连杆机构的设计及运动分析

大作业（一）

平面连杆机构的运动分析

班 级： 姓 名： 姓 名： 姓 名： 指 导 教 师： 完 成 日 期： 机械原理大作业 机电学院05011303班

一、题目及原始数据

1.1、平面连杆机构的运动分析题目：

如图1.1所示，为一平面六杆机构。设已知各构件的尺寸如表 1.1 所示，又知原动件1以等角速度?1= 1rad/s 沿逆时针方向回转，试求各从动件的角位移、角速度及角加速度以及位移E点的位移、速度及加速度的变化情况。

表1.1 平面六杆机构的尺寸参数

l2'=65mm,xG=153.5mm,yG=41.7mm

题 号 l1 1-A l2 l3 l4 l5 l6 ? A B C 105.6 67.5 87.5 34.4 25 60° l1=26.5 l1=24 l1=29.5 要求每组（每三人为一组，每人一题）至少打印一份源程序，每个同学计 算出原动件从 0o到 360o时（计算点数 N

四、平面连杆机构

1.在 条件下，曲柄滑块机构具有急回特性。 2.机构中传动角γ和压力角α之和等于 。

3.在铰链四杆机构中，当最短构件和最长构件的长度之和大于其他两构件长度之和时，只能获得 机构。

4.平面连杆机构是由许多刚性构件用 联接而形成的机构。 5.在图示导杆机构中，AB为主动件时，该机构传动角的值为 。

题5图 题12图 6.在摆动导杆机构中，导杆摆角ψ=3 0°，其行程速度变化系数K的值为 。 7.在四杆机构中LAB=40mm，lBC=40mm，lCD=60mm，AD为机架，该机构是 。

8.铰链四杆机构具有急回特性时其极位夹角θ值 ，对心曲柄滑块机构的θ值 ， 所以它 急回特性，摆动导杆机构 急回特性。

9.对心曲柄滑块机构曲柄长为a，连杆长为b，则最小传动角γmin等于 ，它出现在 位置。

10.在四连杆机构中，能实现急回运动的机构有(1) ，(2) ，(3) 。

11.铰链四杆机构有曲柄的条件是

第3章 习题

3-1 欲设计一个如图3-9所示的铰链四杆机构。设已知其摇杆CD的长度lCD=75mm，行程速比系数K=1.5，机架AD的长度lAD=100mm，又知摇杆的一个极限位置与机架间的夹

?=45°。试求其曲柄的长度lAB和连杆的长度lBC。 角?3

3-2 图3-10所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yy轴线上，其相互位置尺寸如图所示。试设计此机构。

3-3 试设计如图3-11所示的六杆机构。当原动件1自y轴顺时针转过φ12=60°时，构件3顺时针转过?12=45°，恰与x轴重合。此时滑块6自E1移动到E2，位移s12=20mm。试确定铰链B1和C1的位置，并在所设计的机构中标明传动角γ，同时说明四杆机构AB1C1D的类型。

3-4 设计如图3-12所示的偏置曲柄滑块机构。已知滑块的行程速度变化系数K=1.5，滑块的冲程lC1C2=50mm，导程的偏距e=20mm。求曲柄长度lAB和连杆长度lBC。

