《平面連桿機(jī)構(gòu)》PPT課件

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1、第 三 章 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu)學(xué) 習(xí) 要 求（ 1） 掌 握 鉸 鏈 四 桿 機(jī) 構(gòu) 的 基 本 型 式 、 應(yīng) 用 和 演 化 ；（ 2） 熟 悉 曲 柄 存 在 的 條 件 、 壓 力 角 、 傳 動(dòng) 角 、 死 點(diǎn) 位置 、 極 限 位 置 、 極 位 夾 角 、 行 程 速 比 系 數(shù) 等 基 本 概 念 ，并 能 繪 圖 表 示 ；（ 3） 了 解 四 桿 機(jī) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 的 基 本 問(wèn) 題 ， 掌 握 設(shè) 計(jì) 平 面 四桿 機(jī) 構(gòu) 的 基 本 方 法 。 重 點(diǎn)（ 1） 鉸 鏈 四 桿 機(jī) 構(gòu) 及 鉸 鏈 四 桿 機(jī) 構(gòu) 基 本 類 型 的 判 斷（ 2） 曲 柄 滑 塊 機(jī)

2、構(gòu) 是 如 何 演 化 而 來(lái) 的 ？（ 3） 平 面 四 桿 機(jī) 構(gòu) 的 急 回 特 性 表 示 什 么 ？ 與 什 么 參 數(shù)有 關(guān) ？（ 4） 什 么 時(shí) 候 會(huì) 出 現(xiàn) 死 點(diǎn) 位 置 ， 如 何 避 免 ？ 如 何 利 用 ？（ 5） 機(jī) 構(gòu) 的 壓 力 角 和 傳 動(dòng) 角 有 什 么 關(guān) 系 ？ 它 們 與 傳 動(dòng)效 率 有 什 么 關(guān) 系 ？ 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) 各 構(gòu) 件 間 均 用 低 副 連 接 的 平 面 機(jī)構(gòu) 。 特 點(diǎn) ：磨 損 較 輕 ， 潤(rùn) 滑 容 易 ， 便 于 加 工 且 加 工 精 度 較 高 。運(yùn) 動(dòng) 誤 差 較 大 ， 結(jié) 構(gòu) 和 設(shè) 計(jì) 較 復(fù) 雜

3、 。 3-1 鉸 鏈 四 桿 機(jī) 構(gòu) 的 基 本 形 式 和 應(yīng) 用 機(jī) 架 ： 4 連 架 桿 ： 1、 3 連 桿 ： 2轉(zhuǎn) 動(dòng) 副曲 柄 能 作 360 轉(zhuǎn) 動(dòng) 的 連 架 桿 。搖 桿 不 能 作 360 轉(zhuǎn) 動(dòng) 的 連 架 桿 。 一 、 曲 柄 搖 桿 機(jī) 構(gòu) 應(yīng) 用 ： 二 、 雙 曲 柄 機(jī) 構(gòu) 一 般 ： 主 動(dòng) 曲 柄 勻 速 轉(zhuǎn) 動(dòng) ， 從 動(dòng) 曲 柄 變 速 轉(zhuǎn) 動(dòng) 特 殊 ： 1） 正 平 行 四 邊 形 機(jī) 構(gòu) ： 對(duì) 邊 平 行 且 相 等 特 點(diǎn) ： 主 、 從 動(dòng) 曲 柄 同 速 轉(zhuǎn) 動(dòng) 且 方 向 相 等 運(yùn) 動(dòng) 不 確 定 現(xiàn) 象 ： 2） 反 平 行 四

4、 邊 形 機(jī) 構(gòu) ： 對(duì) 邊 相 等 但 不 平 行 特 點(diǎn) ： 主 、 從 動(dòng) 曲 柄 轉(zhuǎn) 向 相 反 公 共 汽 車 車 門 啟 閉 機(jī) 構(gòu) 三 、 雙 搖 桿 機(jī) 構(gòu) 3-2 鉸 鏈 四 桿 機(jī) 構(gòu) 基 本 類 型 的 判 斷 21 31 413241 24312143 34213142 得)2()3( 得)3()1( 得)2()1( )3(對(duì) )2()( )1()( 對(duì) ll ll llllll DCB llllllll llllllll DCB ：， ：， ：， ： l1為 短 桿 桿 整 轉(zhuǎn) 副 能 作 360轉(zhuǎn) 動(dòng) 的 回 轉(zhuǎn) 副 。 整 轉(zhuǎn) 副 存 在 的 條 件 ：1） 最

