汽車機(jī)械基礎(chǔ) 課件 3.2平面連桿機(jī)構(gòu)

汽車機(jī)械基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)平臺(tái)學(xué)銀在線/detail/241541013中國大學(xué)MOOC/course/WXIC-10023760033.13.23.33.4平面機(jī)構(gòu)的組成平面連桿機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)其他常用機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)副及其分類、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖的繪制、平面機(jī)構(gòu)的自由度平面連桿機(jī)構(gòu)概述、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本形式及應(yīng)用、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)基本類型的判別、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化、四桿機(jī)構(gòu)的基本特性凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類、從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律、凸輪機(jī)構(gòu)的傳力特性間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)項(xiàng)

目三

汽車常用機(jī)構(gòu)3.2平面連桿機(jī)構(gòu)能力目標(biāo)：能夠準(zhǔn)確分析常用四桿機(jī)構(gòu)的類型；能夠準(zhǔn)確分析常用四桿機(jī)構(gòu)及演化機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。

汽車前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)是一個(gè)平面連桿機(jī)構(gòu)，由桿件和低副連接而成，能進(jìn)行多種運(yùn)動(dòng)的變換以及實(shí)現(xiàn)一些比較簡單的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和運(yùn)動(dòng)軌跡。

最簡單連桿機(jī)構(gòu)是由四個(gè)構(gòu)件組成，稱為四桿機(jī)構(gòu)。它應(yīng)用廣泛，是組成多桿機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)。

汽車前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)是如何驅(qū)使前輪轉(zhuǎn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向的？這個(gè)機(jī)構(gòu)由哪些構(gòu)件組成，是什么類型的機(jī)構(gòu)？3.2平面連桿機(jī)構(gòu)任務(wù)導(dǎo)入任務(wù)分析一平面連桿機(jī)構(gòu)概述3.2平面連桿機(jī)構(gòu)1、連桿機(jī)構(gòu)－由若干剛性構(gòu)件用低副（轉(zhuǎn)動(dòng)副、移動(dòng)副）聯(lián)接而成的機(jī)構(gòu)稱為連桿機(jī)構(gòu)。一平面連桿機(jī)構(gòu)概述3.2平面連桿機(jī)構(gòu)2、連桿機(jī)構(gòu)可分為空間連桿機(jī)構(gòu)和平面連桿機(jī)構(gòu)。平面連桿機(jī)構(gòu)：所有構(gòu)件都在同一平面或相互平行的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。3、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)－平面四桿機(jī)構(gòu)中的運(yùn)動(dòng)副都是轉(zhuǎn)動(dòng)副。二鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本形式及應(yīng)用3.2平面連桿機(jī)構(gòu)連桿:不與機(jī)架相連的構(gòu)件

鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)機(jī)架:固定不動(dòng)的構(gòu)件連架桿:與機(jī)架相連的構(gòu)件搖桿:若連架桿可繞機(jī)架在小于一周的范圍內(nèi)作往復(fù)擺動(dòng)，則稱為搖桿機(jī)架連桿A1B2C3D4連架桿連架桿曲柄:若連架桿可繞機(jī)架作整周轉(zhuǎn)動(dòng)，則稱為曲柄3.2平面連桿機(jī)構(gòu)二鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本形式及應(yīng)用

1、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)汽車雨刮器機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)和雙搖桿機(jī)構(gòu)。3.2平面連桿機(jī)構(gòu)二鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本形式及應(yīng)用

1、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)雷達(dá)天線機(jī)構(gòu)縫紉機(jī)踏板機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)和雙搖桿機(jī)構(gòu)。3.2平面連桿機(jī)構(gòu)二鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本形式及應(yīng)用

1、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)攪拌機(jī)機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)和雙搖桿機(jī)構(gòu)。3.2平面連桿機(jī)構(gòu)二鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本形式及應(yīng)用

