機(jī)械基礎(chǔ)（第2版） 課件 第一章 平機(jī)連桿機(jī)構(gòu)

緒論學(xué)習(xí)目標(biāo):1.了解機(jī)械、機(jī)器、機(jī)構(gòu)、構(gòu)件、零件的概念；2.理解機(jī)器與機(jī)構(gòu)、構(gòu)件與零件區(qū)別中國(guó)的機(jī)械工程技術(shù)不但歷史悠久，而且成就十分輝煌，不僅對(duì)中國(guó)的物質(zhì)文化和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到了重要的促進(jìn)作用水運(yùn)渾天儀指南車記里鼓一、機(jī)器與機(jī)構(gòu)1.機(jī)器1）由許多（實(shí)體）構(gòu)件組合而成；2）各運(yùn)動(dòng)實(shí)體之間具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)；3）機(jī)器能代替或減輕人類勞動(dòng)，完成有用的機(jī)械功或?qū)崿F(xiàn)能量轉(zhuǎn)換機(jī)器按用途分：原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)

內(nèi)燃機(jī)動(dòng)畫2.機(jī)構(gòu)多個(gè)實(shí)體的組合，各構(gòu)件間具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)機(jī)器與機(jī)構(gòu)區(qū)別：機(jī)器利用機(jī)械能做功或?qū)崿F(xiàn)能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)在于傳遞或轉(zhuǎn)變運(yùn)動(dòng)的形式常用機(jī)構(gòu)有：連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)等機(jī)器與機(jī)構(gòu)總稱為機(jī)械機(jī)器與機(jī)構(gòu)動(dòng)畫3.機(jī)器的組成動(dòng)力部分、傳動(dòng)部分、工作部分自動(dòng)化機(jī)床還有自動(dòng)控制部分二、構(gòu)件與零件1.構(gòu)件相互間能作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體，是機(jī)器運(yùn)動(dòng)單元構(gòu)件可以是不能拆卸的單一整體，也可以是由幾個(gè)相互之間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體組合而成的剛性體整體式連桿組合式連桿圖0-2內(nèi)燃機(jī)中的連桿機(jī)構(gòu)1—連桿體2—螺栓3—連桿蓋4—螺母構(gòu)件的種類：按運(yùn)動(dòng)狀況分：運(yùn)動(dòng)構(gòu)件和固定構(gòu)件（機(jī)架）運(yùn)動(dòng)構(gòu)件又可分為主（原）動(dòng)件和從動(dòng)件2.零件零件是構(gòu)件的組成部分，是機(jī)器制造的單元構(gòu)件可以是一個(gè)零件，也可以是由多個(gè)零件連接而成的剛性構(gòu)件零件———構(gòu)件———機(jī)構(gòu)———機(jī)器靜連接動(dòng)連接組合構(gòu)件與零件演示三、機(jī)械傳動(dòng)分類機(jī)械傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)、氣壓傳動(dòng)、電氣傳動(dòng)常見(jiàn)的機(jī)械傳動(dòng)：思考與訓(xùn)練1.您還能說(shuō)出中國(guó)古代還有哪些舉世聞名的機(jī)械裝置嗎？2.機(jī)器的主要功用是什么？3.機(jī)器與機(jī)構(gòu)相比有哪些異同？4.什么是構(gòu)件？什么是零件？構(gòu)件與零件有何區(qū)別？第一章平機(jī)連桿機(jī)構(gòu)第一節(jié)運(yùn)動(dòng)副學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.掌握運(yùn)動(dòng)副概念；2.熟悉運(yùn)動(dòng)副的類型、符號(hào)；3.掌握運(yùn)動(dòng)副的特點(diǎn)和應(yīng)用；4.了解常用運(yùn)動(dòng)副的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖一、運(yùn)動(dòng)副的概念兩構(gòu)件直接接觸而又能產(chǎn)生一定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的連接二、運(yùn)動(dòng)副的種類按兩構(gòu)件接觸形式不同分低副和高副1.低副：兩構(gòu)件以面接觸的運(yùn)動(dòng)副（1）移動(dòng)副：組成運(yùn)動(dòng)副的兩構(gòu)件只能作相對(duì)直線移動(dòng)圖1-2移動(dòng)副a)實(shí)物圖b)簡(jiǎn)圖動(dòng)畫演示2動(dòng)畫演示1（2）轉(zhuǎn)動(dòng)副組成運(yùn)動(dòng)副的兩構(gòu)件只能作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)副動(dòng)畫演示1動(dòng)畫演示2（3）螺旋副螺旋副是兩構(gòu)件只能沿直線做螺旋運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)副動(dòng)畫演示螺旋副為空間運(yùn)動(dòng)副2.高副高副是兩構(gòu)件間以點(diǎn)或線接觸的運(yùn)動(dòng)副如齒輪副、凸輪副、鋼輪鋼軌接觸等，如：動(dòng)畫演示低副與高副的特點(diǎn)：低副是面接觸的運(yùn)動(dòng)副，接觸面為平面或圓柱面，制造容易、承受載荷時(shí)單位面積上壓力小，不能傳遞較復(fù)雜運(yùn)動(dòng)。高副是點(diǎn)或線接觸的運(yùn)動(dòng)副，承受載荷時(shí)，單位面積上壓力大，易磨損，制造維修困難，能傳遞較復(fù)雜運(yùn)動(dòng)。3.