機械設(shè)計基礎(chǔ)08教學(xué)課件下載-樣章

1、 平面連桿機構(gòu)平面連桿機構(gòu) 1概述概述 2平面四桿機構(gòu)的基本型式和應(yīng)用平面四桿機構(gòu)的基本型式和應(yīng)用 2 平面四桿機構(gòu)的運動特性平面四桿機構(gòu)的運動特性 3 平面四桿機構(gòu)的設(shè)計平面四桿機構(gòu)的設(shè)計 1. 概述概述一、一、 基本概念基本概念平面四桿機構(gòu)：由四個構(gòu)件通過低副連接而成的平面四桿機構(gòu)：由四個構(gòu)件通過低副連接而成的平面連桿機構(gòu)稱為。平面連桿機構(gòu)稱為。鉸鏈四桿機構(gòu)：低副均為轉(zhuǎn)動副的平面四桿機構(gòu)。鉸鏈四桿機構(gòu)：低副均為轉(zhuǎn)動副的平面四桿機構(gòu)。3.2平面四桿機構(gòu)的基本型式和應(yīng)用平面四桿機構(gòu)的基本型式和應(yīng)用一、四桿機構(gòu)的基本形式一、四桿機構(gòu)的基本形式下圖所示為鉸鏈四桿機構(gòu)下圖所示為鉸鏈四桿機構(gòu), 其中其

2、中AD桿為機架桿為機架, 與機架相連與機架相連的的AB桿和桿和CD桿稱為連架桿桿稱為連架桿, 與機架相對的與機架相對的BC桿稱為連桿稱為連桿。桿。 其中能作整周回轉(zhuǎn)運動的連架桿稱為曲柄；其中能作整周回轉(zhuǎn)運動的連架桿稱為曲柄； 只能在只能在小于小于360的范圍內(nèi)擺動的連架桿稱為搖桿的范圍內(nèi)擺動的連架桿稱為搖桿1、曲柄搖桿機構(gòu)。、曲柄搖桿機構(gòu)。 定義定義：兩連架桿中一個為曲柄，另一個為搖桿的四桿機構(gòu)，成為曲柄搖桿機構(gòu) 作用作用： 曲柄搖桿機構(gòu)的主要用途是改變運動形式, 可將回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)閾u桿的擺動例1：縫紉機動力機構(gòu)；例2：雷達天線機構(gòu) A1BD342C例例3：攪面機機攪面機機構(gòu)構(gòu)例例4：顎式破碎

3、機顎式破碎機2. 雙曲柄機構(gòu)雙曲柄機構(gòu) 定義：兩連架桿均為曲柄的四桿機構(gòu)定義：兩連架桿均為曲柄的四桿機構(gòu) 稱為雙曲柄機構(gòu)。稱為雙曲柄機構(gòu)。 平行雙曲柄機構(gòu)：平行雙曲柄機構(gòu)： 在雙曲柄機構(gòu)中在雙曲柄機構(gòu)中, 若相對的兩桿長度若相對的兩桿長度 分別相等。分別相等。 作用：等速轉(zhuǎn)變?yōu)樽兯俎D(zhuǎn)動作用：等速轉(zhuǎn)變?yōu)樽兯俎D(zhuǎn)動例例1： 慣性篩機構(gòu)慣性篩機構(gòu)B1A24C3D例例2：平行四邊形機構(gòu)：平行四邊形機構(gòu)例例3：機車：機車車輪聯(lián)動機構(gòu)車輪聯(lián)動機構(gòu)。 3. 雙搖桿機構(gòu)雙搖桿機構(gòu) 定義：定義： 兩連架桿均為搖桿的四桿機構(gòu)稱為雙搖桿機構(gòu)。兩連架桿均為搖桿的四桿機構(gòu)稱為雙搖桿機構(gòu)。 作用：作用： 擺動變?yōu)閿[動擺動變

