第七章 机械基础 平面连杆机构
平面连杆机构
1.2 铰链四杆机构的类型及曲柄存在的 条件
图1.1 铰链四杆机构
图1.2 曲柄摇杆机构
图1.3 牛头刨床横向进刀机构
图1.4 缝纫机踏板机构 1.曲柄;2.连杆;3.踏板;4.支架
1.2 铰链四杆机构的类型及曲柄存在的 条件
2.双曲柄机构 两连架杆均为曲柄的铰链四杆机构称为双曲柄机构,如图1.5所示。在图
1.2 铰链四杆机构的类型及曲柄存在的 条件
1.2.1 铰链四杆机构的类型
平面连杆机构的类型很多,但最基本的是铰链四杆机构。铰链四杆机构由四 个构件用铰链连接而成,如图1.1所示。在此机构中固定不动的构件AD称为机 架,与机架相连的构件AB和CD称为连架杆,与机架相对的构件BC称为在某一角度(小于 360°)内摆动,称为摇杆。
图1.14 曲柄滑块机构
1.3 铰链四杆机构的演化
1.3.2 导杆机构
曲柄滑块机构各构件间具有不同的相对运动,因而当取不同的构件作机架时 ,机构呈现出不同的运动特点。 1.转动导杆机构和摆动导杆机构
在图1.15(a)所示的曲柄滑块机构中,当取杆1为机架时,则机构演化成 图1.15(b)所示的导杆机构。其中与滑块组成移动副的长杆4称为导杆。若杆 长l1l2,杆2整周回转时,杆4往复摆动,称此机构为摆动导杆机构。
在图1.12(a)所示的铰链四杆机构中,设各杆的长度分别为a、b、c、d。 先假定构件1为曲柄,则在其回转过程中杆1和杆4一定可实现拉直共线和重叠 共线两个特殊位置(摇杆处于左右极限位置),即构成△BCD[图1.12(b)、 (c)]。根据三角形任意两边之和必大于第三边的定理可得:
图1.12 铰链四杆机构的运动过程
铰链四杆机构根据其连架杆是否为曲柄,可以分为三种类型,即曲柄摇杆 机构、双曲柄机构和双摇杆机构。
连杆机构及其特点
用什么衡量急回程度的多少? 行程速比系数K
K V 2 C1C 2
V1
C1C 2
t2 t1
t1 t2
180 180
只要 θ ≠ 0 , 就有 K>1
且θ越大,K值越大,急回性质越明显。
设计新机械时,往往先给定K值,于是:
180K1
K1
§7-3 平面四杆机构的基本知识
偏置曲柄滑块机构 θ≠0,有急回运动
§ 7-2 平面四杆机构的基本类型及其应用
曲柄滑块机构的演化-变更机架
曲柄滑块机构 转动导杆机构 摆动导杆机构
§ 7-2 平面四杆机构的基本类型及其应用
应应用用实实例
例
444AAφAA 1111
CC 3334
22 B
曲柄摇块机构
移动导杆机构
含一个移动副的连杆机构
§ 7-2 平面四杆机构的基本类型及其应用
第七章 平面连杆机构及其设计
也可以利用死点进行工作:飞机起落架、钻夹具等。
C D
A
γ=0
B C
B
飞机起落架
P
工工件件 A
B
2B
2 C
C
γ=0
11 A
33
P DD
4
F
T 钻孔夹具
§7-4 平面四杆机构的设计
连杆机构设计的基本问题:
机构选型-根据给定的运动要 选择机构的类型;
尺度综合-确定各构件的尺度参数 (长度尺寸)。 γ
当曲柄以ω继续转过180°-θ时,摇杆从C2D,置摆到C1D, 所花时间为t2 ,平均速度为V2 ,有:
t2(18 0)/
V2 C1C2 t2
C 1C 2/1 ( 8 0 )
A
平面连杆机构的定义和运用
1.1连杆机构的定义及特点
