第一篇：第三章 平面連桿機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)習(xí)題解答

圖11所示鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，已知各桿長(zhǎng)度lAB=42mm，lBC=78mm，lCD=75mm，lAD=108mm。要求

(1)試確定該機(jī)構(gòu)為何種機(jī)構(gòu)；

(2)若以構(gòu)件AB為原動(dòng)件，試用作圖法求出搖桿CD的最大擺角?，此機(jī)構(gòu)的極位夾角?，并確定行程速比系數(shù)K(3)若以構(gòu)件AB為原動(dòng)件，試用作圖法求出該機(jī)構(gòu)的最小傳動(dòng)角

?min；

(4)試分析此機(jī)構(gòu)有無(wú)死點(diǎn)位置。

圖11 【分析】(1)是一道根據(jù)機(jī)構(gòu)中給定的各桿長(zhǎng)度（或尺寸范圍）來(lái)確定屬于何種鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)問(wèn)題；(2)(3)(4)是根據(jù)機(jī)構(gòu)中給定的各桿長(zhǎng)度判定機(jī)構(gòu)有無(wú)急回特性和死點(diǎn)位置，確定行程速比系數(shù)K和最小傳動(dòng)角問(wèn)題。

解：(1)由已知條件知最短桿為AB連架桿，最長(zhǎng)桿為AD桿，因 lAB?lAD?42?108?150mm?lBC?lCD?78?75?153mm

(2)當(dāng)原動(dòng)件曲柄AB與連桿BC兩次共線時(shí)，搖桿CD處于兩極限位置。故AB桿為曲柄，此機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。

適當(dāng)選取長(zhǎng)度比例尺?l，作出搖桿CD處于兩極限位置時(shí)的機(jī)構(gòu)位置圖AB1C1D和AB2C2D，由圖中量得?=70°，?=16°，可求得

??

180????1.19

180???′′(3)當(dāng)原動(dòng)件曲柄AB與機(jī)架AD兩次共線時(shí)，是最小傳動(dòng)角?min可能出現(xiàn)的位置。用作圖法作出機(jī)構(gòu)的這兩個(gè)位置ABC″″D和ABCD，由圖中量得???27?,????50?,故 ?min=???27?(4)若以曲柄AB為原動(dòng)件，機(jī)構(gòu)不存在連桿BC與從動(dòng)件CD共線的兩個(gè)位置，即不存在???0?的位置，故機(jī)構(gòu)無(wú)死點(diǎn)位置；若以搖桿CD為原動(dòng)件，機(jī)構(gòu)存在連桿BC與從動(dòng)件AB共線的兩個(gè)位置，即存在???0?的位置，故機(jī)構(gòu)存在兩個(gè)死點(diǎn)位置。

【評(píng)注】 四桿機(jī)構(gòu)基本知識(shí)方面的幾個(gè)概念(如有曲柄條件、急回運(yùn)動(dòng)、傳動(dòng)角等)必須清晰。機(jī)構(gòu)急回運(yùn)動(dòng)分析的關(guān)鍵是確定極位夾角?的大小，本題曲柄合理轉(zhuǎn)向的確定依據(jù)就是機(jī)構(gòu)存在慢進(jìn)快退的急回特性；而傳動(dòng)角和死點(diǎn)的分析要特別注意它與機(jī)構(gòu)原動(dòng)件有關(guān)。如圖12所示，連桿BC的長(zhǎng)度lBC及其兩個(gè)位置B1C1、B2C2為已知，試設(shè)計(jì)一鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)ABCD，使得AB桿為原動(dòng)件時(shí)，機(jī)構(gòu)在此位置時(shí)的傳動(dòng)角相等，并滿足機(jī)架AD的長(zhǎng)度為lAD。

圖12 【分析】 由題意知，本題為實(shí)現(xiàn)連桿預(yù)定兩位置要求的四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中，確定固定鉸鏈A、D位置的問(wèn)題。解： 分別作連線B1B2的中垂線b12和連線C1C2的中垂線c12，即得固定鉸鏈A、D所在的幾何位置線。

為使機(jī)構(gòu)在此位置時(shí)的傳動(dòng)角相等，則應(yīng)取b12和c12的交點(diǎn)作為固定鉸鏈D；然后再在b12上截取AD的長(zhǎng)度為lAD，可得另一固定鉸鏈A，則機(jī)構(gòu)ABCD為所求之機(jī)構(gòu)。

由于A點(diǎn)也可在b12上D點(diǎn)的另一側(cè)截取，故本題有兩個(gè)解。

【評(píng)注】 此類(lèi)問(wèn)題中常常要滿足給定的一些附加條件：如要求設(shè)計(jì)成為某一種四桿機(jī)構(gòu)，或者給定A、D安裝位置的某些限制，或者給出某桿的長(zhǎng)度，或者給出傳動(dòng)角的要求等等，即使?jié)M足這些附加的條件，其設(shè)計(jì)結(jié)果仍為多解的。因此，此類(lèi)題目求解的正確性是以設(shè)計(jì)方法正確和滿足設(shè)計(jì)要求為原則，而不能追求唯一答案。本題的附加條件是機(jī)構(gòu)在此位置時(shí)的傳動(dòng)角相等，并滿足機(jī)架AD的長(zhǎng)度為lAD。圖13示為一鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)ABCD的固定鉸鏈A、D，已知主動(dòng)件AB的三個(gè)位置和連桿上K點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的三個(gè)點(diǎn)。試求：

