
2）判断此机构是否存在急回运动，若存在，试确定其极为夹角，并估算行程速比系数；
3）若以构件AB 为原动件，试画出(另画一图)该机构的最小传动角和最大传动角的位置；
4）回答，在什么情况下此机构有死点位置？
1）BC AD CD AB l l l l +<+, AD 为机架，AB 为曲柄
2）作CD 两极限位置，由图量得极位夹角04.81，然后计算K=2.6
3）曲柄AB 与机架共线时存在最小传动角（内共线）和最大传动角（外共线）
4）摇杆CD 为主动件时，AB 与BC 两次共线存在两个死点
2、在图示铰链四杆机构中，已知 L BC =500mm, L CD =350mm, L AD =300mm,AD 为机件。

（9分）
1） 如果该机构能成为曲柄摇杆机构，且AB 为曲柄，求 L AB 的值；
2） 如果该机构能成为双曲柄机构，求L AB 的值；
3）若此机构为双摇杆机构，求L AB 的取值范围。

1）AD 为机架，AB 为曲柄，AB 为最短杆
mm l l l l BC AD CD AB 150500300350=-+=-+≤
2）杆AB 和CD 均为曲柄
AD 为最短杆，分两种情况：
a ：BC 最长，mm l l BC AB 500=≤且mm l l l l CD AB BC AD 450350500300=-+=+≤+ mm l mm AB 500450<≤
b: AB 最长，mm l l BC AB 500=≥且CD BC AB AD l l l l +≤+ mm l mm AB 550500≤<
3）机构不满足杆长条件，机构为双摇杆机构
三种情况：AB 杆最短、最长，既非最短也非最长进行讨论 结果为：mm l mm AB 450150<<或mm l mm AB 1150550<<
3、如图所示，欲设计一铰链四杆机构，已知其摇杆CD 的长度L CD =75mm,行程速比系数K=1.5，机架AD 的长度为L AD =100mm ，又知摇杆的一个极限位置与机架间的夹角为ψ=45º，试求曲柄的长度L AB 和连杆的长度L BC 。

（只需求出两解中的一个）（8分）
00361
1180=+-=K K θ 第一组：将AC 1作为曲柄与连杆重叠成一直线时的极限位置
mm l l l l l a b D C AD D
C A
D AC 84.7045cos 2022111=-+==- 由正弦定理0145sin sin 1
1AC D
C l A
D C l =∠得0
14719.48=∠AD C 000124719.12364719.48=-=-∠=∠θAD C AD C
由AD C l l l l l AD AC AD AC D C 2222cos 2222∠-+=
得mm a b l AC 4637.1692=+=得L AB =49.31mm, L BC=120.15mm
第二组：将AC 1作为曲柄与连杆拉成一直线时的极限位置
b+a=70.84mm
同理求得b-a=25.82mm ， 得L AB =22.51mm, L BC=48.33mm
4、完成教材P50上的4.14题，求V 形导轨处的当量摩擦悉数f v （8分）
解：
121.02f )sin451(1Q F f 2fQ )sin451(1F F F 2sin45fQ Q2f F 2Q f fQ F v 21v0211=+==+=+===== 总摩擦力。