平面四桿機構的運動特性

關于平面四桿機構的運動特性第1頁，講稿共36頁，2023年5月2日，星期三問題2：鉸鏈四桿機構有哪三種基本形式？第2頁，講稿共36頁，2023年5月2日，星期三問題3：鉸鏈四桿機構中存在曲柄的條件？（1）最短桿與最長桿長度之和小于或等于其它兩桿長度之和（稱為桿長之和條件）；（2）連架桿和機架中必有一桿是最短桿。第3頁，講稿共36頁，2023年5月2日，星期三2—平面四桿機構的運動特性問題1：

觀察曲柄搖桿機構的運動，回答柄搖桿機構中曲柄和搖桿的運動各有什么特點？問題2：搖桿在空回行程和工作行程往復擺動的過程中，哪個行程運動速度較快？第4頁，講稿共36頁，2023年5月2日，星期三一、急回特性

我們再來看上圖的曲柄搖桿機構，曲柄為主動件逆時針勻速轉動，當搖桿從右向左擺動時速度較慢，從左向右擺動時速度較快。也就是說搖桿的返回速度較快，我們稱它具有急回運動特性。為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢？下面我們來分析：第5頁，講稿共36頁，2023年5月2日，星期三問題搖桿在兩個極限位置時，所對應的曲柄和連桿處于怎樣的位置關系？第6頁，講稿共36頁，2023年5月2日，星期三

在曲柄搖桿機構中，當曲柄與連桿兩次共線時，搖桿位于

兩個極限位置，簡稱極位；

此時輸入構件曲柄相對應位置之間所夾角的銳角θ稱為

極位夾角。第7頁，講稿共36頁，2023年5月2日，星期三

工作行程當曲柄以ω逆時針轉過180°+θ時，搖桿從C2D位置擺到C1D。所花時間為t1,平均速度為V1,則有：

空回行程當曲柄以ω繼續(xù)轉過180°-θ時，搖桿從C1D位置擺到C2D，所花時間為t2,平均速度為V2,則有：第8頁，講稿共36頁，2023年5月2日，星期三推導結果：因曲柄轉角不同，故搖桿來回擺動時間不一樣，平均速度也不相等：t1>t2，V2>V1第9頁，講稿共36頁，2023年5月2日，星期三

急回特性的定義：主動件等速旋轉時，作往復運動的從動件在空回行程中的平均速度大于工作行程的平均速度的這種運動特性稱為急回特性。第10頁，講稿共36頁，2023年5月2日，星期三

曲柄搖桿機構的急回運動程度可以用行程速比因數(shù)K

來表示，K等于從動件空回行程的平均速度與工作行程的平均速度之比。

只要θ≠0，機構就具有急運動；并且θ越大，K值越大，急回程度就越高，但機構的平穩(wěn)性下降。

故，可通過分析機構中是否存在極位夾角θ以及θ的大小來判斷機構是否有急回運動以及急回運動的程度。行程速比因數(shù)K第11頁，講稿共36頁，2023年5月2日，星期三總結歸納：平面四桿機構具有急回特性的條件：①主動件作整周回轉運動；②從動件往返運動且有極位；③從動件存在兩極位時，主動件相應的有極位夾角θ，且極位夾角θ≠0。注意第12頁，講稿共36頁，2023年5月2日，星期三4—拓展延伸（1）曲柄滑塊機構的急回特性（2）擺動導桿機構機構的急回特性偏置曲柄滑塊機構對心曲柄滑塊機構第13頁，講稿共36頁，2023年5月2日，星期三

因為從動件滑塊導路的中心線不通過曲柄的回轉中心，c1、c2為滑塊的兩極限位置，θ極位夾角存在，故該機構具有急回特性，滑塊行程不是曲柄長度的兩倍。偏置曲柄滑塊機構

第14頁，講稿共36頁，2023年5月2日，星期三

因滑塊導路的中心線通過曲柄的回轉中心，從動件滑塊位于極限位置時，無極位夾角，故機構無急回特性?；瑝K行程不是曲柄長度的兩倍，廣泛應用于蒸汽機、內(nèi)燃機以及各種沖壓機器中。對心曲柄滑塊機構

第15頁，講稿共36頁，2023年5月2日，星期三擺動導桿機構機構的急回特性

該機構具有急回運動性質(zhì)，且具有最好的傳力性能，常用于牛頭刨床、插床等。第16頁，講稿共36頁，2023年5月2日，星期三

應用實例牛頭刨床主機構、插床導桿機構。機構急回特性的應用實例拓展應用—設計目的：通過演示牛頭刨床主機構、插床導桿機構的實際工作過程，讓學生觀察分析，分組討論，從而得到急回特性的意義——利用機構的急回特性，可縮短非生產(chǎn)工作時間，提高工作效率。這樣可以使學生對急回特性的應用有了進一步的感性認識.

