机械基础第七章平面连杆机构PPT
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
7.2 铰链四杆机构的演化
移动副可以认为是由转动副演化而来的。图 7 -7(a)是四铰链 机构。连杆2上的铰链C由于受摇杆3的控制，它的轨迹是以点D 为圆心、以杆长lCD为半径的圆弧kC。如果在机架4上装设一个同 样轨迹的圆弧槽kC ，而把摇杆3做成滑块的形式置于槽中滑动， 如图 7 -7(b)所示，则滑块3与机架4所组成的移动副就取代了点D 的转动副。这时，连杆2上的C点的运动情况，将完全相同于有 转动副D时的情况。 圆弧槽kC的圆心即相当于摇杆3 D，圆弧槽kC的半径即相当于摇杆3的长度lCD。
机械基础
第七章 平面连杆机构
7.1 铰链四杆机构的组成和分类与特点 7.2 铰链四杆机构的演化 7.3 铰链四杆机构的基本性质 习题
1
机械基础
第七章 平面连杆机构
7.1.1 平面连杆机构的定义
是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。
7.1.2 铰链四杆机构 的定义
是构件间用四个转动副相连的平面四杆机构。
2
机械基础
7.1 .3 铰链四杆机构的组成与分类
B
连架杆
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ1 A
连杆
2
C
3
连架杆
4
D
机架
机架 连杆
固定不动的构件。
机构中不与机架相连的 构件。
连架杆 机构中与机架用低副
相连的构件。
曲柄
摇杆
3
机械基础
铰链四杆机构的基本类型
铰链四杆机构 曲柄摇杆机构 双曲柄机构 双摇杆机构
5
机械基础
6
机械基础
1 曲柄摇杆机构
图3-2 曲柄摇杆机构的应用
7
机械基础
2 曲柄摇杆机构
图7-3 双曲柄机构及其应用
8
机械基础
图7-4 天平中的平行四边形机构
9
机械基础
图7-5 反平行四边形机构及其应用
10
机械基础
3 双摇杆机构
图7-6 双摇杆机构及其在鹤式起重机中的应用
11
机械基础
如图 7 -15所示的偏心轮机构。其中构件1为圆盘，它的回转中心
A与几何中心B
，其大小就是曲柄的长度lAB，该圆盘
称为偏心轮。显然，偏心轮机构的运动性质与原来的曲柄摇杆
机构或曲柄滑块机构一样。可见偏心轮机构是转动副B的销钉半
径逐渐扩大直至超过了曲柄长度lAB演化而成的，如图 7 -15(a)、 (b)、(c)所示。图 7 -16所示的曲轴为偏心轮的另一种结构形式，
是内燃机重要的零部件。由于偏心轮机构中偏心轮的两支承距
离较小而偏心部分粗大，刚度和强度均较好，可承受较大的力
和冲击载荷。
24
机械基础
图7-15 转动副扩大演化为偏心轮的过程
25
机械基础
图7-16 四缸发动机的曲轴结构
26
机械基础
表7-1 四杆机构的几种形式
27
机械基础
表7-1 四杆机构的几种形式
12
机械基础
图7-7 转动副演变移动副的过程
13
机械基础
7.2.1
图7-8 曲柄滑块机构
14
机械基础
7.2.2 回转导杆机构
图7-9 回转导杆机构以及刨床机构
15
机械基础
7.2.3 曲柄摇块机构和摆动导杆机构
图7-10 曲柄摇块机构和摆动导杆机构
16
机械基础
图 7 -11所示的是自卸卡车的翻斗机构。其中摇块3做成绕 定轴C摆动的油缸，导杆4的一端固结着活塞。油缸下端进油， 推动活塞4上移，从而推动与车斗固结的构件1，使之绕点B转 动， 达到自动卸料的目的。这种油缸式的摇块机构，在各种建 筑机械、农业机械以及许多机床中得到了广泛的应用。
28
机械基础
7.3铰链四杆机构的基本性质