5、短 桿 +最 長(zhǎng) 桿 其 余 兩 桿 之 和 ；2） 最 短 桿 兩 端 的 轉(zhuǎn) 動(dòng) 副 為 整 轉(zhuǎn) 副 (最 短 桿 是 曲 柄 )。 鉸 鏈 四 桿 機(jī) 構(gòu) 基 本 類 型 的 判 斷 ：1） 當(dāng) 最 短 桿 +最 長(zhǎng) 桿 其 余 兩 桿 之 和 a.固 定 最 短 桿 的 鄰 桿 ， 得 到 曲 柄 搖 桿 機(jī) 構(gòu) b.固 定 最 短 桿 ， 得 到 雙 曲 柄 機(jī) 構(gòu) c.固 定 最 短 桿 的 對(duì) 桿 ， 得 到 雙 搖 桿 機(jī) 構(gòu)2） 當(dāng) 最 短 桿 +最 長(zhǎng) 桿 其 余 兩 桿 之 和 無(wú) 論 固 定 哪 個(gè) 構(gòu) 件 ， 都 為 雙 搖 桿 機(jī) 構(gòu) 例 ： 例 ： 在 鉸 鏈 四

6、 桿 機(jī) 構(gòu) 中 ， 已 知 l2= 30mm， l3=35mm，l4=50mm， 構(gòu) 件 AD為 機(jī) 架 ， 試 問(wèn) ：1） 若 此 機(jī) 構(gòu) 為 曲 柄 搖 桿 機(jī) 構(gòu) ， 且 構(gòu) 件 AB為 曲 柄 ， 求l1min ；2） 若 此 機(jī) 構(gòu) 為 雙 曲 柄 機(jī) 構(gòu) ， 求 l1max ；3） 若 此 機(jī) 構(gòu) 為 雙 搖 桿 機(jī) 構(gòu) ， 求 l1的 數(shù) 值 解 ： 由 式 得 lmax+lmin l余 1+l余 21) 若 此 機(jī) 構(gòu) 為 曲 柄 搖 桿 機(jī) 構(gòu) ， 且 構(gòu) 件 AB為 曲 柄 ，當(dāng) l4為 最 長(zhǎng) 桿 時(shí) ， 應(yīng) 滿 足 ： l2+l4 l1+l3 l1 l4+l2 l3=

7、50+30-35=45mm 當(dāng) l1為 最 長(zhǎng) 桿 時(shí) ， 應(yīng) 滿 足 ： l1+l2 l3+l4 l1 l3+l4 l2=50+35 30=55mm 45mm l1 55mm時(shí) ， 該 機(jī) 構(gòu) 為 曲 柄 搖 桿 機(jī) 構(gòu) 。 Lmin=45mm。 2) 若 此 機(jī) 構(gòu) 為 雙 曲 柄 機(jī) 構(gòu) ， 依 題 意 AD應(yīng) 為 最 短 桿 。 應(yīng)滿 足 ： l1+l4 l2+l3 l1 l2+l3 l4=30+35-50=15mm 當(dāng) lmax=15mm時(shí) ， 該 機(jī) 構(gòu) 為 雙 曲 柄 機(jī) 構(gòu) 。 3) 若 此 機(jī) 構(gòu) 為 雙 搖 桿 機(jī) 構(gòu) ， 只 要 l1不 滿 足 上 述 兩 種 情況 均

8、能 滿 足 本 題 要 求 。 即 當(dāng) 15mm l1 45mm和 55mml1 115mm（ 極 限 情 況 ， 即 l4+l2+l3 =115mm） 時(shí) ， 機(jī) 構(gòu) 均 為雙 搖 桿 機(jī) 構(gòu) 。 極 限 位 置 擺 角 ， 極 位 夾 角 3-3 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)特性 一 、 急 回 特 性曲 柄 AB 1 AB2（ 1） ， 搖 桿 C1D C2D（ ） ， 時(shí) 間 t1，速 度 v1曲 柄 AB2 AB1（ 2） ， 搖 桿 C2D C1D（ ） ， 時(shí) 間 t2，速 度 v2 行 程 速 比 系 數(shù) : K=2/1=(/t2)/ (/t1) =t1 /t2 =1/2 =(180 +