(1)確定連桿上鉸鏈C的位置和連架桿CD的長(zhǎng)度；(2)驗(yàn)算其主動(dòng)件是否為曲柄；

(3)指出最小傳動(dòng)角?min的位置并確定其數(shù)值。

圖13

圖14 【分析】由題意知，(1)實(shí)際上是已知連桿的三個(gè)位置B1K1、B2K2、B3K3以及固定鉸鏈A、D的位置，設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)問(wèn)題；(2)(3)屬于根據(jù)機(jī)構(gòu)中給定的各桿長(zhǎng)度來(lái)確定屬于何種鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)和確定最小傳動(dòng)角問(wèn)題。解：(1)見(jiàn)圖14，先取相應(yīng)比例尺?l，分別連線B1K1、B2K2、B3K3，用反轉(zhuǎn)法作圖如下：

作?B1K1D???B2K2D和?B1K1D????B3K3D，求得D?、D??點(diǎn)； 分別作DD??、D?D??的中垂線d13、d23，其交點(diǎn)即為C1。連B1C1及C1D，則AB1C1D即為該機(jī)構(gòu)第一位置的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖。由圖可知，lCD?42mm。

(2)由圖可知，lAB?lBC?68.5mm?lCD?lAD?86.5mm且連架桿AB為最短桿，所以AB為曲柄。

(3)作AB1C1D和AB?C?D兩位置，經(jīng)比較，機(jī)構(gòu)在AB?C?D位置時(shí)其傳動(dòng)角為最小，由圖量得?min??B?C?D?44??！驹u(píng)注】本題的求解正是利用了已知連桿上兩點(diǎn)(即B、K)的預(yù)定位置來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，因給定了3個(gè)位置，故僅有一解。為求活動(dòng)鉸鏈點(diǎn)C的第一位置C1，用到反轉(zhuǎn)法設(shè)計(jì)，要注意剛體是由每一對(duì)應(yīng)位置的已知鉸鏈中心間的連線和預(yù)定的標(biāo)線所組成，之所以要反轉(zhuǎn)就是要將活動(dòng)鉸鏈中心的問(wèn)題轉(zhuǎn)化成求固定鉸鏈中心的問(wèn)題；鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中是否存在曲柄和最小傳動(dòng)角?min的位置和數(shù)值的確定也是本題考查內(nèi)容之一。圖15示為一曲柄滑塊機(jī)構(gòu)OAAC，當(dāng)滑塊從C1移到C2時(shí)，連架桿OBB上的一條標(biāo)線OBE1轉(zhuǎn)至OBE2；當(dāng)C從C2移到C3時(shí)，OBE從OBE2轉(zhuǎn)至OBE3?，F(xiàn)欲將曲柄OAA與連架桿OBB用一連桿AB連接起來(lái)，試求鉸鏈點(diǎn)B1的位置，并畫(huà)出機(jī)構(gòu)第一位置的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖。（寫(xiě)出簡(jiǎn)要作圖步驟，保留作圖線）

圖15 【分析】初看起來(lái)本題好象比較復(fù)雜，但從題設(shè)條件，我們很容易將曲柄OAA對(duì)應(yīng)于連架桿OBB的三個(gè)位置OBE1，OBE2和OBE3的三個(gè)位置OAA1，OAA2和OAA3求出來(lái)。這樣就可把原來(lái)的問(wèn)題歸結(jié)為已知鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)OAABOB的兩連架桿的三個(gè)對(duì)應(yīng)位置，設(shè)計(jì)該四桿機(jī)構(gòu)的問(wèn)題。

圖16 解 ： 如圖16所示，(1)求A2，A3

以O(shè)A為圓心，OAA1為半徑畫(huà)圓，則所有A點(diǎn)都應(yīng)在該圓上。以C1A1為半徑，以C2為圓心畫(huà)弧交圓與A2點(diǎn)，以C3為圓心畫(huà)弧交圓于A3點(diǎn)。

''(2)利用反轉(zhuǎn)法求A2，A3點(diǎn)

''作?A2E1OB??A2E2OB，得A2；作?A3E1OB??A3E3OB，得A3； ''(3)求B1

'''''' 連A1A2作A1A2的中垂線a12；連A2A3作A2A3的中垂線a23，則a12和a23的交點(diǎn)為B1點(diǎn)；

(4)求機(jī)構(gòu)第一位置的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖

連A1B1和B1OB，并將OBE1與OBB1固結(jié)在一起，則C1A1OAB1OB為該機(jī)構(gòu)第一位置的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖。