第17頁，講稿共36頁，2023年5月2日，星期三實例1：

牛頭刨主機構

這是一個六桿機構，曲柄整周勻速轉動，帶動刨刀往復移動,該機構利用擺動導桿機構的急回特性使刨刀快速退回，縮短非生產(chǎn)工作時間，以提高工作效率。第18頁，講稿共36頁，2023年5月2日，星期三實例2：插床導桿機構

利用擺動導桿機構的急回特性使插刀快速退回，縮短非生產(chǎn)工作時間以提高工作效率。

第19頁，講稿共36頁，2023年5月2日，星期三

你用過縫紉機嗎？當你踩縫紉機踏板時，由于操作不當，遇到過踩不動或使縫紉機飛輪反轉的情況嗎？這是為什么呢？二、死點位置第20頁，講稿共36頁，2023年5月2日，星期三F

V1．死點的概念

曲柄搖桿機構中，搖桿為主動件，曲柄為從動件，當連桿與從動曲柄共線時，機構的傳動角γ＝0

，＝90°此時搖桿CD通過連桿作用于從動曲柄AB上的力恰好通過曲柄回轉中心，故出現(xiàn)了不能使曲柄AB轉動的卡死現(xiàn)象，機構的這種連桿與從動件共線、傳動角為零時的位置稱為機構的死點位置或死點。死點死點復習:壓力角

：從動件受力方向與受力點線速度方向之間所夾的銳角。ABCD傳動角γ

：壓力角的余角，也等于連桿與從動件之間所夾的銳角第21頁，講稿共36頁，2023年5月2日，星期三注意：平面四桿機構是否存在“死點”取決于從動件與連桿是否共線。總結機構具有死點位置的條件：a、主動件為搖桿；b、從動件與連桿共線，即：壓力角為α=90°、傳動角γ=0°。機構處于死點位置，從動件會出現(xiàn)卡死（機構自鎖）或運動方向不確定的現(xiàn)象。第22頁，講稿共36頁，2023年5月2日，星期三（1）死點的利用

在工程中也常常應用死點位置實現(xiàn)工作要求。如工件加緊機構、飛機起落架等。

連桿2與連架桿3共線，此時不管N多大，作用在1上的力由2傳給3時總是通過3的回轉中心D，無法使其轉動。2．死點的利弊應用實例1：工件加緊機構第23頁，講稿共36頁，2023年5月2日，星期三BC、CD共線，機構處于死點位置，承受著陸時的地面反力，作用于CD的力通過其鉸鏈中心D，故起落架不會反轉（搖桿CD不會轉動），從而使飛機的降落更加安全可靠。應用實例2：飛機起落架γ=0F第24頁，講稿共36頁，2023年5月2日，星期三飛機起落架機構第25頁，講稿共36頁，2023年5月2日，星期三（2）死點的缺陷對于傳動機構，存在死點位置是一個缺陷，常采用下列措施使機構順利通過死點位置。克服死點的措施：

①利用系統(tǒng)的慣性；如縫紉機的腳踏機構②利用多組機構錯列；如火車輪機構第26頁，講稿共36頁，2023年5月2日，星期三應用實例1：縫紉機的腳踏機構

腳踏機構將踏板的往復擺動變換為帶輪的單向轉動，就是借助帶輪的慣性通過死點位置，并使帶輪轉向不變的。利用慣性第27頁，講稿共36頁，2023年5月2日，星期三

應用實例2：火車輪機構利用兩組機構錯開排列A’E’D’G’B’F’C’ABEFDCG第28頁，講稿共36頁，2023年5月2日，星期三5—演練反饋

扣住本節(jié)，我設置了五個習題，通過學生的回答，教師歸納總結使學生更好的區(qū)分急回特性和死點產(chǎn)生條件的不同。（1）當曲柄為原動件時，具有急回特性的機構有()。

A曲柄搖桿機構B偏置曲柄滑塊機構

C擺動導桿機構D雙曲柄機構（2）有急回特性的平面連桿機構的行程速度變化系數(shù)()。

A、K=1B、K>1、K≥1D、K<1（3）極位夾角越大，機構的急回特性越顯著。（判斷）（4）已知曲柄搖桿機構的行程速比因素數(shù)K為1.4，求極位夾角？第29頁，講稿共36頁，2023年5月2日，星期三（5）如圖所示，θ=30°，該機構的行程速比因數(shù)k為多少？第30頁，講稿共36頁，2023年5月2日，星期三6—課堂小結