低副機(jī)構(gòu)和高副機(jī)構(gòu)所有運(yùn)動(dòng)副都是低副的機(jī)構(gòu)稱為低副機(jī)構(gòu)。只要有一個(gè)運(yùn)動(dòng)副是高副的機(jī)構(gòu)稱為高副機(jī)構(gòu)三、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖用簡(jiǎn)單的線條和符號(hào)表示構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副，并按比例繪制各運(yùn)動(dòng)位置，表示機(jī)構(gòu)間相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系的簡(jiǎn)化圖形鄂式破碎機(jī)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖思考與訓(xùn)練1.運(yùn)動(dòng)副的種類有哪些？2.您能列舉出生活中的轉(zhuǎn)動(dòng)副實(shí)例嗎？3.螺旋副屬于平面運(yùn)動(dòng)副嗎？4.高副與低副相比有何特點(diǎn)？第一章平機(jī)連桿機(jī)構(gòu)第二節(jié)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)學(xué)習(xí)目標(biāo):1.了解鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本類型、特點(diǎn)及應(yīng)用；2.理解曲柄存在的條件；3.掌握鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)基本類型的判別方法一、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本類型1.曲柄搖桿機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)兩連架桿中，若一個(gè)連架桿是曲柄，另一個(gè)連架桿為搖桿，則此機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)例：雷達(dá)天線俯仰角度調(diào)整裝置縫紉機(jī)踏板機(jī)構(gòu)動(dòng)畫演示動(dòng)畫演示曲柄搖桿機(jī)構(gòu)應(yīng)用剪板機(jī)刮雨器功能:將主動(dòng)曲柄等速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)閺膭?dòng)搖桿的往復(fù)擺動(dòng),或?qū)⒅鲃?dòng)搖桿的往復(fù)擺動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)閺膭?dòng)曲柄的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)畫演示動(dòng)畫演示攪拌機(jī)破碎機(jī)動(dòng)畫演示動(dòng)畫演示2.雙曲柄機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的兩個(gè)連架桿均為曲柄的機(jī)構(gòu)功能:將主動(dòng)曲柄等速回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變成從動(dòng)曲柄的變速回轉(zhuǎn)慣性篩插床主運(yùn)動(dòng)動(dòng)畫演示動(dòng)畫演示（1）平行四邊形機(jī)構(gòu)連桿與機(jī)架長(zhǎng)度相等,兩曲柄長(zhǎng)度相等且回轉(zhuǎn)方向相同鏟斗機(jī)構(gòu)機(jī)車聯(lián)動(dòng)裝置特點(diǎn):兩曲柄轉(zhuǎn)向相同、角速度相同動(dòng)畫演示動(dòng)畫演示（2）反向平行雙曲柄機(jī)構(gòu)連桿與機(jī)架長(zhǎng)度相等，兩曲柄長(zhǎng)度也相等但轉(zhuǎn)向相反的四桿機(jī)構(gòu)車門啟閉機(jī)構(gòu)特點(diǎn)：兩曲柄回轉(zhuǎn)方向相反，角速度不相等3.雙搖桿機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，若兩連架桿均為搖桿，則為雙搖桿機(jī)構(gòu)港口起重機(jī)飛機(jī)起落架自卸翻斗車功能：將從動(dòng)搖桿的擺動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)閺膭?dòng)搖桿的擺動(dòng)動(dòng)畫演示動(dòng)畫演示動(dòng)畫演示二、曲柄存在的條件二、曲柄存在的條件3式兩兩相加得:a≤b,a≤c,a≤d曲柄存在的條件:1.連架桿與機(jī)架必有一個(gè)是最短桿;2.最短桿與最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度之和必小于等于其余兩桿長(zhǎng)度之和。兩個(gè)條件必須同時(shí)滿足,曲柄搖桿機(jī)構(gòu)三、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)基本類型的判別若鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中最短桿與最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度之和小于或等于其余兩桿長(zhǎng)度之和，則：（1)取最短桿為連架桿時(shí)，構(gòu)成曲柄搖桿機(jī)構(gòu)；（2)取最短桿為機(jī)架時(shí)，構(gòu)成雙曲柄機(jī)構(gòu)；（3)取最短桿為連桿時(shí)，構(gòu)成雙搖桿機(jī)構(gòu)。2．若鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中最短桿與最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度之和大于其余兩桿長(zhǎng)度之和，則無(wú)曲柄存在，只能構(gòu)成雙搖桿機(jī)構(gòu)。思考與訓(xùn)練1.