【評(píng)注】 此題雖為設(shè)計(jì)六桿機(jī)構(gòu)，但實(shí)質(zhì)為已知兩連架桿對(duì)應(yīng)位置設(shè)計(jì)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)問(wèn)題，問(wèn)題的關(guān)鍵是將曲柄OAA對(duì)應(yīng)于連架桿OBB的三個(gè)位置OBE1，OBE2和OBE3的三個(gè)位置OAA1，OAA2和OAA3求出來(lái)。另外，對(duì)于多桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，常常將其劃分為幾個(gè)四桿機(jī)構(gòu)來(lái)設(shè)計(jì)，要注意四桿機(jī)構(gòu)的劃分及其各部分的連接關(guān)系問(wèn)題，以便正確確定四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)次序和相應(yīng)的設(shè)計(jì)條件。

5設(shè)計(jì)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)ABCD。已知搖桿CD的長(zhǎng)度lCD=290mm，搖桿兩極限位置間的夾角ψ=32o，行程速比系數(shù)K=1.25，連桿BC的長(zhǎng)度lBC=260mm。試求曲柄AB的長(zhǎng)度lAB 和機(jī)架AD的長(zhǎng)度lAD。(解法不限)【分析】 此題屬于已知行程速比系數(shù)設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)問(wèn)題，因此可先作出固定鉸鏈A所處的圓，再根據(jù)C1C2及?角，由三角形的余弦定理解得lAB，作圖求出lAD。

解： ??180(??1)/(??1)?180(1.25?1)/(1.25?1)?20 取相應(yīng)比例尺?l作圖17；

取一點(diǎn)D,使?C1DC2?32?，C1D?C2D?lCD/?l,連C1C2,作?C1C2P?90????70?, 作C1P⊥C1C2交C2P于P點(diǎn)。作△C1C2P的外接圓。在?C1C2A中, ???C1C22?(lBC?lAB)2?(lBC?lAB)2?2(lBC?lAB)(lBC?lAB)cos?

其中C1C2解得：?2lCDCOS?C1C2D?2?290?COS74??159.87mm

lAB?67mm

以C1為圓心，lBC?lAB為半徑作弧交?C1C2P的外接圓于A點(diǎn)，故：

lAD??l?AD?250mm

圖17

【評(píng)注】 已知行程速比系數(shù)K設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)，可先作出固定鉸鏈A所處的圓(即以C1C2為弦，圓周角為?的圓)，然后再依據(jù)其他條件確定出A點(diǎn)的確定位置。6 在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，曲柄為主動(dòng)件，轉(zhuǎn)速n1?60rmin，且已知曲柄長(zhǎng)lAB?50mm，連桿長(zhǎng)lBC?70mm，搖桿長(zhǎng)（工作行程平均速度<空回行程速度），試問(wèn)： lCD?80mm，機(jī)架長(zhǎng)lAD?90mm，(1)行程速度系數(shù)K=？

(2)搖桿一個(gè)工作行程需要多少時(shí)間？(3)最小傳動(dòng)角?min=？

【分析】 由題意知，本題屬于根據(jù)機(jī)構(gòu)中給定的各桿長(zhǎng)度確定行程速 比系數(shù)K和最小傳動(dòng)角問(wèn)題。

圖18 解： 如圖18所示

(1)?ACD1中：?C1AD?arccos22(lBC?lAB)2?lAD?lCD2(lBC?lAB)lAD?41.81?

?AC2D中：?C2AD?arccos22(lBC?lAB)2?lAD?lCD2(lBC?lAB)lAD?54.31?

???C2AD??C1AD?12.5?

K?(2)K?t1t2?1.15 t2?t1K t?60n?1s t1?t(1?(3)曲柄與機(jī)架重疊共線時(shí)：

180???180??12.5???1.15

180???180??12.5?1)?0.535s K22lBC?lCD?(lAD?lAB)2?1?arccos?30?

2lBC?lCD曲柄與機(jī)架拉直共線時(shí)：

22lBC?lCD?(lAD?lAB)2180???2?arccos?137.82?

2lBC?lCD ?2?42.18???1 所以

?min??1?30?

【評(píng)注】 本題在解題過(guò)程中，有兩點(diǎn)需特別注意，一是行程速比系數(shù)和機(jī)構(gòu)最小傳動(dòng)角的計(jì)算運(yùn)用了三角形的余弦定理，而未采用作圖法，在未要求解法的前提下，這種方法節(jié)省畫(huà)圖時(shí)間，計(jì)算結(jié)果也更精確，但數(shù)學(xué)基礎(chǔ)要扎實(shí)；二是機(jī)構(gòu)急回運(yùn)動(dòng)的定義要牢記，并能靈活運(yùn)用。7 圖19所示為齒輪變速裝置的手柄操縱機(jī)構(gòu)，桿AB為操縱手柄，通過(guò)連桿由CD桿撥動(dòng)滑移齒輪進(jìn)行變速。已知lAD?100mm，lCD?40mm，手柄AB的兩個(gè)位置?1?90?，?2?180?，對(duì)應(yīng)撥桿CD的兩個(gè)位置?1?292?，?2?248?，試用解析法設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu)。并校驗(yàn)此機(jī)構(gòu)為何種型式的機(jī)構(gòu)。