在演練反饋的基礎上，我采用對比法總結出本節(jié)重點內(nèi)容：急回特性和死點產(chǎn)生的條件，加深學生印象。機構具有死點位置的條件：主動件為搖桿；從動件與連桿共線，即：壓力角為α=90°、傳動角

γ=0°。平面四桿機構具有急回特性的條件：①主動件作整周回轉運動；②從動件往返運動且有極位；從動件存在兩極位時，主動件相應的有極位夾角θ，且極位夾角θ≠0。第31頁，講稿共36頁，2023年5月2日，星期三7—布置作業(yè)上交作業(yè)：P68：T1.1，T1.5，T6。 目的：鞏固本節(jié)所學知識思考題：1、我們坐折疊椅的時候，靠在椅背上，為何靠椅不會自動松開或合攏？通過設置這樣的課后思考問題，有利于學生在生活中應用本節(jié)所學的知識，達到舉一反三，學以致用的目的。第32頁，講稿共36頁，2023年5月2日，星期三謝謝觀賞歡迎指教第33頁，講稿共36頁，2023年5月2日，星期三愛是什么？

一個精靈坐在碧綠的枝葉間沉思。

風兒若有若無。

一只鳥兒飛過來，停在枝上，望著遠處將要成熟的稻田。

精靈取出一束黃澄澄的稻谷問道：“你愛這稻谷嗎？”

“愛?！?/p>

“為什么？”

“它驅趕我的饑餓?！?/p>

鳥兒啄完稻谷，輕輕梳理著光潤的羽毛。

“現(xiàn)在你愛這稻谷嗎？”精靈又取出一束黃澄澄的稻谷。

鳥兒抬頭望著遠處的一灣泉水回答：“現(xiàn)在我愛那一灣泉水，我有點渴了?！?/p>

精靈摘下一片樹葉，里面盛了一汪泉水。

鳥兒喝完泉水，準備振翅飛去。

“請再回答我一個問題，”精靈伸出指尖，鳥兒停在上面。

“你要去做什么更重要的事嗎？我這里又稻谷也有泉水?！?/p>

“我要去那片開著風信子的山谷，去看那朵風信子。”

“為什么？它能驅趕你的饑餓？”

“不能。”

“它能滋潤你的干渴？”

“不能。”愛是什么？

一個精靈坐在碧綠的枝葉間沉思。

風兒若有若無。

一只鳥兒飛過來，停在枝上，望著遠處將要成熟的稻田。

精靈取出一束黃澄澄的稻谷問道：“你愛這稻谷嗎？”

“愛?！?/p>

“為什么？”

“它驅趕我的饑餓?！?/p>

鳥兒啄完稻谷，輕輕梳理著光潤的羽毛。

“現(xiàn)在你愛這稻谷嗎？”精靈又取出一束黃澄澄的稻谷。

鳥兒抬頭望著遠處的一灣泉水回答：“現(xiàn)在我愛那一灣泉水，我有點渴了?！?/p>

精靈摘下一片樹葉，里面盛了一汪泉水。

鳥兒喝完泉水，準備振翅飛去。

“請再回答我一個問題，”精靈伸出指尖，鳥兒停在上面。

“你要去做什么更重要的事嗎？我這里又稻谷也有泉水?！?/p>

“我要去那片開著風信子的山谷，去看那朵風信子。”

“為什么？它能驅趕你的饑餓？”

“不能?！?/p>

“它能滋潤你的干渴？”

“不能?！钡?4頁，講稿共36頁，2023年5月2日，星期三

其實，世上最溫暖的語言，“不是我愛你，而是在一起。”

所以懂得才是最美的相遇！只有彼此以誠相待，彼此尊重，相互包容，相互懂得，才能走的更遠。相遇是緣，相守是愛。緣是多么的妙不可言，而懂得又是多么的難能可貴。否則就會錯過一時，錯過一世！擇一人深愛，陪一人到老。一路相扶相持，一路心手相牽，一路笑對風雨。在平凡的世界，不求愛的轟轟烈烈；不求誓言多么美麗；唯愿簡單的相處，真心地付出，平淡地相守，才不負最美的人生；不負善良的自己。人海茫茫，不求人人都能刻骨銘心，但求對人對己問心無愧，無怨無悔足矣。大千世界，與萬千人中遇見，只是相識的開始，只有彼此真心付出，以心交心，以情換情，相知相惜，才能相伴美好的一生，一路同行。然而，生活不僅是詩和遠方，更要面對現(xiàn)實。如果曾經(jīng)的擁有，不能天長地久，那么就要學會華麗地轉身，學會忘記。忘記該忘記的人，忘