剪板板機(jī)構(gòu)中有幾個(gè)運(yùn)動(dòng)副？慣性篩機(jī)構(gòu)中有幾個(gè)運(yùn)動(dòng)副？2.曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中一般主動(dòng)件是哪個(gè)構(gòu)件？縫紉機(jī)踏板機(jī)構(gòu)中，主動(dòng)件是哪個(gè)構(gòu)件？3.一般雙曲柄機(jī)構(gòu)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是什么？4.平行雙曲柄機(jī)構(gòu)，從動(dòng)件如何運(yùn)動(dòng)？5.雙搖桿機(jī)構(gòu)中，從動(dòng)搖桿如何運(yùn)動(dòng)？6.簡(jiǎn)述曲柄存在的條件？7.判別下列四桿機(jī)構(gòu)屬于什么機(jī)構(gòu)類型？第一章平機(jī)連桿機(jī)構(gòu)第三節(jié)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．了解鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化方法及常見(jiàn)的演化類型。2．了解曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的演化過(guò)程、運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)及應(yīng)用。3．了解導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的演化過(guò)程、種類、運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)及應(yīng)用。一、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)1.對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄作主動(dòng)件等速回轉(zhuǎn)，滑塊作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，滑塊往復(fù)行程等于曲柄2倍。滑塊往復(fù)運(yùn)動(dòng)作主動(dòng)件，從動(dòng)曲柄作等速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)2.偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)要想構(gòu)件1相對(duì)于構(gòu)件2或機(jī)架相對(duì)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng),必須滿足條件:L1+e≤l2偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)應(yīng)用示例壓力機(jī)內(nèi)燃機(jī)3.偏心輪機(jī)構(gòu)當(dāng)偏心距較小時(shí)，將曲柄做成偏心輪偏心輪機(jī)構(gòu)滑塊行程為偏心距2倍，且只能是偏心輪為主動(dòng)件偏心輪動(dòng)畫演示二、定塊機(jī)構(gòu)抽水機(jī)中的定塊機(jī)構(gòu)動(dòng)畫演示三、搖塊機(jī)構(gòu)動(dòng)畫演示四、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)1.轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)構(gòu)件2長(zhǎng)度大于等于構(gòu)件1的長(zhǎng)度轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)插床插刀運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)畫演示2.擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)當(dāng)構(gòu)件2長(zhǎng)度大于構(gòu)件1長(zhǎng)度時(shí)為擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)牛頭刨床主運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)畫演示思考與訓(xùn)練1.簡(jiǎn)述曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。2.對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)滑塊的移動(dòng)距離與曲柄長(zhǎng)度有何關(guān)系？3.偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)應(yīng)滿足什么條件？4.內(nèi)燃機(jī)中曲柄滑塊機(jī)構(gòu)主動(dòng)件是哪一個(gè)？壓力機(jī)中主動(dòng)件是哪一個(gè)？5.定塊機(jī)構(gòu)是如何演變而來(lái)的？6.舉例說(shuō)明搖塊機(jī)構(gòu)工作過(guò)程。7.分析轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程。8.舉例說(shuō)明擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程。9.刨床滑枕移動(dòng)距離與曲柄長(zhǎng)度間的關(guān)系。第一章平機(jī)連桿機(jī)構(gòu)第四節(jié)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)基本特性【學(xué)習(xí)目標(biāo)】認(rèn)識(shí)急回運(yùn)動(dòng)特性，了解其參數(shù)及應(yīng)用。2.理解壓力角定義。3.了解“死點(diǎn)”的產(chǎn)生及克服方法。一、急回特性曲柄搖桿機(jī)構(gòu)急回特性