圖19 【分析】 本題屬于按給定兩連架桿對(duì)應(yīng)位置用解析法設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)問(wèn)題。解： 已知?11??1?90? ?12??2?180??0?0? ?0?0? ?31??1?292??32??2?248?cos(?1i??0)??0cos(?3i??0)??1cos(?3i??0??1i??0)??2

式中 而 ?0?mm?1??nm2?n2?1?l2 ?2?2nl?bam?can?d a?cos90???0cos292???1cos(292??90?)??2 ??cos180???cos248???cos(248??180?)??012?因?1??mcac??????0.4??0?2.02ndadlAB?a??2??0.3896 cc??19.8mmm?0

lBC?b?al?am2?n2?1?2n?2?102.3mm

校驗(yàn)機(jī)構(gòu)類(lèi)型：lAB?lBC?122.1mm?lCD?lAD?140mm且手柄AB最短，所以此機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。

【評(píng)注】 建立方程式時(shí)必須將機(jī)構(gòu)中各桿組成封閉矢量多邊形；在兩連架桿初始角位移為0時(shí)，位置方程式只有3個(gè)待定參數(shù)?0、?

1、?2，最多只能列出三個(gè)位置方程式，求解連架桿三對(duì)對(duì)應(yīng)位置要求。現(xiàn)在題意給出連架桿兩對(duì)應(yīng)位置，位置方程式數(shù)目少于待定參數(shù)數(shù)目，而題中給定c、d，故可解。若給定其他輔助條件，如最小傳動(dòng)角?min，可再建立一個(gè)方程式，也可解。

第二篇：第二章平面連桿機(jī)構(gòu)習(xí)題

第二章平面連桿機(jī)構(gòu)習(xí)題

1.如圖所示的運(yùn)動(dòng)鏈中，已知各構(gòu)件長(zhǎng)度lAB?60mm，lBC?40mm，lCD?50 mm，lAD?20mm，回答下列問(wèn)題：(a)判斷是否存在曲柄？

(b)固定哪個(gè)構(gòu)件可獲得曲柄搖桿機(jī)構(gòu)？(c)固定哪個(gè)構(gòu)件可獲得雙曲柄機(jī)構(gòu)？(d)固定哪個(gè)構(gòu)件可獲得雙搖桿機(jī)構(gòu)？

2.根據(jù)圖中所注尺寸判斷下列鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)是曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)、還是雙搖桿機(jī)構(gòu)，并說(shuō)明為什么.a

b

c

d

3.設(shè)計(jì)一鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。已知搖桿長(zhǎng)度,搖桿最大擺角,行程速比系數(shù)K,機(jī)架長(zhǎng)度,1）求曲柄長(zhǎng)度和連桿長(zhǎng)度；2）該機(jī)構(gòu)在什么情況下，在什么位置出現(xiàn)死點(diǎn)？

4.設(shè)計(jì)一曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。已知其行程速比系數(shù)K=1.4,曲柄長(zhǎng)LAB=30mm,連桿LBC=80mm,搖桿的擺角ψ=40?。求搖桿的長(zhǎng)度LCD和機(jī)架LAD的長(zhǎng)度。

設(shè)計(jì)一曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，已知搖桿的長(zhǎng)度LCD=150mm，行程速比系數(shù)K=1，搖桿的極限位置與機(jī)架所成的角度分別為30度和90度，求LAB和LBC。5.6.試設(shè)計(jì)一偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。已知其滑塊的行程速比系數(shù)K=1.5，滑塊的沖程H=60 mm，偏距e=15 mm，試確定曲柄及連桿的長(zhǎng)度。

BCA

e

7.在下圖所示鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，各桿的長(zhǎng)度分別為： lAB = 25 mm , lBC = 55 mm ，lCD = 40 mm , lAD = 50 mm , 試問(wèn)：（1）該機(jī)構(gòu)中哪個(gè)構(gòu)件是曲柄？

（2）該機(jī)構(gòu)中哪個(gè)構(gòu)件是搖桿？并作圖表示出搖桿的擺角范圍φ（不用計(jì)算具體數(shù)值）。

（3）該機(jī)構(gòu)在什么情況下有死點(diǎn)位置？

8.圖示曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，已知各構(gòu)件尺寸，試用作圖法作出搖桿CD的極限位置，并標(biāo)出極位夾角θ。

第三篇：平面連桿機(jī)構(gòu)教學(xué)設(shè)計(jì)

平面連桿機(jī)構(gòu)教學(xué)設(shè)計(jì)

趙縣職教中心

翟偉波

[教材分析]平面連桿機(jī)構(gòu)能以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，而且更以其獨(dú)特可靠的低副聯(lián)接形式，倍受廣大機(jī)械設(shè)計(jì)人員的矚目。其在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、冶金、化工、紡織、食品等機(jī)械中的應(yīng)用實(shí)例不勝枚舉。如此重要的教學(xué)內(nèi)容，只有探尋一種形式新穎、方法獨(dú)特的教學(xué)方法，才能收到良好的教學(xué)效果。