9、） /（ 180 -） 極 位 夾 角 。 =0， 無(wú) 急 回 特 性 ； 0， 有 急 回 特 性 。 越 大 ， 急 回 特 性 就 越 顯 著 。利 用 急 回 特 性 可 提 高 生 產(chǎn) 率 。 二 、 壓 力 角 a和 傳 動(dòng) 角 g壓 力 角 a作 用 在 從 動(dòng) 件 上 的 力 與 該 力 作 用 點(diǎn) 絕 對(duì) 速度 之 間 所 夾 的 銳 角 。壓 力 角 a越 大 ， 有 效 分 力 越 小 。 反 之 亦 然 。 aasin: cos: FF FFnt 有害分力有效分力 傳 動(dòng) 角 g 壓 力 角 的 余 角 。所 以 ， 壓 力 角 越 小 、 傳 動(dòng) 角 越 大 ， 機(jī)

10、構(gòu) 的 傳 力 性 能 越好 ， 傳 動(dòng) 效 率 越 高 。一 般 機(jī) 械 ：大 功 率 機(jī) 械 ： 40;50 minmax ggaa 50;40 minmax ggaa 三 、 死 點(diǎn) 位 置對(duì) 曲 柄 搖 桿 機(jī) 構(gòu) ， 當(dāng) 搖 桿 為 主 動(dòng) 件 時(shí) ， 從 動(dòng) 件 曲 柄 與連 桿 在 一 條 線 上 時(shí) ， 會(huì) 出 現(xiàn) 死 點(diǎn) 。 此 時(shí) 曲 柄 不 轉(zhuǎn) 動(dòng) 。 當(dāng) 機(jī) 構(gòu) 處 于 死 點(diǎn) 位 置 （ g=0 ） 時(shí) ， 機(jī) 構(gòu) 發(fā) 生 自 鎖 或運(yùn) 動(dòng) 不 確 定 。消 除 死 點(diǎn) 的 方 法 ：1） 對(duì) 曲 柄 施 加 外 力 。2） 利 用 構(gòu) 件 自 身 或 飛 輪 的 慣

11、 性 ， 使 機(jī) 構(gòu) 順 利 通 過(guò) 死點(diǎn) 。3） 采 用 聯(lián) 動(dòng) 的 兩 相 同 機(jī) 構(gòu) ， 使 兩 機(jī) 構(gòu) 的 死 點(diǎn) 錯(cuò) 開 。死 點(diǎn) 的 利 用 ：1） 飛 機(jī) 起 落 架 2） 快 速 夾 具 死 點(diǎn) 的 利 用 ： 1） 飛 機(jī) 起 落 架 2） 快 速 夾 具 3） 折 疊 靠 椅 3-4 鉸 鏈 四 桿 機(jī) 構(gòu) 的 演 化一 、 曲 柄 滑 塊 機(jī) 構(gòu) 轉(zhuǎn) 動(dòng) 副移 動(dòng) 副 搖 桿 曲 柄 搖 桿 機(jī) 構(gòu) 曲 柄 滑 塊 機(jī) 構(gòu) 轉(zhuǎn) 動(dòng) 往 復(fù) 移 動(dòng)曲 柄 滑 塊 機(jī) 構(gòu) 的 類 型 ： 對(duì) 心 曲 柄 滑 塊 機(jī) 構(gòu) 偏 置 曲 柄 滑 塊 機(jī) 構(gòu)應(yīng) 用 ： 活 塞 式 內(nèi)