2、雙曲柄機(jī)構(gòu)機(jī)車車輪3.2平面連桿機(jī)構(gòu)二鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本形式及應(yīng)用

2、雙曲柄機(jī)構(gòu)振動(dòng)篩機(jī)構(gòu)不等雙曲柄機(jī)構(gòu)3.2平面連桿機(jī)構(gòu)二鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本形式及應(yīng)用

雙曲柄機(jī)構(gòu)特例：正平行四邊形機(jī)構(gòu)、反平行四邊形機(jī)構(gòu)特點(diǎn)：二曲柄等速正平行四邊形機(jī)構(gòu)反平行四邊形機(jī)構(gòu)特點(diǎn)：二曲柄轉(zhuǎn)向相反車門開閉機(jī)構(gòu)3.2平面連桿機(jī)構(gòu)二鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本形式及應(yīng)用

3、雙搖桿機(jī)構(gòu)鑄造用大型造型機(jī)的翻箱機(jī)構(gòu)3.2平面連桿機(jī)構(gòu)二鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本形式及應(yīng)用

3、雙搖桿機(jī)構(gòu)汽車前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)3.2平面連桿機(jī)構(gòu)三鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)基本類型的判別1、曲柄存在的條件aabcbcd藍(lán)色三角形成立紅色三角形成立3.2平面連桿機(jī)構(gòu)三鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)基本類型的判別最短桿與最長桿之和小于等于其它兩桿長度之和結(jié)論◆最短桿與最長桿之和小于等于其它兩桿長度之和◆最短桿是連架桿或機(jī)架當(dāng)最短桿為連架桿，則最短桿是曲柄當(dāng)最短桿為機(jī)架，則兩個(gè)連架桿均為曲柄。3.2平面連桿機(jī)構(gòu)三鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)基本類型的判別2、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)基本類型的判別方法◆最短桿與最長桿之和小于等于其它兩桿長度之和時(shí)，取不同構(gòu)件為機(jī)架，則得不同的機(jī)構(gòu)：

②

若取最短構(gòu)件為機(jī)架ab(兩個(gè)連架桿均為曲柄)，則該機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)。

③

若取最短構(gòu)件為連桿dc(不存在曲柄)，則該機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)。

①

若取最短構(gòu)件為連架桿ad或bc(最短桿為曲柄)，則該機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。acdb3.2平面連桿機(jī)構(gòu)三鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)基本類型的判別◆最短桿與最長桿之和大于其它兩桿長度之和時(shí)，機(jī)構(gòu)中不存在曲柄，所以該機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)。acdb3.2平面連桿機(jī)構(gòu)三鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)基本類型的判別請判斷下列機(jī)構(gòu)屬于何類型？練一練3012010090答：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)1、70120150602、答：雙搖桿機(jī)構(gòu)3.2平面連桿機(jī)構(gòu)三鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)基本類型的判別問題討論：下列機(jī)構(gòu)的曲柄存在條件abab+eaBbACa)aBbACeb)aBbACec)ab-ed)aCABb?想一想3Dr3.2平面連桿機(jī)構(gòu)四鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化1、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)1B2C34AD鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)曲線導(dǎo)軌曲柄滑塊機(jī)構(gòu)

變3構(gòu)件形狀r

e01B24AC31B24AC3對心式曲柄滑塊機(jī)構(gòu)偏置式曲柄滑塊機(jī)構(gòu)1B2C4A3.2平面連桿機(jī)構(gòu)四鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化2、搖塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)2作機(jī)架3B2C曲柄搖塊機(jī)構(gòu)液壓動(dòng)作筒車箱舉升機(jī)構(gòu)A41A41B2C33.2平面連桿機(jī)構(gòu)四鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化3、定塊機(jī)構(gòu)A41B2C3曲柄滑塊機(jī)構(gòu)3定塊機(jī)構(gòu)1BA21BA21BA2手動(dòng)唧筒機(jī)構(gòu)3作機(jī)架1B24AC3應(yīng)用3.2平面連桿機(jī)構(gòu)四鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化4、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)A41B2C3１作機(jī)架A41B2C3導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)舉例：牛頭刨床刨刀驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)3.2平面連桿機(jī)構(gòu)五四桿機(jī)構(gòu)的基本特性θ：極位夾角Ψ：搖桿擺角