[教學(xué)對(duì)象分析]

機(jī)械制造專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，普遍存在機(jī)械常識(shí)匱乏與對(duì)現(xiàn)實(shí)機(jī)械現(xiàn)象的有視無(wú)睹，該現(xiàn)象嚴(yán)重阻礙了專(zhuān)業(yè)課教學(xué)的進(jìn)程和效果。教師在教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)充分考慮學(xué)生的現(xiàn)實(shí)情況，采取有效措施，讓學(xué)生建立機(jī)械意識(shí)，以思維理念的變化架起理論與實(shí)踐相結(jié)合的橋梁。

[對(duì)教師的要求]

教師在熟練掌握教材的基礎(chǔ)上，善于運(yùn)用生活中饒有興趣的機(jī)械現(xiàn)象導(dǎo)入新課，巧妙地制造懸念，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)新知識(shí)的強(qiáng)烈愿望。教師要發(fā)揮主導(dǎo)作用，精心設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程，為學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)學(xué)習(xí)、發(fā)現(xiàn)、探索、創(chuàng)造的情境。教師要正確引導(dǎo)學(xué)生思維，讓學(xué)生積極主動(dòng)地做到理論與實(shí)踐相結(jié)合。

一、教學(xué)目標(biāo)：

知道：鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的組成。掌握：鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)曲柄存在的條件。熟悉：鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)三種基本形式的形成條件。

二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)： 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)曲柄存在的條件。鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)三種基本形式的形成條件。

三、教學(xué)方法： 誘趣探求，思維探索。

四、教具：

投影儀和屏幕、軟質(zhì)細(xì)桿：6cm（1根）、10cm（1根）、15cm（1根）、18cm（1根）、50cm（８根）、大頭針（若干枚）、小刀（8把）

五、教學(xué)過(guò)程：

（一）提出問(wèn)題、引發(fā)思維、誘趣探求 導(dǎo)入語(yǔ)：同學(xué)們都觀看過(guò)現(xiàn)場(chǎng)直播的電視節(jié)目，在這樣的節(jié)目當(dāng)中，攝影師最不想讓觀眾看到的圖像是什么？（稍頓）

學(xué)生回答：

1、質(zhì)量不好的畫(huà)面。

2、燈光不好、有陰影的畫(huà)面。

3、表演出現(xiàn) 錯(cuò)誤的畫(huà)面。

（一一否定、加強(qiáng)懸念，誘發(fā)求知欲）是電視畫(huà)面中出現(xiàn)攝影架的鏡頭。攝影師要想把多角度、多層次的電視畫(huà)面呈現(xiàn)在觀眾面前，這要?dú)w功于攝影機(jī)的驅(qū)動(dòng)架。究竟驅(qū)動(dòng)架采用了什么樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，能夠讓攝影師隨心所欲，運(yùn)動(dòng)自如，訣竅就在四根小小的桿件上，下面我們來(lái)做一個(gè)模擬設(shè)計(jì)。

（二）示范操作，發(fā)展思維

[策略分析] 對(duì)于鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)曲柄存在條件這一重要知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，傳統(tǒng)的教學(xué)方法是根據(jù)三角形二邊之和大于第三邊的理論進(jìn)行不等式的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，其過(guò)程繁瑣而刻板，效果欠佳。如果利用教具演示與思維點(diǎn)撥相結(jié)合的教學(xué)方法，學(xué)生會(huì)在寬松的課堂氣氛中獲得非常直觀的感性知識(shí)，既突破難點(diǎn)，又發(fā)展了學(xué)生思維。

取出四根桿件（6cm，10cm，15cm，18cm），用大頭針組成平面連桿機(jī)構(gòu)。分別以四根桿件為機(jī)架,演示并引導(dǎo)學(xué)生觀察兩個(gè)連架桿的運(yùn)動(dòng)情況.平面連桿機(jī)構(gòu)定義,類(lèi)型(板書(shū))測(cè)量四根桿件的長(zhǎng)度并讓學(xué)生做記錄,計(jì)算最短桿與最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度之和與其余兩桿長(zhǎng)度之和的關(guān)系.引導(dǎo)學(xué)生探求曲柄存在條件 曲柄存在條件(板書(shū)).出示投影:鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)三種基本形式:曲柄搖桿機(jī)構(gòu),雙曲柄機(jī)構(gòu),雙搖桿機(jī)構(gòu)的形成條件.(三)動(dòng)手設(shè)計(jì)

深化思維

[策略分析] 該程序是“思維探索型”教學(xué)方法的中心環(huán)節(jié),學(xué)生感性認(rèn)識(shí)形成以后,要分組進(jìn)行設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，充分發(fā)揮其主觀能動(dòng)性，邊設(shè)計(jì)，邊思考，既鞏固了理論知識(shí)，又提高了動(dòng)手能力，從而實(shí)現(xiàn)感性知識(shí)上升為理性知識(shí)，達(dá)到理論與實(shí)踐有效結(jié)合。分組：３２人，４人／組，共８組，由動(dòng)手能力強(qiáng)的學(xué)生擔(dān)任組長(zhǎng)，發(fā)揮骨干作用。組長(zhǎng)領(lǐng)取設(shè)計(jì)材料：軟質(zhì)細(xì)桿１根，大頭針若干，小刀一把。分配設(shè)計(jì)任務(wù)。

