(完整)平面連桿機(jī)構(gòu)教案

1、授課題目：第3章平面連桿機(jī)構(gòu)3.1鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本類型和應(yīng)用3.2鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中曲柄存在的條件及其基本類型的判別課時(shí)2安3。3鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化授課方式理論課V討論課口實(shí)驗(yàn)課口習(xí)題課口其他口（請(qǐng)打V）教學(xué)大綱要求：鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本類型和應(yīng)用；鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化;曲柄存在的條件。教學(xué)目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個(gè)層次）：掌握鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本類型；掌握曲柄存在的條件;掌握鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化方法教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)：重點(diǎn)：鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化；曲柄存在的條件。難點(diǎn)：曲柄存在的條件.作業(yè)、討論題、思考題：綜合題31課后總結(jié)分析:總結(jié)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化結(jié)果；曲柄存在的條件。教學(xué)內(nèi)容備注第3章平面連桿機(jī)

2、構(gòu)一、基本概念連桿機(jī)構(gòu)：是由若干個(gè)剛性構(gòu)件通過(guò)低副聯(lián)接而組成的機(jī)構(gòu),所以又稱為低副機(jī)構(gòu)。平面連桿機(jī)構(gòu)：所有的構(gòu)件都在同一平面或平行平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的連桿機(jī)構(gòu)。四桿機(jī)構(gòu)：是平面連桿機(jī)構(gòu)中應(yīng)用最廣泛、結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單而且最具代表性的平面低副機(jī)構(gòu)。二、平面連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)1、優(yōu)點(diǎn)1）適用于傳遞較大的動(dòng)力，常用于動(dòng)力機(jī)械.2）依靠運(yùn)動(dòng)副元素的幾何形面保持構(gòu)件間的相互接觸，且易于制造，易于保證所要求的制造精度3）能夠?qū)崿F(xiàn)多種運(yùn)動(dòng)軌跡曲線和運(yùn)動(dòng)規(guī)律，工程上常用來(lái)作為直接完成某種軌跡要求的執(zhí)行機(jī)構(gòu)2、缺點(diǎn)1）不宜于傳遞高速運(yùn)動(dòng)。2）可能產(chǎn)生較大的運(yùn)動(dòng)累積誤差。3.1鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本類型和應(yīng)用構(gòu)件之間的連接全部是轉(zhuǎn)動(dòng)副的

3、四桿機(jī)構(gòu)，稱為較鏈四桿機(jī)構(gòu).如圖3-1所示為一較鏈四桿機(jī)構(gòu)。固定不動(dòng)的桿4為機(jī)架。與機(jī)架相連的桿1和桿3稱為連架桿，其中能作整周回轉(zhuǎn)的稱為曲柄，只能在小于360的一定范圍內(nèi)擺動(dòng)的則稱為搖桿。連接兩連架桿的桿2稱為連桿。圖31對(duì)于較鏈四桿機(jī)構(gòu)，按照其連架桿是曲柄還是搖桿，可分為以下三種型式：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)和雙搖桿機(jī)構(gòu)。3.1.1曲柄搖桿機(jī)構(gòu)兩連架桿中一個(gè)為曲柄，另一個(gè)為搖桿的較鏈四桿機(jī)構(gòu)，稱為曲柄搖桿機(jī)構(gòu).如圖32所示的雷達(dá)天線俯仰機(jī)構(gòu)和圖3-3所示的縫紉機(jī)踏板機(jī)構(gòu).圖32雷達(dá)天線俯仰機(jī)構(gòu)3。1.2雙曲柄機(jī)構(gòu)兩個(gè)連架桿都是曲柄的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，稱為雙曲柄機(jī)構(gòu)。如圖34所示的慣性篩的四桿機(jī)

4、構(gòu)就屬于這種機(jī)構(gòu)。1乎E圖34當(dāng)雙曲柄機(jī)構(gòu)中的四個(gè)桿件滿足相對(duì)兩桿平行且長(zhǎng)度相等時(shí)，稱為平行雙曲柄機(jī)構(gòu)或平行四邊形機(jī)構(gòu).它的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)是：兩曲柄則以相同的角速度同向轉(zhuǎn)動(dòng)，而連桿作平移運(yùn)動(dòng).如圖35所示的火車聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)和圖3-6所示的攝影平臺(tái)升降機(jī)構(gòu)。圖35火車聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)圖37CBE圖38P如果從動(dòng)曲柄的轉(zhuǎn)向發(fā)生反轉(zhuǎn)，則該機(jī)構(gòu)稱為反平行四邊形機(jī)構(gòu)。車門開閉機(jī)構(gòu)，就利用反平行四邊形機(jī)構(gòu)的兩曲柄轉(zhuǎn)向相反的特性，使兩車門同時(shí)打開或關(guān)閉，如圖33.1.3雙搖桿機(jī)構(gòu)兩個(gè)連架桿都是搖桿的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，稱為雙搖桿機(jī)構(gòu)。如圖38所示的飛機(jī)起落架和圖39所示的汽車、拖拉機(jī)等的前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu).3。2較鏈四桿機(jī)構(gòu)中曲柄存