當(dāng)機(jī)構(gòu)從動(dòng)件處于兩極限位置時(shí)，主動(dòng)件曲柄在兩相應(yīng)位置AB和AB所夾的銳角θ，稱為極位夾角。1.極位夾角3.2平面連桿機(jī)構(gòu)五四桿機(jī)構(gòu)的基本特性2.急回特性及行程速度變化系數(shù)時(shí)間：轉(zhuǎn)角：運(yùn)動(dòng)：從動(dòng)件c的平均角速度：急回運(yùn)動(dòng)：當(dāng)曲柄等速回轉(zhuǎn)的情況下，通常把從動(dòng)件往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度快慢不同的運(yùn)動(dòng)稱為急回運(yùn)動(dòng)。主動(dòng)件a時(shí)間：轉(zhuǎn)角：運(yùn)動(dòng)：從動(dòng)件c3.2平面連桿機(jī)構(gòu)五四桿機(jī)構(gòu)的基本特性行程速比系數(shù)K通常把從動(dòng)件往復(fù)運(yùn)動(dòng)平均速度的比值(大于1)稱為行程速比系數(shù)，用K表示。3.2平面連桿機(jī)構(gòu)五四桿機(jī)構(gòu)的基本特性分析：K=180o+θ180o-θ觀察？θ=0o，k=?，表示？k=1，無急回特性？θ≠0o，k=?，表示？K>1，有急回特性？θ↗，k如何變化，表示？k↗，急回特性愈顯著3.2平面連桿機(jī)構(gòu)五四桿機(jī)構(gòu)的基本特性判斷1.曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，搖桿兩極限位置的夾角稱為極位夾角。（）2.平面連桿機(jī)構(gòu)急回特性可以縮短非生產(chǎn)時(shí)間，提高工作效率。3.機(jī)構(gòu)工作件的空回行程平均速度大于工作行程平均速度的特性稱為急回特性。4.曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，以曲柄為主動(dòng)件，搖桿為從動(dòng)件，一定具有急回特性。×√（）（）（）×√練一練3.2平面連桿機(jī)構(gòu)五四桿機(jī)構(gòu)的基本特性選擇1.有急回特性的平面連桿機(jī)構(gòu)的行程速比系數(shù)k為多少？2.圖示曲柄搖滑塊機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)的行程速比系數(shù)k為多少？A）k=1B）k>1C）k≥1D）k<1（）（）A）k=1B）k>1C）k=0D）k<1BA練一練aBbACa)3.2平面連桿機(jī)構(gòu)五四桿機(jī)構(gòu)的基本特性計(jì)算如圖所示，θ=30°，該機(jī)構(gòu)的急回特性系數(shù)k為多少？C2ωB1BB2CC1ADφ1φ2θψ工作行程空回行程θ解：k=180o+θ180o-θ=180o+30o180o-30o=1.4練一練3.2平面連桿機(jī)構(gòu)五四桿機(jī)構(gòu)的基本特性aBbACa)aBbACeb)aBbACec)

＝0a+bC2b-aC1

a+bC2b-aC1

d)aCABbC2C2

問題討論：下列機(jī)構(gòu)有無急回特性，若有，標(biāo)出極位夾角

。想一想3.2平面連桿機(jī)構(gòu)五四桿機(jī)構(gòu)的基本特性3、壓力角和傳動(dòng)角壓力角：力F的作用線與力作用點(diǎn)絕對速度V所夾的銳角α稱為壓力角。傳動(dòng)角：壓力角的余角γ稱為傳動(dòng)角在其它條件不變的情況下壓力角α越大，作功W越大3.2平面連桿機(jī)構(gòu)五四桿機(jī)構(gòu)的基本特性