（１，２）組

曲柄搖桿機(jī)構(gòu)（３，４）組

雙曲柄機(jī)構(gòu)（５，６）組

雙搖桿機(jī)構(gòu) 最長(zhǎng)桿＋最短桿≤其余兩桿長(zhǎng)度之和。以最短桿的相對(duì)桿為機(jī)架。

（７，８）組

雙搖桿機(jī)構(gòu)：最長(zhǎng)桿＋最短桿〉其余兩桿長(zhǎng)度之和。巡回指導(dǎo)，及時(shí)解答學(xué)生疑問(wèn)并糾正設(shè)計(jì)過(guò)程中的錯(cuò)誤操作。每組選派一人，表述設(shè)計(jì)思路，展示設(shè)計(jì)成果。

（四）探索創(chuàng)新，升華思維

［策略分析］通過(guò)展示設(shè)計(jì)成果，學(xué)生心中普遍產(chǎn)生一種成就感，自然的心理傾向是學(xué)有所用，此時(shí)教師要善于捕捉學(xué)生心理，適時(shí)提問(wèn)：究竟誰(shuí)的設(shè)計(jì)成果能應(yīng)用在攝影機(jī)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上？課堂氣氛再度活躍，既升華學(xué)生思維，又能達(dá)到首尾呼應(yīng)，探索創(chuàng)新的目的。提問(wèn)：究竟誰(shuí)的設(shè)計(jì)成果能應(yīng)用在攝影機(jī)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上？

引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行小組討論?？偨Y(jié)發(fā)言：指出應(yīng)為雙搖桿機(jī)構(gòu)。課堂小結(jié)：網(wǎng)絡(luò)知識(shí)體系。

教學(xué)反饋：自由研讀教材當(dāng)中列舉的應(yīng)用實(shí)例。布置作業(yè)：P118：３、４、５、６、７、８

附：板書(shū)設(shè)計(jì)：平面連桿機(jī)構(gòu)

一、平面連桿機(jī)構(gòu)

３、基本類(lèi)型 １、定義、特點(diǎn)

（１）曲柄搖桿機(jī)構(gòu) ２、類(lèi)型

條件：

二、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)：

（２）雙曲柄機(jī)構(gòu) １、組成 條件： ２、曲柄存在條件

（３）雙搖桿機(jī)構(gòu)（１）

條件：（２）

第四篇：平面連桿機(jī)構(gòu)例題

典型例題

例1 如圖所示，已知lBC=100mm，lCD=70mm，lAD=50mm，AD為固定件。（1）如果該機(jī)構(gòu)能成為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，且AB為曲柄，求lAB的值；（2）如果該機(jī)構(gòu)能成為雙曲柄機(jī)構(gòu)，求lAB的值；（3）如果該機(jī)構(gòu)能成為雙搖桿機(jī)構(gòu)，求lAB的值。

解（1）如果能成為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，則機(jī)構(gòu)必須滿足“最長(zhǎng)桿與最短桿長(zhǎng)度之和小于或等于其他兩桿長(zhǎng)度之和，且AB為最短桿”。則有

lAB+lBC≤ lCD+lAD 代入各桿長(zhǎng)度值，得

lAB≤20mm

（2）如果該機(jī)構(gòu)能成為雙曲柄機(jī)構(gòu)，則機(jī)構(gòu)必須滿足“最長(zhǎng)桿與最短桿長(zhǎng)度之和小于或等于其他兩桿長(zhǎng)度之和，且機(jī)架AD為最短桿”。則

1）若BC為最長(zhǎng)桿即lAB≤100mm，則

lAD+lBC≤ lCD+lAB

lAB ≥80mm

所以 80mm≤lAB≤ 100mm 2）若AB為最長(zhǎng)桿即 lAB ≥100mm，則

lAD+lAB≤ lCD+lBC

lAB≤120mm

所以 100mm≤lAB≤ 120mm

將以上兩種情況進(jìn)行分析綜合后，lAB的值應(yīng)在以下范圍內(nèi)選取，即

80mm≤lAB≤ 120mm

（3）若能成為雙搖桿機(jī)構(gòu)，則應(yīng)分兩種情況分析：第一種情況，機(jī)構(gòu)各桿件長(zhǎng)度滿足“桿長(zhǎng)之和條件”，但以最短桿的對(duì)邊為機(jī)架；第二種情況，機(jī)構(gòu)各桿件長(zhǎng)度不滿足“桿長(zhǎng)之和條件”，在本題目中，AD已選定為固定件，則第一種情況不存在。下面就第二種情況進(jìn)行分析。