• 连杆机构又称低副机构,是机械的组成部分中的一类,指由若干(两个以上) 有确定相对运动的构件用低副(转动副或移动副)联接组成的机构。其特点 是:能够实现多种运动形式的转换和得到各种复杂的运动轨迹;连杆机构是 低副机构,各构件之间的相对运动部分均为面接触,故单位面积上的压力较 小。所以摩擦磨损较小,构件的使用寿命较长。适于传递较大的动力;各构 件之间的接触面为圆柱面或平面,几何形状简单,便于加工制造,能得到较 高精度;当构件数目比较多或制造精度较低时,机构的运动累积误差较大, 会影响运动准确性;连杆机构中,由于有的构件的运动速度在变化,产生惯 性动负荷,因此常会引起冲击或振动。当机构运动速度较高时,这种冲击或 振动更为严重。
1.2平面四杆机构
• 许多机械设备中的结构都可以看作是由若干个四杆机构组成的,因此,了解 四杆机构是了解连杆机构的第一步,四杆机构中固定的构件称为机架,直接 与机架相联接的构件称为连架杆,在连架杆中能绕固定轴线作整周回转的称 为曲柄,只能在某一角度内摆动的称为摇杆,联接连架杆的构件称为连杆 (它作平面运动),而根据选取不同的机构作为原动件和从动件时,四杆机 构又可以分为双曲柄机构、曲柄摇杆机构和双摇杆机构。这些四杆机构的共 同特点是将由原动件所提供的扭矩,即平面圆周运动转化为平面曲线往复运 动,倘若用滑块来代替四杆机构中的摇杆,还能获得平面直线往复运动,这 种机构被称之为曲柄滑块机构(如图1.2)所示。
谢谢观看!
• 四杆机构类型的判别:
• 1、若最短杆为连架杆,该机构是曲柄摇杆机构; • 2、若最短杆为机架,该机构是双曲柄机构; • 3、若最短杆为连杆,该机构是双摇杆机构;
平面四杆机构运动的急回特性
空回行程速度V2大于工作行程速度V1,称为急 回特性。如图所示,曲柄摇杆机构所处的这两 个位置,称为极限位置(简称极位)。从动件的 两个极限位置所对应的主动件的两个位置所夹 角的锐角θ,称为极限位置夹角。K 构在矿山机械设备的应用分析
机械设计基础.平面连杆机构习题及解答
平面连杆机构习题及解答一、复习思考题1、什么是连杆机构?连杆机构有什么优缺点?2、什么是曲柄?什么是摇杆?铰链四杆机构曲柄存在条件是什么?3、铰链四杆机构有哪几种基本形式?4、什么叫铰链四杆机构的传动角和压力角?压力角的大小对连杆机构的工作有何影响?5、什么叫行程速比系数?如何判断机构有否急回运动?6、平面连杆机构和铰链四杆机构有什么不同?7、双曲柄机构是怎样形成的?8、双摇杆机构是怎样形成的?9、述说曲柄滑块机构的演化与由来。
10、导杆机构是怎样演化来的?11、曲柄滑块机构中,滑块的移动距离根据什么计算?12、写出曲柄摇杆机构中,摇杆急回特性系数的计算式?13、曲柄摇杆机构中,摇杆为什么会产生急回运动?14、已知急回特性系数,如何求得曲柄的极位夹角?15、平面连杆机构中,哪些机构在什么情况下才能出现急回运动?16、平面连杆机构中,哪些机构在什么情况下出现“死点”位置?17、曲柄摇杆机构有什么运动特点?18、试述克服平面连杆机构“死点”位置的方法。
19、在什么情况下曲柄滑块机构才会有急回运动?20、曲柄滑块机构都有什么特点?21、试述摆动导杆机构的运动特点?22、试述转动导杆机构的运动特点。
23、曲柄滑块机构与导杆机构,在构成上有何异同?二、填空题1、平面连杆机构是由一些刚性构件用副和副相互联接而组成的机构。
2、平面连杆机构能实现一些较复杂的运动。
3、当平面四杆机构中的运动副都是副时,就称之为铰链四杆机构;它是其他多杆机构的。
4、在铰链四杆机构中,能绕机架上的铰链作整周的叫曲柄。
5、在铰链四杆机构中,能绕机架上的铰链作的叫摇杆。