5、在的條件及其基本類型的判別如圖310所示的機(jī)構(gòu)ABCD,設(shè)構(gòu)件1、2、3、4的長(zhǎng)度分別為a、b、c、d,且ad,現(xiàn)討論構(gòu)件1相對(duì)于構(gòu)件4作整周轉(zhuǎn)動(dòng)，即A為整轉(zhuǎn)副的條件。（完整）平面連桿機(jī)構(gòu)教案若AB桿能繞A整周回轉(zhuǎn)，則AB桿應(yīng)能夠占據(jù)與AD共線的兩個(gè)位置AB'和AB"。為使AB桿能轉(zhuǎn)至位置AB',各桿長(zhǎng)度應(yīng)滿足：a+dWb+c(31)為使AB桿能轉(zhuǎn)至AB”，各桿長(zhǎng)度關(guān)系應(yīng)滿足：bWc+(da)即a+bWc+d(3一2)或cWb+(da)即a+cWb+d(3一3)將式子(31)、(3一2)、(3-3)兩兩相加，得：aWb,aWc,aWd(3-4)對(duì)于桿長(zhǎng)d<a的情

6、況，只要把式(3-2)和(3-3)中的(da)改為(ad),然后再與式(31)兩兩相加，則可得：dWa，dWb，dWc(3-5)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)曲柄存在條件為：1) 連架桿和機(jī)架中必有一桿是最短桿；2) 最短桿與最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度之和小于或等于其它兩桿長(zhǎng)度之和.(稱為桿長(zhǎng)條件)上述兩個(gè)條件必須同時(shí)滿足，否則機(jī)構(gòu)不存在曲柄。由整轉(zhuǎn)副存在的條件可知，若鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中最短構(gòu)件與最長(zhǎng)構(gòu)件長(zhǎng)度之和大于其余兩構(gòu)件長(zhǎng)度之和時(shí)，則此機(jī)構(gòu)中必不存在整轉(zhuǎn)副，這時(shí)無(wú)論以哪個(gè)構(gòu)件為機(jī)架，都是雙搖桿機(jī)構(gòu)。若鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中存在整轉(zhuǎn)副，則：(1) 當(dāng)以最短桿為連架桿時(shí)，該機(jī)構(gòu)成為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)；(2) 當(dāng)以最短桿為機(jī)架時(shí)，該機(jī)構(gòu)成為雙曲

7、柄機(jī)構(gòu)；(3) 當(dāng)以最短桿的連桿時(shí)，該機(jī)構(gòu)成為雙搖桿機(jī)構(gòu)。3。3鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化3.3。1將轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)化為移動(dòng)副這種方法是通過(guò)改變構(gòu)件的形狀和相對(duì)尺寸，把轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)化為移動(dòng)副，從而形成滑塊機(jī)構(gòu).圖311c所示為一個(gè)偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu).a)b)圖311c)3.3。2取不同構(gòu)件為機(jī)架1. 低副的運(yùn)動(dòng)可逆性用低副聯(lián)接的兩構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系，不因選取哪個(gè)構(gòu)件為相對(duì)固定的構(gòu)件而改變，這種特性稱為低副的運(yùn)動(dòng)可逆性。2. 選取不同構(gòu)件為機(jī)架實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的演化以低副運(yùn)動(dòng)的可逆性為基礎(chǔ)，可提供選取不同構(gòu)件作為機(jī)架實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的演化。如圖312a所示的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，若選取構(gòu)件1為機(jī)架，便演化為雙曲柄機(jī)構(gòu)，如圖312b所示；若選取構(gòu)件2為機(jī)架，便演化為另一曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，如圖312c所示；若選取構(gòu)件3為機(jī)架，便演化為雙搖桿機(jī)構(gòu)，如圖3-12d所圖312圖313a所示的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，若選構(gòu)件1為機(jī)架，則演化為轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，如圖313b所示.若選構(gòu)件2為機(jī)架，則演化為曲柄搖塊機(jī)構(gòu)，如圖313c所示。若選構(gòu)件3為機(jī)架，這時(shí)機(jī)構(gòu)就演化成為直動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)（也稱定塊機(jī)構(gòu)），如圖31