12、 燃 機(jī) 、 空 氣 壓 縮 機(jī) 、 沖 床 等 。 對(duì) 心 曲 柄 滑 塊 機(jī) 構(gòu) 偏 置 曲 柄 滑 塊 機(jī) 構(gòu)曲 柄 存 在 條 件 ：對(duì) 心 曲 柄 滑 塊 機(jī) 構(gòu) ： L 1L2 行 程 S=2L1偏 置 曲 柄 滑 塊 機(jī) 構(gòu) ： L1+eL2 結(jié) 論 :偏 置 曲 柄 滑 塊 機(jī) 構(gòu) 具 有 急 回 特 性 改 變 曲 柄 滑 塊 機(jī) 構(gòu) 的 固 定 件 得 到 以 下 機(jī) 構(gòu) 。二 、 導(dǎo) 桿 機(jī) 構(gòu) 將 曲 柄 滑 塊 機(jī) 構(gòu) 中 的 曲 柄 改 為 機(jī) 架 轉(zhuǎn) 動(dòng) 導(dǎo) 桿 機(jī) 構(gòu) 擺 動(dòng) 導(dǎo) 桿 機(jī) 構(gòu)L1L2 L1 L2 ： 機(jī) 架 長(zhǎng) 度 ： 曲 柄 長(zhǎng) 度 應(yīng) 用 牛

13、 頭 刨 床 機(jī) 構(gòu) 簡(jiǎn) 易 刨 床 三 、 搖 塊 機(jī) 構(gòu) 曲 柄 滑 塊 機(jī) 構(gòu) 中 ， 當(dāng) 將 連 桿 改 為 機(jī)架 時(shí) ， 就 演 化 成 搖 塊 機(jī) 構(gòu) 。 應(yīng) 用 泵 四 、 定 塊 機(jī) 構(gòu) 曲 柄 滑 塊 機(jī) 構(gòu) 中 ， 當(dāng) 將 滑 塊 改 為 機(jī) 架 時(shí) ， 就演 化 成 定 塊 機(jī) 構(gòu) 。 應(yīng) 用 五 、 偏 心 輪 機(jī) 構(gòu) 擴(kuò) 大 轉(zhuǎn) 動(dòng) 副 用 于 曲 柄 長(zhǎng) 度 要 求 較 短 、 沖 擊 在 和 較 大 的 機(jī) 械 中 。 顎 式 破 碎 機(jī) 總 結(jié) ：鉸 鏈 四 桿 機(jī) 構(gòu) 可 通 過(guò) 下 列 途 徑 演 化 成 其 他 形 式 的 四 桿機(jī) 構(gòu) ：1)通 過(guò) 改

14、變 構(gòu) 件 的 相 對(duì) 長(zhǎng) 度 將 轉(zhuǎn) 動(dòng) 副 演 變 成 移 動(dòng) 副 ；2)通 過(guò) 擴(kuò) 大 轉(zhuǎn) 動(dòng) 副 獲 得 偏 心 輪 機(jī) 構(gòu) ；3)通 過(guò) 取 不 同 的 構(gòu) 件 為 機(jī) 架 獲 得 不 同 的 機(jī) 構(gòu) 。 3-5 平 面 四 桿 機(jī) 構(gòu) 的 設(shè) 計(jì)設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容 ： 選 擇 形 式 ； 確 定 尺 寸 （ 運(yùn) 動(dòng) 簡(jiǎn) 圖 ）兩 類 問(wèn) 題 ： 1） 按 給 定 的 從 動(dòng) 件 的 位 置 設(shè) 計(jì) 2） 按 給 定 的 運(yùn) 動(dòng) 軌 跡 設(shè) 計(jì)三 種 設(shè) 計(jì) 方 法 ： 1） 解 析 法 2） 幾 何 法 3） 實(shí) 驗(yàn) 法 一 、 按 給 定 的行 程 速 比 系 數(shù) 設(shè)計(jì) 1.曲 柄

15、搖 桿機(jī) 構(gòu) 已 知 條 件 ： 搖桿 長(zhǎng) l3， 搖 桿 的擺 角 f， 行 程 速 比系 數(shù) K設(shè) 計(jì) 實(shí) 質(zhì) ： 確定 固 定 鉸 鏈 中 心的 位 置 ， 定 出 曲柄 、 連 桿 及 機(jī) 架的 長(zhǎng) 度 。 設(shè) 計(jì) 要 點(diǎn) ：作 一 直 角 三 角 形 ， 使 其 銳 角 =極 位 夾 角 。 再作 直 角 三 角 形 的 外 接 圓 。 固 定 鉸 鏈 中 心 即位 于 圓 周 上 。 二 、 按 給 定 的 連 桿 位 置 設(shè) 計(jì)1.已 知 連 桿 的 兩 個(gè) 位 置2.已 知 連 桿 的 三 個(gè) 位 置連 接 連 桿 的 對(duì) 應(yīng)點(diǎn) ， 作 其 垂 直 平分 線 課 堂 練 習(xí)一