6、平面四杆机构的两个连架杆,可以有一个是,另一个是,也可以两个都是或都是。
7、平面四杆机构有三种基本形式,即机构,机构和机构。
8、组成曲柄摇杆机构的条件是:最短杆与最长杆的长度之和或其他两杆的长度之和;最短杆的相邻构件为,则最短杆为。
9、在曲柄摇杆机构中,如果将杆作为机架,则与机架相连的两杆都可以作____ 运动,即得到双曲柄机构。
铰链四杆机构演化ppt正式完整版
学情分析
上好一堂课,不仅要备教材,更重要的备学生,只有对学 生的知识结构、心理特征进行分析、掌握,才能制定出切合实 际的教学目标和教学重点。
学习本节之前,学生已经掌握了三种基本铰链四杆机构的 组成、特点和应用,以及各构件的运动关系,具备了探究本节 内容的理论基础,但是缺乏实践经验和综合运用能力。基于这 些学情,结合教材内容,多举教学实例,把理论性较强的课本 知识形象化、具体化,引导学生自主探究。
C点的轨迹是圆弧mm,且当摇杆长度愈长时,曲线mm 愈平直。当摇杆为无限
长时,mm将成为一条直线,这时可把摇杆做成滑块,转动副D 将演化成移动副,
这种机构称为曲柄滑块机构,如图(b)示。
(2)曲柄滑块机类型: 偏置曲柄滑块机构--e 不等于零,如图(b) ; 对心曲柄滑块机构--e 等于零,如图(c)。
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重点难点
重点难点
教学重点:掌握 曲柄滑块机构的 演化方法和特点
(急回特性和死点 位置)。
教学难点:四种 形式导杆机构的 演化方法和特性 (急回特性和死 点位置)。
教学策略
1
教法设计
教学中我们必须利用好教材这个素材和思路,想方设法 达到制定的教学目标,因此教学方法的设计和运用尤其重要。
(2)曲柄滑块机类型:
在设计机构二时、,当导曲入柄新长度课很短、曲柄销需承受较大冲击载荷而工作行程很小时常采用这种偏心盘结构型式。
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牛当头摇刨 杆床为主无运限动长铰机时链构,四(mm摆杆将动机成导为构杆一)的条演直线化,这时可把摇杆做成滑块,转动副D 将演化成移动副,这种机构称为曲柄滑块机构,如图(b
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教学目标
知识目标
能力目标
情感目标
《机械基础》载体化教学方法之我见——以“平面连杆机构”教学为例
是机械设计 中必备 的知识 。因此 , 要让这些 “ 死” 的机构 如何 “ 活” 起来 , 值 时 , 教 师也应适时地鼓励学生学会 自己动手 , 考验 一下 自己的能力 , 充分 发 得大家思考与探究 。笔者近 几年在 《 机械基 础》 教 学 中, 不 断探 究与总 结 , 挥他们的主观能动性 , 进行一些小 制作 、 小发 明。鼓 励他们组成 兴趣小 组 ,
下面就 自己的教学 实践和体 会 , 谈谈 自己的看法 , 供同行参考 。
一
充实他们 的业余生活 , 提 高 自己的动手 能力 。这样 下来 。 不 仅巩 固了课 堂 知识 , 也体验到 了发 明创造 的快乐 , 同时也 会让 他们 的业余 时间过 得更 有
三、 多元创设 。 着 力 巩 固 已学 知 识
无论是静态模型还是动 态模型 , 目的在于 对深难 的机 构剖析 、 运动原
