题目
四、铰链四杆机构的基本形式有哪几种?已知铰链四杆机构各构件的长度分别为 mm,b=600mm,c=400mm,d=500mm。试问当分别取a、b、c、d为机架时,将各得到何种机构?
四、铰链四杆机构的基本形式有哪几种?已知铰链四杆机构各构件的长度分别为 mm,b=600mm,c=400mm,d=500mm。试问当分别取a、b、c、d为机架时,将各得到何种机构?
题目解答
答案
解:(1)曲柄摇杆机构; (2) 双摇杆机构; (3)双曲柄机构。
a为机架双曲柄机构;
b为机架曲柄摇杆机构;
c为机架双摇杆机构;
d为机架曲柄摇杆机构。
解析
考查要点:本题主要考查铰链四杆机构的基本形式及其演化规律,要求根据给定杆长和机架选择判断具体机构类型。
解题核心思路:
- 基本形式:铰链四杆机构的基本形式包括曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构。
- 杆长条件:判断是否存在曲柄的关键是最短杆与最长杆之和是否小于等于其他两杆之和。
- 机架选择:根据机架的不同,通过最短杆的归属(连架杆、机架、连杆)确定机构类型。
破题关键点:
- 确定最短杆:本题中最短杆为$a=100\ \text{mm}$。
- 杆长条件验证:$a + b = 700\ \text{mm} < c + d = 900\ \text{mm}$,满足存在曲柄的条件。
- 机架选择逻辑:
- 最短杆为机架:双曲柄机构。
- 最短杆为连架杆:曲柄摇杆机构。
- 最短杆为连杆:双摇杆机构。
基本形式
铰链四杆机构的基本形式有三种:
- 曲柄摇杆机构(存在一个曲柄和一个摇杆)。
- 双曲柄机构(存在两个曲柄)。
- 双摇杆机构(不存在曲柄,两个连架杆均为摇杆)。
机构类型判断
根据杆长$a=100\ \text{mm}$,$b=600\ \text{mm}$,$c=400\ \text{mm}$,$d=500\ \text{mm}$,分别取不同杆为机架:
取$a$为机架
- 最短杆$a$为机架,此时两个连架杆$b$和$d$均可能成为曲柄。
- 结论:双曲柄机构。
取$b$为机架
- 最短杆$a$为连架杆,可作为曲柄,另一连架杆$d$为摇杆。
- 结论:曲柄摇杆机构。
取$c$为机架
- 最短杆$a$为连杆,无法形成曲柄,两个连架杆$b$和$d$均为摇杆。
- 结论:双摇杆机构。
取$d$为机架
- 最短杆$a$为连架杆,可作为曲柄,另一连架杆$b$为摇杆。
- 结论:曲柄摇杆机构。