課件及電子教案-機械基礎

《機械設計基 課第3 平面連桿桿機平面連桿機構概一、定義：若干個剛性構件用平面低平面連桿機構概二、優(yōu)點：1.能夠實現(xiàn)多種運動形式的平面連桿機構概 平面連桿機構概三、缺點：1.由于在連桿機構中運動必2，設計比較復雜平面連桿機構概平面連桿機構概四、設計、研究發(fā)展方平面連桿機構概設計方法的應用已成為研究連桿機構的重平面連桿機構概六、分類:根據構成連桿機構的各構件平面連桿機構概曲柄搖桿機 鉸鏈四桿機 (全轉動副機

擺動導桿機 滑塊四桿機

偏心輪機鉸鏈四桿機構的類型及應一、鉸鏈四桿機構的概二、鉸鏈四桿機構的分三、鉸鏈四桿機構的組1、機架：固定不動的構件2、連架桿：與機架相聯(lián)的構件，連架桿中能繞機架的固定鉸鏈作整周轉動的稱為曲柄，僅能在一定角度范圍內3、連桿：聯(lián)接兩連架桿且不注：做整周轉動的連架桿才稱為曲柄四、鉸鏈四桿機構的特1、曲柄搖桿機構連架桿中一為曲柄，在一定的范圍內擺動特點：轉動擺動。變換為曲柄的連續(xù)回運 容拌機構 曲柄搖桿機四、鉸鏈四桿機構的特2、雙曲柄機構：兩個連架桿都能0整周轉動的四桿機構特點：轉動轉動。例如：慣性

雙曲柄機四、鉸鏈四桿機構的特車車輪聯(lián)構、四、鉸鏈四桿機構的特四、鉸鏈四桿機構的特大地變化，從而成吸水排水的工作四、鉸鏈四桿機構的特雙曲柄機構雙曲柄機構的應B2C1A3DE45F四、鉸鏈四桿機構的特BCAD平行雙曲柄機BCAD平行雙曲柄機

機車車輪 四、鉸鏈四桿機構的特克服運動不確定的辦法①慣性通過法（加飛輪在從動軸上助連桿輔助曲柄四、鉸鏈四桿機構的特3、雙搖桿機特點：擺動擺但兩個搖桿的角速度滑塊四桿機3.2滑塊四桿機1、曲柄滑塊機演變過程：由曲柄搖桿機構演變而來曲柄搖桿機

偏置曲柄滑塊機3.2滑塊四桿機3.2滑塊四桿機3.2滑塊四桿機特點：轉動移動應用：活塞式內燃雙缸壓力2341回轉導桿機構和擺動導桿機234123414312234143123.2滑塊四桿機牛頭刨床的主體機構（擺動導桿機構）曲柄搖塊機取曲柄滑塊機構中的連桿3為機架，當架3上的鉸鏈中心擺動，故稱該機構為應用：卡車車箱自動翻轉卸料機構。定塊機轉動時，導桿1可在固定滑塊4中往復移動，應用：手壓抽水機、抽3.2滑塊四桿機5、偏心輪機3.2滑塊四桿機偏心輪機構的應3.2滑塊四桿機6、含有多個移動副的四桿機3.2滑塊四桿機3.2滑塊四桿機3.2滑塊四桿機3.3平面四桿機構的幾個工作特清楚了這個問題，就能正確判斷鉸四桿機構的類型了曲柄存在的條

a

b由△DB''

b(da)

abd兩兩相

c(da)a a

acda曲柄存在的條且ＢＣ、ＣＤ、ＡＤ桿中必有一個最長桿再結合“取不同構件為機架”的四機構演化原理可推出曲柄存在的條件它桿之和——稱為桿長之和條件；曲柄存在的條其它桿之和時（即不滿足桿長之和２、當最長桿與最短桿之和小于或等曲柄存在的條①若以最短桿為機架，得到雙曲柄機構最短桿相鄰桿為機架得到曲柄搖以最短桿對面的桿為機架時得到雙最短桿曲柄機取最短桿鄰的構件最短桿曲柄機取最短桿鄰的構件取最短桿雙搖桿機例2：如圖所示的四桿機構各構件長度為b＝600mm，c＝400mm，d＝500mm，試問當取AD為機架時，是否有曲柄存的辦法獲得雙曲柄機構或雙搖桿機構？如何獲得？例3 在圖示四鉸鏈機構中，已知：b＝50mm，c＝35如果能成為曲柄搖桿機構，且AB是曲柄，求a如果能成為雙曲柄機構，求a的取值范如果能成為雙搖桿機構，求a的取值范解：(1)若能成為曲柄搖桿機構，則機構必須滿足“桿長之和的條件”，即：b+a≤c+d 50+a≤35+30且AB應為最短桿，即：0a所 0<a若能成為雙曲柄機構，則應滿足“桿長之和的條件”，且AD必須為最短桿。這時，應考慮兩種a50mm時，BC為最長應滿 b+d≤即 a≥45∴a＞50mm時，AB為最長桿滿a+d即：a+30≤ a≤55∴50mm＜a將兩種情況下得出的結果綜合起來，即得a的取值45mm≤a≤55若能成為雙搖桿機構，則應該不滿足“桿①a＜30mm時，AB為最短桿，BC為最長桿 a＞15∴15mm＜a 50mm＞a≥30mm時，AD為最短桿，BC為最長 即得∴ ∴a＞55mm另外，還應考慮到BC與CD桿延長成一直線時，需滿足三角形的邊長關系(一邊小于另兩邊之和)，即a＜b+c+d= 0即55mm＜a＜115 15 552.圖示為一偏置曲柄滑塊機構（e0）。如果構件1為曲柄，則B點應能通過曲柄與連桿兩次共線的位置：即當曲柄位于AB1時，它與連桿 共線。此時在直角三角形AC1E中，得AC1＞AE，即 ba＞e