3-5 设计如图3-13所示的曲柄摇杆机构。已知其摇杆CD的长度lCD=290mm，摇杆两极限位置间的夹角ψ=32°，行程速度变化

平面连杆机构习题及解答

一、复习思考题

1、什么是连杆机构？连杆机构有什么优缺点？

2、什么是曲柄？什么是摇杆？铰链四杆机构曲柄存在条件是什么？ 3、铰链四杆机构有哪几种基本形式？

4、什么叫铰链四杆机构的传动角和压力角？压力角的大小对连杆机构的工作有何影响？

5、什么叫行程速比系数？如何判断机构有否急回运动？ 6、平面连杆机构和铰链四杆机构有什么不同？ 18、试述克服平面连杆机构“死点”位置的方法。

二、填空题

1、平面连杆机构是由一些刚性构件用 副和 副相互联接而组成的机构。

2、平面连杆机构能实现一些较复杂的 运动。

3、当平面四杆机构中的运动副都是 副时，就称之为铰链四杆机构；它是其他多杆机构的 。

4、在铰链四杆机构中，能绕机架上的铰链作整周 的 叫曲柄。 5、在铰链四杆机构中，能绕机架上的铰链作 的 叫摇杆。

6、平面四杆机构的两个连架杆，可以有一个是 ，另一个是 ，也可以两个都是 或都是 。

7、平面四杆机构有三种基本形式，即

平面连杆机构

一、填空：

1．由一些刚性构件用_____ 副和_____ 副相互连接而组成的在同一平面或相互平行平面内运动的机构称为平面连杆机构。

2．铰链四杆机构按两连架杆的运动形式，分为_____ 机构、_____ 机构和_____ 机构三种基本类型。

3. 在铰链四杆机构中，与机架用转动副相连，且能绕该转动副轴线整圈旋转的构件称为_____ ；与机架用转动副相连，但只能绕该转动副轴线摆动的构件_____ ；直接与连架杆相联接，传递运动和动力的构件称为_____ 。

4.铰链四杆机构有曲柄的条件___________________________________。(用文字说明)

5. 图1-1为铰链四杆机构，设杆a最短，杆b最长。试用式子表明它构成曲柄摇杆机构的条件：

（1）_________ _ 。

（2）以_______ __为机架，则______ __为曲柄。

图1-1

6.在铰链四杆机构中，当最短构件和最长构件的长度之和大于其他两构件长度之和时，只能获得_________ _ 机构。

7．如果将曲柄摇杆机构中的最短杆改作机架时，得到_________机构；最短杆对面的杆作为机架时，得到_________机构。

8. 当机构_________时，则机构

船舶柴油机曲柄连杆机构的运动仿真与动力分析

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船舶柴油机曲柄连杆机构的运动仿真与动力分析

第一章 绪论

1.1课题来源及意义

当今全球经济日益繁荣，国国之间外贸联系日益紧密，90%的进出口是靠船舶运输的。柴油机有以下突出优点，a.经济性好b.功率范围宽广c.尺寸小，重量轻d.机动性好e.可靠性高，寿命长，维修方便。因此船舶的动力和电力系统绝大部分情况依赖柴油机，所以研究船舶柴油机有很大的必要性。在大多数情况下，大型低速长行程十字头二冲程柴油机作为主机，带动轴系，最终推动螺旋桨产生动力推进船舶前进；中速四冲程筒形柴油机作为发电机组的原动机，带动发电机发电供全船照明和动力用电。

无论四冲程还是二冲程柴油机的核心都是曲柄连杆机构。曲柄连杆机构是柴油机主要运动部件，能将活塞的往复运动转换成回转运动，并产生动力，驱动外部设备。曲柄连杆机构运动和受力都比较复杂，因此无论是设计人员在设计过程中，还是轮机员在日常维修保养中都非常关心它的性能。

以一种平面八连杆机构为例建立了平面多连杆机构的优化数学模型,应用Matlab软件进行了优化设计,并在SolidWorks软件中建立了装配体模型,应用COSMOSMotion软件进行了机构仿真,为机构优化设计提供了一种高效、直观的仿真手段,提高了对平面多连杆机构的分析设计能力。同时,也为其它机构的仿真设计提供了借鉴。

维普资讯

基于 C S S t n运动仿真的平面 O MO Moi o多连杆机构优化设计崔利杰龚小平， (. 1空军工程大学工程学院，西西安 7 0 3;.陕 1 0 8 2空军工程大学理学院，西西安 7 0 5 )陕 1 0 1Pl n rM uli— i a a a t—l nk ge Optmia i n De i n Ba e n COSM OS o i n M o e e m u a i n i z to sg s d o M to v m ntSi l toCUILi i GONG a —je . Xio—pn z ig( . heEng n e i g I s iut A i r eEngie rn U nie st Xi a 0 8。 1T i e rn n tt e。 rFo c n e ig