生產(chǎn)設(shè)備都是在慢速運(yùn)動(dòng)的行程中工作（稱為

工作行程），在快速運(yùn)動(dòng)的行程中返回（稱為

空回行程）。

機(jī)構(gòu)的這種工作特性稱為急回特性，機(jī)構(gòu)的急回特性用行程速比系數(shù)K表示，即

機(jī)構(gòu)有無(wú)急回特性，取決于行程速比系數(shù)K。K﹥1，機(jī)構(gòu)具有急回特性，且K值愈大，急回特性愈顯著，也就是從動(dòng)件空回行程愈快；K=1時(shí)，機(jī)構(gòu)無(wú)急回特性。行程速比系數(shù)K與極位夾角θ有關(guān)：θ=0°，K=1，機(jī)構(gòu)無(wú)急回特性；θ＞0°，機(jī)構(gòu)有急回特性，且θ愈大，急回特性愈顯著。常用機(jī)構(gòu)的急回方向分析：偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)動(dòng)畫演示擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)二、壓力角從動(dòng)件上C點(diǎn)所受力的方向（沿連桿BC）與C點(diǎn)速度vc方向（與CD垂直）間所夾的銳角α，稱為壓力角。

壓力角的余角γ稱為傳動(dòng)角，即γ=90°-α。很明顯，機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角越大，傳力性能越好，反之機(jī)構(gòu)的傳力性能就差，當(dāng)傳動(dòng)角過(guò)小時(shí)，機(jī)構(gòu)將發(fā)生自鎖現(xiàn)象三、死點(diǎn)位置連桿BC作用于從動(dòng)件曲柄AB上的力F通過(guò)其轉(zhuǎn)動(dòng)中心A,轉(zhuǎn)動(dòng)力矩為零，從動(dòng)件不轉(zhuǎn)，機(jī)構(gòu)停頓。機(jī)構(gòu)的這種位置，稱為死點(diǎn)位置

雙搖桿死點(diǎn)位置克服死點(diǎn)位置的方法：1.是利用從動(dòng)件本身的質(zhì)量或附加一轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較大的飛輪，依靠其慣性來(lái)通過(guò)死點(diǎn)位置。2.是增設(shè)輔助構(gòu)件。3.是采取多組機(jī)構(gòu)錯(cuò)列。機(jī)車車輪多組錯(cuò)列利