《机械基础》 项目五 设计港口起重机机构答案及评分标准.docx
项目五设计港口起重机执行机构
情境导入
港口起重机（如REF_Re\h图5-1所示）是工业生产中常见的一种典型的平面连杆机构，该机构通过构件的运动，将重物吊起到指定的位置。起重机械的工作程序是：取物装置在取料地点由起升机构将重物提升、平移、回转，或变幅机构使重物实现水平位移，然后起升机构将重物下降到指定地点，接着各个机构进行反方向运动，使取物装置回到原来的取料地点，一个工作循环结束。在每个工作循环中，相关工作机构做一次正向和反向的交替运动，并伴有频繁的启动和制动过程。一个工作循环完成后，再进行下一个工作循环。
图5-SEQ图5-\*ARABIC1港口起重机
任务实施
2.按给定的行程速比系数设计平面四杆机构
已知：行程速度变化系数K、摇杆长度lCD、最大摆角y，试用图解法设计曲柄摇杆机构。
解答：（
解答：（1）由给定的行程速比系数K，求出极位夹角θ。
选取适当的比例尺μl按lCD和y作出摇杆的两个极限位置C1D、C2D，如图所示。
连接C1C2，做∠C1C2O=∠C2C1O=90-θ，以O为圆心，OC1为半径做大圆，弧C1C2所对的圆心角为
∠C1OC2=2θ。
在大圆上弧C1C2所对的圆周角为θ，在圆周上适当选取A点，使∠C1AC2=θ，则AC1、AC2即为曲柄与连杆共线的两个位置。
故AC1=B1C1-AB1，AC2=AB2+B2C2，而AB1=AB2=AB，B1C1=B2C2=BC，因此，
曲柄的长度lAB=μlXAB1=μlXAB2
连杆的长度lBC=μlXB1C1=μlXB2C2
由于弧C1C2所对应的圆周角为θ，故在大圆上任意选A点，均可使∠C1AC2=θ，所以若仅按行程速比系数K设计，可得无穷的解。A点位置不同，机构传动角的大小也不同，因此可按照最小传动角或其他辅助条件来确定A点的位置。
评分细则：
1、正确绘制出平面连杆机构并详细描述过程，分值*100%，得60分；
2、描述行程速比系数计算过程，并大致绘制出平面连杆机构，分值*60%，得36分；
3、否则记0分。
3.如下图所示的较量四杆机构中，已知各构件长度lAB=20mm、lBC=60mm、lCD=85mm、lAD=50mm，要求：
（1）试判断该机构是否有曲柄。
（2）若以构件AB为原动件，判断此机构是否存在急回运动，若存在，试确定其极位夹角。
（3）试画出该机构的最小传动角。
（4）在什么情况下此机构有死点位置？
解答：
解答：
该机构中，最短杆为lAB=20mm，最长杆为lCD=85mm，故
lAB+lCD=20+85≤lBC+lAD满足杆长和条件
最短杆AB为连架杆，满足最短杆条件
因此该机构存在曲柄，为曲柄摇杆机构。
若AB为原动件，CD杆为摇杆，存在急回特性
极位夹角为AB与BC两次共线时所处的位置所形成的夹角
最小传动角出现在以摇杆CD为原动件，曲柄AB为从动件，AB与BC共线时
最小传动角为0.
死点出现在以摇杆CD为原动件，曲柄AB为从动件，AB与BC共线时
最小传动角为0.
评分细则：
1、正确分析判断并完成每个小项，分值*100%，得40分；
2、每个小项分值*25%，得10分；
3、否则记0分。
评分细则：
1、正确绘制出平面连杆机构并详细描述过程，分值*100%，得70分；
2、描述行程速比系数计算过程，并大致绘制出平面连杆机构，分值*60%，得42分；
3、否则记0分。
任务评价
项目
评价要点
分值
完成时间
学生评价
50%
教师评价
50%
开始
结束
过程考核
活页工作手册
30
结果考核
1
正确判断四杆机构的类型
5
正确判断四杆机构存在曲柄的条件
10
正确判断四杆机构的急回特性
5
2
正确绘制四杆机构的压力角、传动角
10
正确指出四杆机构的死点位置
5
正确选用比例尺进行四杆机构的设计
5
3
正确选用四杆机构的设计方法
5
正确绘制四杆机构简图
10
实现四杆机构的预定运动轨迹
10
素质考核
自主学习习惯
严谨务实、精益求精的工匠精神
职业规范意识
5
合计
备注：每一小项完全正确，给予满分；
不完全正确但是高于及格标准，给予及格分；
否则，给予0分。
总结归纳
通过对设计港口起重机执行机构的学习，主要的内容有：
通过对设计港口起重机执行机构的学习，主要的内容有：
1.平面四杆机构的基本类型
2.平面四杆机构存在曲柄的条件及其基本类型的判别
3.平面四杆机构的运动特性
4.平面四杆机构的传力特性
5.平面四杆机构的设计方法