機(jī)械基礎(chǔ)第三章機(jī)構(gòu)

第三章機(jī)構(gòu)§3—1鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的組成與分類§3—2鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本性質(zhì)§3—3鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化§3—4凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類§3—5凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律實(shí)操訓(xùn)練0102熟悉鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的組成、基本類型掌握鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)和應(yīng)用學(xué)習(xí)目標(biāo)§3—1鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的組成與分類鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)公共汽車車門汽車前窗刮雨器一、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的組成鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)是平面連桿機(jī)構(gòu)的一種形式，它由四個(gè)桿件通過鉸鏈互相連接而構(gòu)成。鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)二、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本類型鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)一般分為三種類型：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)和雙搖桿機(jī)構(gòu)。1.曲柄搖桿機(jī)構(gòu)及其應(yīng)用兩連架桿中一個(gè)為曲柄另一個(gè)為搖桿的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，稱為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)應(yīng)用舉例

曲柄AB為主動(dòng)件且勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，通過連桿BC帶動(dòng)搖桿CD往復(fù)擺動(dòng)，搖桿延伸端實(shí)現(xiàn)剪板機(jī)上刃口的開合剪切動(dòng)作

簡(jiǎn)圖機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析圖示剪板機(jī)雷達(dá)天線俯仰角擺動(dòng)機(jī)構(gòu)汽車雨刷器曲柄1轉(zhuǎn)動(dòng)，通過連桿2，使固定在搖桿3上的天線作一定角度的擺動(dòng)，以調(diào)整天線的俯仰角

主動(dòng)曲柄AB回轉(zhuǎn)，從動(dòng)搖桿CD往復(fù)擺動(dòng)，利用搖桿的延長(zhǎng)部分實(shí)現(xiàn)刮水動(dòng)作

鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)2.雙曲柄機(jī)構(gòu)及其應(yīng)用兩連架桿均為曲柄的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，稱為雙曲柄機(jī)構(gòu)。鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)

主動(dòng)曲柄AB作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)曲柄CD作變速轉(zhuǎn)動(dòng)，通過構(gòu)件CE使篩子產(chǎn)生變速直線運(yùn)動(dòng)，篩子內(nèi)的物料因慣性而來回抖動(dòng)

簡(jiǎn)圖機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析圖示兩曲柄的轉(zhuǎn)向相反，角速度也不相同。牽動(dòng)主動(dòng)曲柄AB的延伸端E，能使兩扇車門同時(shí)開啟或關(guān)閉

慣性篩（不等長(zhǎng)雙曲柄機(jī)構(gòu)）

車門開閉機(jī)構(gòu)（反向雙曲柄機(jī)構(gòu)）鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)應(yīng)用實(shí)例3.雙搖桿機(jī)構(gòu)及其應(yīng)用兩連架桿均為搖桿的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)稱為雙搖桿機(jī)構(gòu)。在雙搖桿機(jī)構(gòu)中，兩搖桿可以分別為主動(dòng)件。鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)