4、為擺動 A1B234CD例例 1：雙搖桿機構(gòu)：雙搖桿機構(gòu) 例例2：鶴式起重機鶴式起重機三、滑塊四桿機構(gòu)的形式及應(yīng)用三、滑塊四桿機構(gòu)的形式及應(yīng)用1曲柄滑塊機構(gòu)（曲柄滑塊機構(gòu)（1為曲柄，為曲柄，3為滑塊）為滑塊）(2) 應(yīng)用：應(yīng)用： 曲柄曲柄滑塊機構(gòu)用途很滑塊機構(gòu)用途很廣廣, 主要用于將回主要用于將回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)橥D(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)橥鶑?fù)運動的場合。復(fù)運動的場合。 如、如、 沖壓機構(gòu)等。沖壓機構(gòu)等。ABC例：沖壓機構(gòu)例：沖壓機構(gòu) 3.2 平面四桿機構(gòu)的運動特性平面四桿機構(gòu)的運動特性一、急回特性（曲柄搖桿機構(gòu)為例）一、急回特性（曲柄搖桿機構(gòu)為例）極位：當曲柄為原動件時，搖桿作往復(fù)擺動的左、右極位：當曲柄為原

5、動件時，搖桿作往復(fù)擺動的左、右兩個極限位置為；兩個極限位置為；極位夾角：曲柄在搖桿處于兩極位時的對應(yīng)位置所夾極位夾角：曲柄在搖桿處于兩極位時的對應(yīng)位置所夾的銳角稱為，用的銳角稱為，用 表示；表示；最大擺角（最大擺角（ ）：搖桿的兩個極位所夾的角度。）：搖桿的兩個極位所夾的角度。急回特性：急回特性：當曲柄等速轉(zhuǎn)動時，搖桿來回擺動的速度不同，返回速度較大。稱為機構(gòu)的，通常用行程速度變化系數(shù)K來表示這種特性，即 說明說明：機構(gòu)的急回程度取決于極位夾角的大小，只要 不等于零，即 K1，則機構(gòu)具有急回特性； 越大，K值越大，機構(gòu)的急回作用就越顯著。18018021112221tttCCtCCK從動件工作

6、平均速度從動件回程平均速度二二 、 壓力角和傳動角壓力角和傳動角壓力角壓力角 :從動件上受力點的速度方向與所受作用力方向之間所夾的銳角。 傳動角傳動角 :壓力角的余角， 角更便于觀察和測量。 在機構(gòu)運動過程中，壓力角和傳動角的大在機構(gòu)運動過程中，壓力角和傳動角的大小是隨機構(gòu)位置而變化的，為保證機構(gòu)的傳力小是隨機構(gòu)位置而變化的，為保證機構(gòu)的傳力性能良好，設(shè)計時須限定最小傳動角或最大壓性能良好，設(shè)計時須限定最小傳動角或最大壓力角力角 max。通常取。通常取 min 4050。為此，。為此，必須確定必須確定 = min時機構(gòu)的位置并檢驗時機構(gòu)的位置并檢驗 min的的值是否小于上述的最小允許值。值是否

7、小于上述的最小允許值。對于曲柄滑塊機構(gòu)，當主動件為曲柄時，最小傳動角出對于曲柄滑塊機構(gòu)，當主動件為曲柄時，最小傳動角出現(xiàn)在曲柄與機架垂直的位置，如圖所示。現(xiàn)在曲柄與機架垂直的位置，如圖所示。導(dǎo)桿機構(gòu)，由于在任導(dǎo)桿機構(gòu)，由于在任何位置時主動曲柄通何位置時主動曲柄通過滑塊傳給從動桿的過滑塊傳給從動桿的力的方向，與從動桿力的方向，與從動桿受力的速度方向始終受力的速度方向始終一致，所以傳動角始一致，所以傳動角始終等于終等于90 2死點死點 定義：傳動角為定義：傳動角為90度。度。 表現(xiàn)：倒、順轉(zhuǎn)向不定（圖表現(xiàn)：倒、順轉(zhuǎn)向不定（圖a）或者從動件卡）或者從動件卡死不動（圖死不動（圖b）的現(xiàn)象。）的現(xiàn)象。

8、曲柄滑塊機構(gòu)中，以滑塊為主動件、曲柄為曲柄滑塊機構(gòu)中，以滑塊為主動件、曲柄為從動件時，死點位置是連桿與曲柄共線位置。從動件時，死點位置是連桿與曲柄共線位置。 擺動導(dǎo)桿機構(gòu)中，導(dǎo)桿為主動件、曲柄為從擺動導(dǎo)桿機構(gòu)中，導(dǎo)桿為主動件、曲柄為從動件時，死點位置是導(dǎo)桿與曲柄垂直的位置動件時，死點位置是導(dǎo)桿與曲柄垂直的位置。 克服死點方法克服死點方法：利用慣性法使機構(gòu)渡過死點；當一個機構(gòu)處于死點位置時，可借助另一個機構(gòu)來越過死點。利用死點：利用死點：飛機起落架；夾具夾緊 (1)按照給定的運動規(guī)律按照給定的運動規(guī)律(位置、位置、 速度、速度、 加速度加速度)設(shè)計四桿機構(gòu)；設(shè)計四桿機構(gòu)； (2) 按照給定的點的