1）當(dāng) lAB＜50mm,AB為最短桿，BC為最長(zhǎng)桿

lAB+lBC ＞ lCD+lAD

lAB ＞20mm

即 20mm＜ lAB＜50mm

2）當(dāng)50≤lAB＜100時(shí)，AD為最短桿，BC為最長(zhǎng)桿，則

lAD+lBC＞ lCD+lAB

lAB＜80mm 即 50mm≤lAB＜80mm

3）當(dāng)lAB ＞100mm時(shí)，AB為最長(zhǎng)桿，AD為最短桿，則

lAD+lAB＞ lCD+lBC

lAB＞120mm 另外，AB增大時(shí)，還應(yīng)考慮到，BC與CD成伸直共線時(shí)，需構(gòu)成三角形的邊長(zhǎng)關(guān)系，即

lAB＜（lCD+lBC）+ lAD

lAB＜220mm 則 120mm＜ lAB＜220mm 綜合以上情況，可得 lAB的取值范圍為：

20mm ＜lAB＜80mm 及 120mm＜lAB＜220mm

除以上方法外，機(jī)構(gòu)成為雙搖桿機(jī)構(gòu)時(shí)，lAB的取值范圍也可用以下方法得到：對(duì)于以上給定的桿長(zhǎng)，若能構(gòu)成一個(gè)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，則它只有三種類(lèi)型：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)、雙搖桿機(jī)構(gòu)。故分析出機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，雙曲柄機(jī)構(gòu)時(shí)lAB的取值范圍后，在0～220mm之內(nèi)的其余值即為雙搖桿機(jī)構(gòu)時(shí)lAB的取值范圍。

例2 在圖示連桿機(jī)構(gòu)中，已知各構(gòu)件的尺寸為：lAB=160mm，lBC=260mm，lCD=200mm，lAD=80mm；并已知構(gòu)件AB為原動(dòng)件，沿順時(shí)針?lè)较騽蛩倩剞D(zhuǎn)，試確定：

（1）四桿機(jī)構(gòu)ABCD的類(lèi)型；

（2）該四桿機(jī)構(gòu)的最小傳動(dòng)角γmin；

（3）滑塊的行程速度變化系數(shù)K。

解：（1）lAD +lBC =80+260 =340< lAB +lCD =160+200=360,即滿足桿長(zhǎng)條件，且以最短桿AD為機(jī)架，故為雙曲柄機(jī)構(gòu)。（2）解法一：作圖法如圖（b）所示

解法二:?minb2?c2??a?d?2602?2002??160?80??arccos?arccos?13.325?

2bc2?260?20022

（3）在圖（c）所示，極位夾角θ為滑塊在兩個(gè)極限位置時(shí)曲柄AB所夾的銳角，用作圖法可得θ=43.6°。

180???K??1.639

180???

例3 在圖示的凸輪機(jī)構(gòu)中，若已知凸輪2以等角速度順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，試求從動(dòng)件上B點(diǎn)的速度。假設(shè)構(gòu)件3在構(gòu)件2上作純滾動(dòng)，求點(diǎn)B'的速度。

解：（1）瞬心位置如圖所示，vP24??2O2P24??4P14P24

?4?O2P24?2 PP1424vB???4O4B

方向如圖所示（2）

vP23??2O2P23??3P13P23

?3?O2P23?2 PP1323?vB????3P13B

方向如圖所示

例4 圖示為一已知的曲柄遙桿機(jī)構(gòu)，現(xiàn)要求用一連桿將搖桿CD和一滑塊F連接起來(lái)，使搖桿的三個(gè)位置C1D，C2D，C3D，和滑塊的三個(gè)位置F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3相對(duì)應(yīng)，試確定此連桿的長(zhǎng)度及其與搖桿CD鉸接點(diǎn)的位置。

解：該問(wèn)題屬于函數(shù)生成機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，如圖所示，根據(jù)低副運(yùn)動(dòng)的可逆性，如果改取從動(dòng)連架桿為機(jī)架，則可得鉸鏈F的轉(zhuǎn)位點(diǎn)F'2，F(xiàn)'3。連接F1F'2和F'2F'3，分別作這兩段線段的中垂線，其交點(diǎn)E1 即為所求。連桿長(zhǎng)度EF可從圖中直接量取。

例5試設(shè)計(jì)如圖3-6所示的六桿機(jī)構(gòu)。當(dāng)原動(dòng)件 OAA 自 OAy軸沿順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)?12?60? 到達(dá) L2 時(shí)，構(gòu)件OBB1順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò) ?12?45?，恰與OAx軸重合。此時(shí)，滑塊6在 OAx軸上自C1 移動(dòng)到C2，其位移S12?20mm，滑塊C1距OB的距離為OBC1?60mm，用幾何法確定A1和B1點(diǎn)的位置，并且在所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)中標(biāo)明傳動(dòng)角。同時(shí)，說(shuō)明機(jī)構(gòu)OAA1B1OB是什么樣的機(jī)構(gòu)（曲柄搖桿、雙曲柄或雙搖桿機(jī)構(gòu)）？

第五篇：平面連桿機(jī)構(gòu)自測(cè)題

一、選擇題

1、圖示鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，已知桿長(zhǎng)a = 120 mm，b = 200 mm，c = 280 mm，若要獲得曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，機(jī)架d 的取值范圍是（）mm。