汽車前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)中，兩搖桿的長(zhǎng)度相等，稱為等腰梯形機(jī)構(gòu)。當(dāng)汽車直線行駛時(shí)，機(jī)構(gòu)保持為等腰梯形；當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)，兩搖桿擺過不同的角度，使兩前輪同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)簡(jiǎn)圖機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析圖示飛機(jī)著陸前，著陸輪須從機(jī)翼（機(jī)架）中推放至圖中位置，AB與BC共線。飛機(jī)起飛后，為了減小飛行中的空氣阻力，又須將著陸輪收回機(jī)翼中。上述動(dòng)作由主動(dòng)搖桿AB通過連桿BC驅(qū)動(dòng)從動(dòng)搖桿CD帶動(dòng)著陸輪實(shí)現(xiàn)汽車前輪飛機(jī)起落架雙搖桿機(jī)構(gòu)應(yīng)用實(shí)例鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)§3—2鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本性質(zhì)01學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本性質(zhì)一、曲柄存在的條件機(jī)構(gòu)中有無曲柄、有幾個(gè)曲柄是鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的重要特征。鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中是否有曲柄存在，取決于各構(gòu)件的長(zhǎng)度之間的關(guān)系。曲柄存在的條件為：1.最短桿與最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度之和小于或等于其余兩桿長(zhǎng)度之和。2.最短桿為機(jī)架或連架桿。鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)根據(jù)曲柄存在的條件，可得出鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)基本類型的判別，方法如下：鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)1.當(dāng)最短桿與最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度之和小于或等于其余兩桿長(zhǎng)度之和時(shí)：（1）若最短桿為連架桿，則機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。（2）若最短桿為機(jī)架，則機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)。（3）若最短桿為連桿，則機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)。2.當(dāng)最短桿與最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度之和大于其余兩桿長(zhǎng)度之和時(shí)，則不論取何桿為機(jī)架，機(jī)構(gòu)均為雙搖桿機(jī)構(gòu)。二、急回特性鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)急回特性當(dāng)曲柄作等速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，搖桿空回行程的平均速度大于工作行程的平均速度，這種性質(zhì)稱為機(jī)構(gòu)的急回特性。急回特性用急回特性系數(shù)K表示：

K====

θ=1800

當(dāng)θ=00，K=1時(shí)，機(jī)構(gòu)無急回特性；鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)三、死點(diǎn)位置夾緊裝置飛機(jī)起落架機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)§3—3鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化01學(xué)習(xí)目標(biāo)了解鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化形式一、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)是由曲柄搖桿機(jī)構(gòu)演化而來的。當(dāng)擴(kuò)大轉(zhuǎn)動(dòng)副，使轉(zhuǎn)動(dòng)副變成移動(dòng)副時(shí)，就變成了曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。

曲柄滑塊機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)

活塞（即滑塊）的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)通過連桿轉(zhuǎn)換成曲軸（即曲柄）的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖運(yùn)動(dòng)分析應(yīng)用實(shí)例曲軸（即曲柄）的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成沖壓頭（即滑塊）的上下往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，完成對(duì)工件的壓力加工內(nèi)燃機(jī)氣缸（曲柄滑塊機(jī)構(gòu)）

雙搖桿機(jī)構(gòu)應(yīng)用實(shí)例沖壓機(jī)（曲柄滑塊機(jī)構(gòu)）

鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)

二、偏心輪機(jī)構(gòu)顎式破碎機(jī)偏心輪機(jī)構(gòu)1-偏心輪3-連桿3-滑塊4-機(jī)架鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)三、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)

主動(dòng)件AB作等速回轉(zhuǎn)，從動(dòng)件導(dǎo)桿BC作往復(fù)擺動(dòng)，帶動(dòng)滑枕作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖運(yùn)動(dòng)分析應(yīng)用實(shí)例扳動(dòng)手柄1，可以使活塞桿（桿3）在唧筒（桿4）內(nèi)上下移動(dòng)，從而完成抽水的動(dòng)作。導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)§3—4凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類0102了解凸輪機(jī)構(gòu)的組成、特點(diǎn)、分類和應(yīng)用掌握凸輪的結(jié)構(gòu)形式和材料學(xué)習(xí)目標(biāo)凸輪機(jī)構(gòu)內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)自動(dòng)車床刀架進(jìn)給機(jī)構(gòu)一、凸輪機(jī)構(gòu)的組成及特點(diǎn)凸輪機(jī)構(gòu)由凸輪、從動(dòng)件和機(jī)架三個(gè)基本構(gòu)件組成。凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)的基本組成凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)如下：（1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只需改變凸輪的外廓形狀，就可以改變推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，容易實(shí)現(xiàn)復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的要求，應(yīng)用比較廣泛。（2）凸輪外廓與推桿是點(diǎn)接觸或線接觸，容易磨損，多用在傳遞動(dòng)力不大的場(chǎng)合。（3）可以高速起動(dòng)，動(dòng)作準(zhǔn)確可靠。二、凸輪機(jī)構(gòu)的分類凸輪機(jī)構(gòu)的類型很多，通常按凸輪和從動(dòng)件的幾何形狀及運(yùn)動(dòng)類型分類。1.按凸輪形狀分類按照凸輪的形狀分為三種：盤形凸輪、圓柱凸輪和移動(dòng)凸輪。凸輪機(jī)構(gòu)