(3-由于滿足b-a＞e，必然滿足b+a＞e,故式(3-1)為偏置曲柄 圖3-19急回特—搖桿的擺角 極位夾角KK+-K值的大小反映了急回運動特性的顯著程度。K值的大小決于極位夾角，K值越大，急回運動特性越180K1K180K1K給定K值，則:9.2

F

F

F壓力角愈小，機構的傳力效果愈好。所以，衡量機構傳力性能，可用壓力角作為標志。

傳動角愈大，機構的傳力性能愈好，反之則不利于機構中力的傳遞。機構運轉過程中，傳動角是變化的，機構出現(xiàn)最小傳動角的位置正好是傳力效果的位置，也是檢驗其傳力性能的關鍵位置。設計要求

BAD9.2死點狀

的位置稱為平面四桿機構的基本特壓力角和傳動角從動件上受力點的驅動力F的方向與這點運動方向V之間所夾的銳角，用表示。壓力角的余角稱為傳動角，用表示231ω4曲曲柄搖桿機構的壓力角和傳動壓力角和傳動壓力角和傳動平面將作用力F分解FtFcos為有效分Fr=Fsin 顯然，當機構運動時，壓力角的平面且，有效分力Ft分力Fr，對傳動越有利，當=0時，傳動效率最高，當90時，機構不能工作，稱為機構自鎖壓力—由摩擦引起的。壓力角和傳動擺動導桿機平面四桿機構的工所以，在設計四桿機構時，通常應使從動件最大壓力角小于或等于其許用壓力角，最小傳動角大于或等于許max≤[] min≥[一般[50~40平面四桿機構的工max位置⑴曲柄搖桿機構中，曲柄為主動件時，曲柄與機架共線的兩個平面四桿機構的工曲柄滑塊機構中，最大壓力yyBeAe 平面四桿機構的工⑶擺動導桿機構中，壓力平面四桿機構的工急回特性四桿機構中，當主動曲柄勻速轉動時，從動件的往返行程速度不相等，回程速度大于行程速度，稱四桿機構的急回特四桿機構的急回特 B 180°-曲柄搖桿機構的急回特θθ導桿機構的極位夾設主動曲柄以常數(shù)順時針從AB2，搖桿從C1DC2D為工作C點的平均速度為則曲柄轉過角1=t1=180+V1=當主動曲柄繼續(xù)順時針從AB2AB1，搖桿從C2DC1D為回程，所需時間為C點的平均速度為則曲柄轉過角2=t2=180-V2=由于12t1t2，V2K從程工K從程工00K1k結論曲柄極位夾0，即1，如：偏置曲柄滑塊機構、導桿急回如：牛頭刨床機構死點位置及原在曲柄搖桿機構中，搖桿為主動件時；曲柄滑塊機構中，滑塊為主動件時，若從動件與連桿成一直線，則會出現(xiàn)傳動角為00，壓力角為9，從動桿轉動力矩為0的情況，這時不論連桿作用力多大，都不能使從動件轉 的這種位置稱為死點。機構死點位

AAD機構死點位機構死點位機構死點位AF死點位機構死點位機構死點位不利：從動桿失去驅動力，會卡死不實例：縫紉機踏板機構搖桿主動汽車車輪聯(lián) 構、單缸柴油機燃FFADQ克服死點辦a、慣性通過—在從動件轉軸b、強迫通過—加輔助連桿或輔助曲柄。如：三聯(lián)聯(lián)動車輪、多機、V型發(fā)等。鉸鏈四桿機構和滑塊四桿機構各有四桿機構中構件具有兩個整轉副的條件是什么？構件成為曲柄的充分條件在鉸鏈四桿機構中，當曲柄作判斷下列概念是否正確？如果不正確，請改正極位夾角就是從動件在兩個極限位置的夾角壓力角就是作用在構件上的力與速度的夾角傳動角就是連桿與從動件的夾角壓力角（或傳動角）的大小對機構的傳力性能有什么影響？四桿機構在什么條件下有死點？死點在機當曲柄作主動件時，說明下列四（1）曲柄搖桿機構；（2）曲柄滑塊機構；（3）擺動導桿機構；（4）轉提示：滑塊對導桿的作用力方向始終當曲柄作從動件時，說明下列四桿機構死點位置（1）曲柄搖桿機構；（2）曲柄滑塊機（3）擺動導桿機構；（4）轉動導桿機構。提示：分別 曲柄與連桿共線以及導桿與曲柄垂直的兩個位置的傳動試說明偏心輪在機構運動簡圖中的簡化方在題3-9圖所示的沖床刀架裝置中，當偏心輪1繞固定中心A轉動時，構件2繞活動中心擺動，同時推動后者帶著刀架3上下移動，B為偏心輪的幾何中心。問該裝置是何種機如圖所示的四桿機構構件長度為a＝240mm，b＝600mmc＝400mm，d＝500

題3-10圖四桿機當取AD為機架時，是否有曲柄存若各構件長度不變，能否以選不同構件為機架在某鉸鏈四桿機構中，已知兩連設計如題3-12機架AD的長度lAD＝100mm，搖桿的一個極限位置以及機架的夾角φ＝45°，求曲柄的長度lAB和連桿的長度lBC。（提示：連接AC，以A為頂點作極位夾角；過D作r=lCD的圓弧，與極位夾角邊的交點并分析。）已知機構行程速度變化