静态模型是指利 用实物 让学 生初 步认识 平面 连杆机 构 , 它 比较直观 。 理、 参数计算等 , 以形象贴切 的方式展 示在学生面 前, 符合职校学 生认识 的 动态模型是指通过 仿 真实 验模 拟各 种 工作环 境 下的情 况 , 它 比较生 动和 梯度 , 也符合新课教学的节奏。
、
利用载体 , 提 高学 生 感性 认 识
《 机械基础 》 课程教 学 , 离不 开动态和静 态模型 , 它们是教 学中有效 的 意义。
载体 , 能让学生在 “ 动静” 模 型 中, 构 建空 间概念 , 理 解机 构工 作 原理。 为
此, 在教学 中, 我 适 时 利 用 动 态模 型 和 静 态 模 型 , 从而方便打开教学 之门。
传统教 学呆板 固化的授 课方式 , 使 学有所 用, 学有所长。
(完整版)平面连杆机构
机械基础一轮复习资料(平面连杆机构)【复习要求】1. 了解铰链四杆机构的三种基本类型、特点及应用;2. 掌握三种基本形式的判别条件;3. 了解四杆机构的演化形式及应用;4. 了解“死点”位置产生的原因、克服方法及应用;5. 了解急回运动特性及其应用。
【知识网络】【知识精讲】一、平面连杆机构由一些刚性构件用转动副和移动副相互联接而组成的在同一平面或相互平行的平面内运动的机构。
注当平面四杆机构中的运动副都是转动副时称为铰链器杆机构。
三、铰链四杆机构三种基本形式的组成条件(见表)四、铰链四杆机构的演化和应用(见表)注:四杆机构的演化形式都可以看作是改变四杆机构某些构件的形状、相对长度或选择不同构件作为机架而获得的。
五、铰链四杆机构的特性1. “死点”位置(以曲柄摇杆机构为例)(1)“死点”位置的产生:摇杆为主动件曲柄为从动件时,当摇杆处于两极限位置时,连杆与曲柄出现两次共线,此时曲柄上所受的力通过曲柄转动的中心,转动力矩为零,从动件不动,机构停顿。
(2)机构在“死点”位置时,将出现从动件转向不确定或卡死不动。
(3)克服“死点”位置的措施:利用自重、加飞轮、增设辅助机构或机构错列。
(4)“死点”位置出现的利与弊:对传动机构来说,“死点”位置的出现是不利的,应设法予以避免,而工程中某些工作要求(如连杆式夹具的夹紧)就是利用“死点”位置来实现的。
2. 急回运动特性(1)定义:机构空回行程的平均速度大于工作行程平均速度的性质。
(2)意义:利用急回运动特性可缩短空回行程时间,提高生产效率。
(3)行程速比系数(K)和极位夹角(9)行程速比系数是从动件空回行程平均速度与从动件工作行程平均速度的比值,其大小反应急回特性;极位夹角是主动曲柄与连杆两次共线位置时的夹角。
K=(180° +9)/(180 °-9)或9=180°(K -1)/(K+1)注K > 1或9>0°时机构具有急回特性;摆角(小是指摇杆两极限位置的夹角。
一 平面连杆机构
摇杆3
→∞ → 直线 → 滑块
转动副D → 移动副 曲柄滑块机构
对心曲柄滑块机构
因导路的中线通过曲柄的回转中心而得名。该机构能把回转运动转换为往 复直线运动或作相反的转变,广泛应用于蒸汽机、内燃机、空压机以及各 种冲压机器中。
曲柄滑块机构的应用——内燃机
四冲程发动机
(1)曲柄滑块机构的行程
也可以利用死点进行工作:飞机起落架、钻夹具等。
C D A A C
设计:潘存云
P
γ B =0
B
B 2 2 C
C γ=0 33
P
B
飞机起落架
F
工件
设计:潘存云
A
11 A
D D
T
4
钻孔夹具
思考题:
曲柄摇杆机构是否一定具有急回特性? 是否肯定有死点位置?