7.3.1 1. 在机构中，具有整转副的构件占有重要的地位，因为只有这种构件才
能用电机等连续转动装置来带动。如果这种构件与机架相铰接(亦即是连架 杆)， 则该构件就是一般所指的曲柄。机构中具有整转副的构件是关键性的
构件。 在图7-17的曲柄摇杆机构中，假设各个构件的长度分别为a、b、c和
19
机械基础
图7-12 刨床中的摆动导杆机构
20
机械基础
7.2.4 如果把曲柄滑块机构中的滑块作为机架，如图 7 -13(a)所
示， 则得到移动导杆4在固定滑块3中往复移动的定块机构。在 图7-13(b)中，固定滑块3成为唧筒外壳，移动导杆4的下端固结 着汲水活塞，在唧筒3的内部上下移动，实现汲水的目的。
17
机械基础
图7-11 自卸卡车中的摇块机构
18
机械基础
图7-12所示的是刨床或送料装置中使用的六杆机构。 其 中的构件1、2、3和4组成摆动导杆机构，用来把曲柄1的连续 转动变为导杆3的往复摆动，再通过构件5使滑块6作往复移动， 从而带动刨床的刨刀进行刨切，或推动物料实现送进的目的。 摆动导杆机构的导杆也具有急回作用。
等号的情况， 得到
a+b≤c+d
a+c≤b+d
a+d≤b+c
31
机械基础
将以上三式两两相加，经过化简后得到
a≤b a≤c a≤d
可见，曲柄1是机构中的最短杆，并且最短杆与最长杆的长 度之和小于或等于其余两杆长度之和，我们把这种杆长之和 的关系简称为杆长之和条件。
21
机械基础
图7-13 定块机构及其应用
22
机械基础
7.2.5 含有两个移动副的四杆机构
图7-14 曲柄滑块机构演变双滑块机构
23
机械基础
7.2.6
在曲柄摇杆、曲柄滑块或其他带有曲柄的机构中，如果曲
柄很短，当在曲柄两端各有一个轴承时，则加工和装配工艺困
难，同时还影响构件的强度。因此，在这种情况下，往往采用
4
机械基础
7.1 .2铰链四杆机构的特点及应用
在平面四杆机构中，如果全部运动副都是转动副，则称为铰 链四杆机构，如图 7 -1所示的曲柄摇杆机构则为铰链四杆机构的 一种形式。图中杆4固定不动，称为机架，杆2称为连杆。杆1 和 杆3分别用转动副与连杆2和机架4相连接，称为连架杆。连架杆 中能作360°转动的(如杆1)称为曲柄，对应的转动副A称为整转 副,在运动简图中用单向圆弧箭头表示；若仅能在小于360°范围 内摆动，则称为摇杆(如杆3)或摆杆，对应的转动副D称为摆动副, 在运动简图中用双向圆弧箭头表示。
d，而且a＜d。 在曲柄AB转动一周的过程中，曲柄AB必定与连杆BC有两个 共线的位置（曲柄转至B1，B2处）。
29
机械基础
图7-17 曲柄摇杆机构中的几何关系
30
机械基础
根据三角形两边之和大于第三边的几何定理，由△AC2D
由△AC1D
c+d＞a+b
b-a+d＞c b-a+c＞d
将以上三式进行整理， 并且考虑可能存在四杆共线时取
移动副可以认为是由转动副演化而来的。图 7 -7(a)是四铰链 机构。连杆2上的铰链C由于受摇杆3的控制，它的轨迹是以点D 为圆心、以杆长lCD为半径的圆弧kC。如果在机架4上装设一个同 样轨迹的圆弧槽kC ，而把摇杆3做成滑块的形式置于槽中滑动， 如图 7 -7(b)所示，则滑块3与机架4所组成的移动副就取代了点D 的转动副。这时，连杆2上的C点的运动情况，将完全相同于有 转动副D时的情况。 圆弧槽kC的圆心即相当于摇杆3 D，圆弧槽kC的半径即相当于摇杆3的长度lCD。
机械基础
第七章 平面连杆机构
7.1 铰链四杆机构的组成和分类与特点 7.2 铰链四杆机构的演化 7.3 铰链四杆机构的基本性质 习题
1
机械基础
第七章 平面连杆机构
7.1.1 平面连杆机构的定义