9、運動軌跡設(shè)計四桿機構(gòu)。按照給定的點的運動軌跡設(shè)計四桿機構(gòu)。 對于上述兩類基本問題的設(shè)計方法有圖解法、 實驗法和解析法。 圖解法直觀, 實驗法簡便, 解析法精確。 本章重點介紹圖解法。 3.3平面四桿機構(gòu)的設(shè)計平面四桿機構(gòu)的設(shè)計一、一、 圖解法圖解法 1. 按給定連桿位置設(shè)計四桿機構(gòu)按給定連桿位置設(shè)計四桿機構(gòu) 如圖所示如圖所示, 已知連桿已知連桿BC的長度的長度BC和依和依次所處的三個位置次所處的三個位置B1C1、 B2C2 、 B3C3, 試試設(shè)計該四桿機構(gòu)。設(shè)計該四桿機構(gòu)。 設(shè)計分析設(shè)計分析: 由圖可知由圖可知, B1 、 B2 、 B3三三點是在以鉸鏈點是在以鉸鏈A點為圓心的圓弧上運動的點

10、點為圓心的圓弧上運動的點, 故故用已知圓弧上的三點求圓心的方法用已知圓弧上的三點求圓心的方法, 可求出鉸可求出鉸鏈中心點鏈中心點A、 D。 設(shè)計步驟設(shè)計步驟:(1) 作作B1、 B2和和B2、 B3連線的垂直平分線連線的垂直平分線b12、 b23, 其交點為固定鉸鏈中心其交點為固定鉸鏈中心A的位置。的位置。 (2) 作作C1、 C2和和C2、 C3連線的垂直平分線連線的垂直平分線c12、 c23, 其交點為固定鉸鏈中心其交點為固定鉸鏈中心D的位置。的位置。 (3) 連接連接A、 B1、 C1、 D, 就是所求的鉸鏈四桿機構(gòu)。就是所求的鉸鏈四桿機構(gòu)。 圖圖 給定連桿三個位置設(shè)計四桿機構(gòu)給定連桿三

11、個位置設(shè)計四桿機構(gòu)2. 按給定的行程速比系數(shù)設(shè)計四桿機構(gòu)按給定的行程速比系數(shù)設(shè)計四桿機構(gòu) 給定了行程速比系數(shù)給定了行程速比系數(shù)K, 就是給定了四就是給定了四桿機構(gòu)急回運動的條件桿機構(gòu)急回運動的條件, 從而確定了極位夾從而確定了極位夾角角。 根據(jù)極位夾角和其他一些限制條件根據(jù)極位夾角和其他一些限制條件, 可用圖解法方便地作出曲柄搖桿機構(gòu)、可用圖解法方便地作出曲柄搖桿機構(gòu)、 曲曲柄滑塊機構(gòu)及擺動導(dǎo)桿機構(gòu)。柄滑塊機構(gòu)及擺動導(dǎo)桿機構(gòu)。 1) 設(shè)計曲柄搖桿機構(gòu)設(shè)計曲柄搖桿機構(gòu) 設(shè)已知搖桿設(shè)已知搖桿CD長度為長度為c、 擺角擺角和和行程速比系數(shù)行程速比系數(shù)K, 試設(shè)計該曲柄搖桿機構(gòu)。試設(shè)計該曲柄搖桿機構(gòu)。 該設(shè)計的關(guān)鍵是確定固定鉸鏈該設(shè)計的關(guān)鍵是確定固定鉸鏈A的的位置。設(shè)計步驟如下位置。設(shè)計步驟如下：設(shè)計步驟：設(shè)計步驟：（1）計算出極位夾角；（2）任取適當?shù)拈L度比例尺L，求出搖桿的尺寸CD，根據(jù)擺角作出搖桿的兩個極限位置C1D和C2D。（3）連接C1C2為底邊，作C1C2O= C2C1O=90 的等腰三角形，以頂點O為圓心，C1O為半徑作輔助