1.曲柄为原动件,当机构有极位夹角时,就有急回特 性; =0、K=1时,无急回特性。
惯性筛工作机构
双曲柄机构 作用:将等速回转转 变为等速或变速回转。
B
6 C 2 3 1
E
4 D A
惯性筛机构
特例:平行双曲柄机构 特征:两连架杆等长且平行, A 连杆作平动,两曲柄转 向相同,角速度相等。 实例:火车轮 AB = CD 摄影平台 播种机料斗机构 A 天平
B B
B
B’ D
C C’
BC = AD
a、b、c、d (长度a b c d )
Y N
ad bc
双摇杆机构
以最短杆相邻杆为机架 以与最短杆相对的杆为机架 以最短杆为机架
曲柄摇杆机构 双摇杆机构 双曲柄机构
当满足杆长条件时,说明存在整转副,当选择不同的构 件作为机架时,可得不同的机构。如:
机械基础-平面连杆机构
化工机械
如搅拌机、反应器等, 利用平面连杆机构实现
物料的混合和反应。
02
平面连杆机构的基本类型
曲柄摇杆机构
总结词
曲柄摇杆机构是平面连杆机构中最基本的一种形式,它由一个曲柄和一个摇杆 组成,曲柄通过转动将动力传递给摇杆,使摇杆进行摆动或转动。
详细描述
曲柄摇杆机构广泛应用于各种机械装置中,如缝纫机、搅拌机、车窗升降器等。 曲柄通常作为主动件,通过转动将动力传递给摇杆,使摇杆进行摆动或转动, 从而实现特定的运动形式。
机械基础-平面连杆机构
• 引言 • 平面连杆机构的基本类型 • 平面连杆机构的运动特性 • 平面连杆机构的传力特性 • 平面连杆机构的设计 • 平面连杆机构的实例分析
01
引言
平面连杆机构简介
01
平面连杆机构是由若干个刚性构 件通过低副(铰链或滑块)连接 而成的机构,构件在互相平行的 平面内运动。
机构的承载能力分析
总结词
机构的承载能力分析是评估 平面连杆机构在承受载荷时
的承载能力和稳定性。
详细描述
通过承载能力分析,可以确 定机构在各种工况下的最大 承载能力,为机构的安全使
用和优化设计提供保障。
总结词
在进行承载能力分析时,需要综合考虑机 构中各个构件的强度、刚度和稳定性等因 素。
详细描述
通过对这些因素的评估和分析,可以确定 机构在各种工况下的承载能力和稳定性, 为机构的安全使用和优化设计提供依据。
压力角和传动角
总结词
压力角是指在平面连杆机构中,主动件与从动件之间所形成的夹角。传动角是指连杆与曲柄之间所形成的夹角。
详细描述
压力角的大小直接影响到机构的传动能力和效率。较小的压力角可以减小作用在从动件上的力,提高传动效率。 而传动角的大小则与机构的传动性能和曲柄的形状有关。在设计平面连杆机构时,需要综合考虑压力角和传动角 的影响,以获得最佳的传动效果。
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精品课件
一、曲柄摇杆机构 二、双曲柄机构 三、双摇杆机构
曲柄机构
曲柄——与机架用转动副相连,且能绕该转 动副轴线作整周旋转的构件。
摇杆——与机架用转动副相连,但只能绕该 转动副轴线摆动的构件。
精品课件
一、曲柄摇杆机构
曲柄摇杆机构——铰链四杆机构的两 个连架杆中,其中一个是曲柄,另一个是摇杆。
平面铰链四杆机构——构件间用四个转 动副相连的平面四杆机构,简称铰链四杆机构。
精品课件
铰链四杆机构: 四根杆均用转动副连接。
滑块四杆机构:杆 件间的连接,除了转动副以 外,构件3与4使用移动副连 接。
精品课件
§7-2 铰链四杆机构的组成与分 类
机架:固定不动的构件4。 连杆:不与机架直接相连的构件2。 连架杆:与机架相连的构件1、3。
第七章 平面连杆机
构
§7-1
§7-2
§7-3
§7-4
平面连杆机构的特点 铰链四杆机构的组成与分类 铰链四杆机构的基本性质 铰链四杆机构的演化
精品课件
连杆机构应用举例
精品课件
§7-1 平面连杆机构的特点