16、、 填 空 題1.曲 柄 搖 桿 機(jī) 構(gòu) 中 行 程 速 比 系 數(shù) K的 大 小 取 決于 ， K值 越 大 ， 機(jī) 構(gòu) 的 越 顯 著 。 2.在 曲 柄 搖 桿 機(jī) 構(gòu) 中 ， 當(dāng) 與 共 線時(shí) ， 機(jī) 構(gòu) 可 能 出 現(xiàn) 最 小 傳 動(dòng) 角 min 。3.在 鉸 鏈 四 桿 機(jī) 構(gòu) 中 ， 與 機(jī) 架 用 轉(zhuǎn) 動(dòng) 副 相 連 接 的 桿 稱為 。4.在 曲 柄 滑 塊 機(jī) 構(gòu) 中 ， 若 滑 塊 作 為 主 動(dòng) 件 ，當(dāng) 時(shí) ， 機(jī) 構(gòu) 會(huì) 出 現(xiàn) 死 點(diǎn) 位 置 。5.鉸 鏈 四 桿 機(jī) 構(gòu) 曲 柄 存 在 的 條 件 是 ； 。 極 位 夾 角 急 回 特 性曲 柄 機(jī) 架連 架

17、桿曲 柄 與 連 桿 共 線 最 短 +最 長(zhǎng) 其 余 兩 桿曲 柄 為 最 短 二 、 選 擇 題1.平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) 是 由 組 成 的 機(jī) 構(gòu) 。A.高 副 ； B.高 副 和 低 副 ； C.轉(zhuǎn) 動(dòng) 副 ； D.低 副 。2.平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) ， 構(gòu) 件 的 最 少 數(shù) 量 是 。A.二 件 ； B.三 件 ； C.四 件 ； D.五 件 。3.沒(méi) 有 急 回 運(yùn) 動(dòng) 性 質(zhì) 的 四 桿 機(jī) 構(gòu) 是 。A.對(duì) 心 曲 柄 滑 塊 機(jī) 構(gòu) ； B.偏 置 曲 柄 滑 塊 機(jī) 構(gòu) ； C.擺 動(dòng) 導(dǎo) 桿 機(jī) 構(gòu) 。4.壓 力 角 可 作 為 判 斷 機(jī) 構(gòu) 傳 力 性 能 的

18、標(biāo) 志 ， 在 平 面 連 桿機(jī) 構(gòu) 中 ， 壓 力 角 越 大 ， 機(jī) 構(gòu) 傳 力 性 能 。A.越 差 ； B.不 受 影 響 ； C.越 好 。D CAA 5.曲 柄 搖 桿 機(jī) 構(gòu) 的 死 點(diǎn) 位 置 在 。A.原 動(dòng) 桿 與 連 桿 共 線 ； B.原 動(dòng) 桿 與 機(jī) 架 共 線 ； C.從 動(dòng) 桿 與 連 桿 共 線 ； D.從 動(dòng) 桿 與 機(jī) 架 共 線 。三 、 判 斷 題1.平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) 是 低 副 機(jī) 構(gòu) 其 接 觸 處 壓 強(qiáng) 較 小 因 此 適用 于 受 力 較 大 的 場(chǎng) 合 。 ( )2.鉸 鏈 四 桿 機(jī) 構(gòu) 通 過(guò) 機(jī) 架 的 轉(zhuǎn) 換 就 一 定 可 以 得 到 曲 柄搖 桿 機(jī) 構(gòu) 雙 曲 柄 機(jī) 構(gòu) 和 雙 搖 桿 機(jī) 構(gòu) 。 ( )3.鉸 鏈 四 桿 機(jī) 構(gòu) 如 有 曲 柄 存 在 則 曲 柄 必 為 最 短 構(gòu) 件 。（ ）4.在 曲 柄 滑 塊 機(jī) 構(gòu) 中 當(dāng) 曲 柄 為 主 動(dòng) 件 時(shí) 機(jī) 構(gòu) 沒(méi) 有 死 點(diǎn) 。（ ） C對(duì) 錯(cuò)對(duì)對(duì)