A.C.2、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角是（）。

A.C.3、在下列機(jī)構(gòu)中，（）沒(méi)有急回性質(zhì)。A.C.4、在下列機(jī)構(gòu)中，有急回性質(zhì)的是（）。A.C.雙曲柄機(jī)構(gòu) D.擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) 轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) B.對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 雙曲柄機(jī)構(gòu) D.擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) 曲柄搖桿機(jī)構(gòu) B.曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 連桿與從動(dòng)搖桿之間所夾銳角的余角 D.極位夾角的余角 從動(dòng)搖桿兩個(gè)極限位置之間的夾角 B.連桿與從動(dòng)搖桿之間所夾銳角 200≤d≤360 D.200≤d≤400 120≤d≤200 B.200≤d≤320

5、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的桿長(zhǎng)a = 60 mm，b = 80 mm，c = 100 mm，d = 90 mm。若以桿a為機(jī)架，則此四桿機(jī)構(gòu)（）。

A.C.有整轉(zhuǎn)副且有一個(gè)曲柄 D.有整轉(zhuǎn)副且有兩個(gè)曲柄 無(wú)整轉(zhuǎn)副，無(wú)曲柄存在 B.有整轉(zhuǎn)副而無(wú)曲柄存在

6、在下列平面四桿機(jī)構(gòu)中，無(wú)論以哪一構(gòu)件為主動(dòng)件，都不存在死點(diǎn)位置。（）

A.C.7、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)利用（）可演化為偏心輪機(jī)構(gòu)。

A.C.8、車(chē)輛前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)采用的是什么機(jī)構(gòu)？（）

A．

C．

9、縫紉機(jī)的踏板機(jī)構(gòu)，以下相關(guān)論述不正確的是哪個(gè)？（）

A．

B．

C．

D．

10、已知對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的曲柄長(zhǎng)AB=20mm，問(wèn)該機(jī)構(gòu)滑塊的行程H為多少？（）

A． C． 20 mm＜H＜40 mm D．

H=30 mm H=20 mm B．

H=40 mm 踏板相當(dāng)于曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中的曲柄。利用飛輪幫助其克服“死點(diǎn)位置。” 工作過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)倒車(chē)或踩不動(dòng)的現(xiàn)象。應(yīng)用了曲柄搖桿機(jī)構(gòu)且搖桿為主動(dòng)件。雙搖桿機(jī)構(gòu) D．

曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 曲柄搖桿機(jī)構(gòu) B．

雙曲柄機(jī)構(gòu) 移動(dòng)副取代回轉(zhuǎn)副 D.擴(kuò)大回轉(zhuǎn)副 機(jī)架變換 B.改變構(gòu)件相對(duì)長(zhǎng)度 曲柄搖桿機(jī)構(gòu) D.曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 雙曲柄機(jī)構(gòu) B.雙搖桿機(jī)構(gòu)

二、判斷題

1、平面連桿機(jī)構(gòu)是由一些剛性構(gòu)件用低副聯(lián)接而成的機(jī)構(gòu)。?????（2、平面四桿機(jī)構(gòu)中若有曲柄存在，則曲柄必為最短桿。???????（3、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)通過(guò)機(jī)架的改變，一定可以實(shí)現(xiàn)三種基本型式之間的轉(zhuǎn)換。??????（錯(cuò)）

4、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的急回運(yùn)動(dòng)特性是用急回特性系數(shù)K來(lái)表示，K愈小，則急回作用就愈明顯。??（對(duì)

5、實(shí)際生產(chǎn)中，常利用急回運(yùn)動(dòng)這個(gè)特性，來(lái)縮短工作時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。????????（對(duì)

6、極位夾角就是從動(dòng)件在兩個(gè)極限位置之間的夾角。????????（7、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，傳動(dòng)角越大，機(jī)構(gòu)的傳力性能越好。??????（8、四桿機(jī)構(gòu)有無(wú)死點(diǎn)位置，與何構(gòu)件為原動(dòng)件無(wú)關(guān)。????????（9、對(duì)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)而言，當(dāng)曲柄為原動(dòng)件時(shí)，從動(dòng)件搖桿與連桿無(wú)共線位置，所以無(wú)死點(diǎn)。???（對(duì)

10、在實(shí)際生產(chǎn)中，死點(diǎn)現(xiàn)象對(duì)工作都是不利的，必須加以克服。??（對(duì)

錯(cuò)）錯(cuò)）

對(duì)

錯(cuò)）

對(duì)

錯(cuò)）

對(duì)

錯(cuò)）錯(cuò)）錯(cuò)）

對(duì)

對(duì)

錯(cuò)）

對(duì)

錯(cuò)）

? 單擊這里查看答案：

o

一、選擇題：

1、C

2、B

3、C

4、D

5、B

6、A

7、D

8、C

9、D

10、B o

二、判斷題：

1、對(duì)

2、錯(cuò)

3、錯(cuò)

4、錯(cuò)

5、對(duì)

6、錯(cuò)

7、對(duì)

8、錯(cuò)

9、對(duì)

10、錯(cuò)