平面连杆机构——由一些刚性构件用转 动副和移动副相互连接而组成的,在同一平面或 相互平行平面内运动的机构。 作用:
急回特性: 空回行程时的平均 速度大于工作行程 时的平均速度。
精品课件
急回特性
机构的急回特性可用行程速比系数 K 表示:
Kv2 v1
t1 t2
118800
极位夹角 θ 越大,机构的急回特性越明显。
精品课件
三、死点位置
摇杆处于左
极限位置C1D时,连杆
与从动件(曲柄)的共
线位置C1A B1。
摇杆处于右极限
精品课件
B1C1D C2B2A
精品课件
双摇杆机构
双摇杆机构的应用
电风扇摇头机构
精品课件
起重机机构
§7-3 铰链四杆机构的基本性质
一、曲柄存在条件 二、急回特性 三、死点位置
精品课件
一、曲柄存在条件
1.最短杆与最长杆的长度之和小于或 等于其他两杆长度之和。
2.连架杆和机架中必有一杆是最短杆。
精品课件
一、曲柄滑块机构 二、导杆机构
精品课件
一、曲柄滑块机构
曲柄滑块机构是具有一个曲柄和一个滑块 的平面四杆机构,是由曲柄摇杆机构演化而来的。
曲柄滑块机构的演化 偏心轮机构
精品课件
曲柄滑块机构的应用
内燃机气缸
内燃机气缸
精品课件
冲压机
精品课件
滚轮送料机
精品课件
二、导杆机构
导杆是机构中与另一运动构件组成移动 副的构件。连架杆中至少有一个构件为ห้องสมุดไป่ตู้杆的平 面四杆机构称为导杆机构。
连杆与机架的长度相等且两个曲柄 长度相等,曲柄转向相同的双曲柄机构。
平行双曲柄机构
精品课件
反向双曲柄机构
连杆与机架的长度相等且两个曲柄长 度相等,曲柄转向相反的双曲柄机构。
反向双曲柄机构
精品课件
双曲柄机构的应用
惯性筛
天平
汽车车门启闭
精品课件
三、双摇杆机构
铰链四杆机构中两连架杆均为摇杆。
机构两极限位置:
实现某些较为复杂的平面运动,在生产和生活 中广泛用于动力的传递或改变运动形式。
精品课件
港口起重机 吊运货物是利用 平面连杆机构中 的双摇杆机构实 现的
精品课件
铲土机为了 保证铲斗平行移 动,防止泥土流 出,采用了平面 连杆机构
精品课件
四杆机构——最常用的平面连杆机构, 具有四个构件(包括机架)的低副机构。
摆动导杆机构 移动导杆机构 曲柄摇块机构
精品课件
摆动导杆机构
牛头刨床主运动机构
精品课件
摆动导杆机构
移动导杆机构
手动抽水机构
精品课件
移动导杆机构
曲柄摇块机构
自卸汽车卸料机构
精品课件
曲柄摇块机构
本章小结
1.铰链四杆机构的基本类型。 2.铰链四杆机构各构件的名称。 3.铰链四杆机构基本形式的判定。 4.铰链四杆机构的基本性质。 5.导杆机构类型与应用。
位 置 C2D 时 , 连 杆 与 从 动 件 (曲柄)的共线位置C2B2A。
精品课件
死点位置
死点位置的应用
工件夹紧后,BCD成一直线,撤去外力 F 之后, 机构在工件反弹力 T 的作用下,处于死点位置。即使反
弹力很大,工件也不会松脱,使夹紧牢固可靠。
精品课件
精品课件
§7-4 铰链四杆机构的演化
曲柄摇杆机构
精品课件
曲柄摇杆机构的应用
剪板机
雷达
汽车雨刷
精品课件
缝纫机踏板
二、双曲柄机构
双曲柄机构——铰链四杆机构中两连 架杆均为曲柄。
类型: 不等长双曲柄机构 平行双曲柄机构 反向双曲柄机构
精品课件
不等长双曲柄机构 两曲柄长度不等的双曲柄机构。
不等长双曲柄机构
精品课件
平行双曲柄机构
铰链四杆机构三种基本类型的判别方法 曲柄摇杆机构的条件:连架杆之一为最短杆
精品课件
双曲柄机构的条件:机架为最短杆
精品课件
双摇杆机构的条件:连杆为最短杆
当最长杆与最短杆长度之和大 于其余两杆长度之和时,无论取哪一杆 件为机架,机构均为双摇杆机构。
精品课件
二、急回特性
极位夹角——摇杆在C1D和C2D两极限位置时,曲 柄与连杆共线,对应两位置所夹的锐角,用θ表示。