第二章 平面连杆机构

一、判断题（正确 T，错误 F）

1. 任何平面四杆机构出现死点时对工作都是不利的，因此应设法避免。 （ ） 2. 铰链四杆机构存在曲柄的条件是最短杆与最长杆之和大于或等于其余两杆长度之和。（ ） 3. 低副联接的三个构件不能组成机构，只能构成一个构件。 （ ） 4. 机构处于死点位置时，机构中的从动件将出现自锁或运动不确定现象。 （ ） 5. 极位夹角是从动件在两个极限位置时的夹角。 （ ）

6. 在铰链四杆机构中，通过取不同构件作为机架，则可以分别得到曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机

构。 （ ） 7. 平面四杆机构中，压力角越小，传动角越大，机构的传动性能越好，效率越高。 （ ） 二、单项选择题

1. 在下列平面四杆机构中，无论以哪一构件为主动件，都不存在死点位置（ ）。

A 曲柄摇杆机构 B 双摇

第八章 平面连杆机构及其设计

一、 填空题：

1. 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。 2. 在铰链四杆机构中，运动副全部是 低 副。

3. 在铰链四杆机构中，能作整周连续回转的连架杆称为 曲柄 。 4. 在铰链四杆机构中，只能摆动的连架杆称为 摇杆 。 5. 在铰链四杆机构中，与连架杆相连的构件称为 连杆 。

6. 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。 7. 对心曲柄滑块机构 无 急回特性。

8. 平行四边形机构的极位夹角?? 00 ，行程速比系数K? 1 。

9. 对于原动件作匀速定轴转动，从动件相对机架作往复直线运动的连杆机构，是否有急回

特性，取决于机构的极位夹角是否为零。 10. 机构处于死点时，其传动角等于0?。

11. 在摆动导杆机构中，若以曲柄为原动件，该机构的压力角?? 00 。 12. 曲柄滑块机构，当以 滑块 为原动件时，可能存在死点。 13. 组成平面连杆机构至少需要 4 个构件。 二、 判断题：

14. 平面连杆机构中，至少有一个连杆。

15. 在曲柄滑块机构中，只要以滑块为原动件

第八章

平面连杆机构及其设计

本章主要内容

连杆机构及其特点 平面连杆机构的类型及应用

平面连杆机构的基本知识 平面四杆机构的设计

§8-1 连杆机构及其传动特点一. 连杆机构连杆机构由若干个构件通过低副连接而组成。

共同特点——原动件通过不与机架相连的中间 构件传递到从动件上。连杆:不与机架相连的中间构件 具有连杆的机构——连杆机构

契贝谢夫四足机器人

它是利用连杆曲线特性，当一对角足运动处在曲线的直线段时则着地 静止不动，而另一对角足则处在曲线段作迈足运动，从而可实现类似动物 的足行运动。

二、连杆机构的特点 优点： ①连杆机构为低副机构，运动副为面接触，压强小，

承载能力大，耐冲击；② 运动副元素的几何形状多为平面或圆柱面，便于

加工制造；③在原动件运动规律不变情况下，通过改变各构件的

相对长度可以使从动件得到不同的运动规律；④可以连杆曲线可以满足不同运动轨迹的设计要求。

缺点： ①由于运动积累误差较大，因而影响传动精度；

②由于惯性力不好平衡而不适于高速传动；③设计方法比较复杂。

§8-2 平面四杆机构的类型和应用一、四杆机构基本型式1. 曲柄摇杆机构 铰链四杆机构中，若其两个连架杆一为曲柄，一为摇杆，

则此四杆机构称为曲柄摇杆机构。C2

碎石