所以壓力角是機(jī)構(gòu)傳力性能的一個(gè)重要指標(biāo)，它是力的利用率大小的衡量指標(biāo)。壓力角越小，傳動(dòng)角越大，機(jī)構(gòu)傳力性能越好。

ABCDabcd

FtFnF

在圖示鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，設(shè)AB桿為原動(dòng)件，如不計(jì)各構(gòu)件質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)副中的摩擦，連桿BC為二力桿件，它作用于從動(dòng)件CD上的力F是沿BC方向的。Ft為有效分力，F(xiàn)n為有害分力。壓力角

越小，有效分力越大。3.2平面連桿機(jī)構(gòu)五四桿機(jī)構(gòu)的基本特性ABCDabcdFFtFn曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的壓力角3.2平面連桿機(jī)構(gòu)五四桿機(jī)構(gòu)的基本特性曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的壓力角對一般機(jī)械αmax≤50o或γmin≥40o對大功率機(jī)械αmax≤40o或γmin≥50o

max

minaBbACeb)aBbACa)Ab

b

min

min

d)aCABb00;900.e)e)00;900.五四桿機(jī)構(gòu)的基本特性問題討論：標(biāo)出下列機(jī)構(gòu)在圖示位置的壓力角

．傳動(dòng)

及最小傳動(dòng)角min.想一想4、機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置死點(diǎn)位置B2C24ABCD231=00=00B1C1

死點(diǎn)：機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)出現(xiàn)傳動(dòng)角=00的位置。BACB1C１=00C2B2=00五四桿機(jī)構(gòu)的基本特性4、機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置死點(diǎn)位置3.2平面連桿機(jī)構(gòu)五四桿機(jī)構(gòu)的基本特性曲柄搖桿機(jī)構(gòu)（曲柄為主動(dòng)件）的死點(diǎn)無死點(diǎn)存在3.2平面連桿機(jī)構(gòu)五四桿機(jī)構(gòu)的基本特性曲柄搖桿機(jī)構(gòu)（搖桿為主動(dòng)件）的死點(diǎn)AB與BC共線時(shí)或者機(jī)構(gòu)有死點(diǎn)存在3.2平面連桿機(jī)構(gòu)五四桿機(jī)構(gòu)的基本特性曲柄滑塊機(jī)構(gòu)（曲柄為主動(dòng)件）的死點(diǎn)無死點(diǎn)存在3.2平面連桿機(jī)構(gòu)五四桿機(jī)構(gòu)的基本特性曲柄滑塊機(jī)構(gòu)（滑塊為主動(dòng)件）的死點(diǎn)有死點(diǎn)存在3.2平面連桿機(jī)構(gòu)五四桿機(jī)構(gòu)的基本特性避免死點(diǎn)位置的危害火車輪加虛約束的平行四邊形機(jī)構(gòu)3.2平面連桿機(jī)構(gòu)五四桿機(jī)構(gòu)的基本特性避免死點(diǎn)位置的危害加虛約束的平行四邊形機(jī)構(gòu)3.2平面連桿機(jī)構(gòu)五四桿機(jī)構(gòu)的基本特性飛機(jī)起落架機(jī)構(gòu)=00折疊家具機(jī)構(gòu)=00死點(diǎn)的利用3.2平面連桿機(jī)構(gòu)1、平面連桿機(jī)構(gòu)的概念及特點(diǎn)

連桿機(jī)構(gòu)——平面連桿機(jī)構(gòu)——平面四桿機(jī)構(gòu)——鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)總結(jié)2、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本類型曲柄搖桿機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)3.2平面連桿機(jī)構(gòu)lmin+lmax≤l1+l2①最短桿為連架桿—曲柄搖桿機(jī)構(gòu)②最短桿為機(jī)架—雙曲柄機(jī)構(gòu)③最短桿為連