是一種外緣或凹槽具有變化半徑的盤形構(gòu)件，是凸輪的基本形式，通過凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，推動(dòng)從動(dòng)件作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)圖例運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)凸輪形狀盤形凸輪

是一種在圓柱面上開有曲線凹槽或在圓柱端面上制出曲線輪廓的構(gòu)件。凸輪外形呈平板狀，并作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，從而推動(dòng)從動(dòng)件作往復(fù)運(yùn)動(dòng)

圓柱凸輪

移動(dòng)凸輪凸輪機(jī)構(gòu)按凸輪的幾何形狀分類2.按從動(dòng)件形式分類根據(jù)從動(dòng)件的端部結(jié)構(gòu)形式，凸輪機(jī)構(gòu)分為：尖頂、滾子、平底三種類型。每種類型中從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)形式又分為移動(dòng)和擺動(dòng)兩種。凸輪機(jī)構(gòu)

結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單，且尖頂能與任意復(fù)雜的凸輪輪廓保持接觸，從而保證從動(dòng)件實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律主要特點(diǎn)從動(dòng)件形式尖頂

滾子從動(dòng)件與凸輪的接觸為線接觸，且滾子與凸輪間為滾動(dòng)摩擦，磨擦磨損小，能用來傳遞較大的動(dòng)力，在機(jī)械中應(yīng)用最為廣泛從動(dòng)件的平底與凸輪輪廓間形成的楔形油模，有利用減小磨擦磨損

運(yùn)動(dòng)形式

運(yùn)動(dòng)形式運(yùn)動(dòng)形式輪子

平底

凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件的基本類型及特點(diǎn)凸輪機(jī)構(gòu)三、凸輪的結(jié)構(gòu)

當(dāng)凸輪尺寸小且接近軸徑時(shí)，則凸輪與軸做成一體，稱為凸輪軸說明圖示類型凸輪軸

整體式凸輪可調(diào)式凸輪

當(dāng)凸輪尺寸較小又無特殊要求或不需要經(jīng)常裝拆時(shí)，一般采用整體式凸輪

凸輪片與輪轂分開，利用凸輪片上的三個(gè)圓弧形槽來調(diào)節(jié)凸輪片與輪轂間的相對(duì)角度，以達(dá)到調(diào)整凸輪推動(dòng)從動(dòng)件的起始位置

凸輪機(jī)構(gòu)四、凸輪的材料在低速、輕載的場(chǎng)合，凸輪采用40、45號(hào)鋼進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理；在中速、中載的場(chǎng)合，采用45或40Cr鋼表面淬火或20Cr滲碳淬火；在高速重載的場(chǎng)合，采用40Cr高頻感應(yīng)加熱淬火。凸輪機(jī)構(gòu)§3—5凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律0102了解凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律了解凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律曲線學(xué)習(xí)目標(biāo)凸輪機(jī)構(gòu)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)、排氣機(jī)構(gòu)凸輪的輪廓一、凸輪機(jī)構(gòu)的工作過程凸輪機(jī)構(gòu)中最常用的運(yùn)動(dòng)形式是凸輪作等速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從動(dòng)件作往復(fù)移動(dòng)。凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件位移曲線二、從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律1.等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律凸輪作等角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)件上升或下降的速度是一常數(shù)，這種運(yùn)動(dòng)規(guī)律稱為從動(dòng)件的等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律。凸輪機(jī)構(gòu)等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律ａ）凸輪機(jī)構(gòu)等速運(yùn)動(dòng)ｂ）位移曲線2.等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律