是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。
7.1.2 铰链四杆机构 的定义
是构件间用四个转动副相连的平面四杆机构。
2
机械基础
7.1 .3 铰链四杆机构的组成与分类
B
连架杆
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ1 A
连杆
2
C
3
连架杆
4
D
机架
机架 连杆
固定不动的构件。
机构中不与机架相连的 构件。
连架杆 机构中与机架用低副
相连的构件。
曲柄
摇杆
3
机械基础
铰链四杆机构的基本类型
铰链四杆机构 曲柄摇杆机构 双曲柄机构 双摇杆机构
5
机械基础
6
机械基础
1 曲柄摇杆机构
图3-2 曲柄摇杆机构的应用
7
机械基础
2 曲柄摇杆机构
图7-3 双曲柄机构及其应用
8
机械基础
图7-4 天平中的平行四边形机构
9
机械基础
图7-5 反平行四边形机构及其应用
10
机械基础
3 双摇杆机构
图7-6 双摇杆机构及其在鹤式起重机中的应用
11
机械基础
如图 7 -15所示的偏心轮机构。其中构件1为圆盘，它的回转中心
A与几何中心B
，其大小就是曲柄的长度lAB，该圆盘
称为偏心轮。显然，偏心轮机构的运动性质与原来的曲柄摇杆
机构或曲柄滑块机构一样。可见偏心轮机构是转动副B的销钉半
径逐渐扩大直至超过了曲柄长度lAB演化而成的，如图 7 -15(a)、 (b)、(c)所示。图 7 -16所示的曲轴为偏心轮的另一种结构形式，
是内燃机重要的零部件。由于偏心轮机构中偏心轮的两支承距
离较小而偏心部分粗大，刚度和强度均较好，可承受较大的力
和冲击载荷。
24
机械基础
图7-15 转动副扩大演化为偏心轮的过程
25
机械基础
图7-16 四缸发动机的曲轴结构
26
机械基础
表7-1 四杆机构的几种形式
27
机械基础
表7-1 四杆机构的几种形式
12
机械基础
图7-7 转动副演变移动副的过程
13
机械基础
7.2.1
图7-8 曲柄滑块机构
14
机械基础
7.2.2 回转导杆机构
图7-9 回转导杆机构以及刨床机构
15
机械基础
7.2.3 曲柄摇块机构和摆动导杆机构
图7-10 曲柄摇块机构和摆动导杆机构
16
机械基础
图 7 -11所示的是自卸卡车的翻斗机构。其中摇块3做成绕 定轴C摆动的油缸，导杆4的一端固结着活塞。油缸下端进油， 推动活塞4上移，从而推动与车斗固结的构件1，使之绕点B转 动， 达到自动卸料的目的。这种油缸式的摇块机构，在各种建 筑机械、农业机械以及许多机床中得到了广泛的应用。
28
机械基础
7.3铰链四杆机构的基本性质
7.3.1 1. 在机构中，具有整转副的构件占有重要的地位，因为只有这种构件才
能用电机等连续转动装置来带动。如果这种构件与机架相铰接(亦即是连架 杆)， 则该构件就是一般所指的曲柄。机构中具有整转副的构件是关键性的
构件。 在图7-17的曲柄摇杆机构中，假设各个构件的长度分别为a、b、c和
19
机械基础
图7-12 刨床中的摆动导杆机构
20
机械基础
7.2.4 如果把曲柄滑块机构中的滑块作为机架，如图 7 -13(a)所
示， 则得到移动导杆4在固定滑块3中往复移动的定块机构。在 图7-13(b)中，固定滑块3成为唧筒外壳，移动导杆4的下端固结 着汲水活塞，在唧筒3的内部上下移动，实现汲水的目的。
17
机械基础
图7-11 自卸卡车中的摇块机构
18
机械基础
图7-12所示的是刨床或送料装置中使用的六杆机构。 其 中的构件1、2、3和4组成摆动导杆机构，用来把曲柄1的连续 转动变为导杆3的往复摆动，再通过构件5使滑块6作往复移动， 从而带动刨床的刨刀进行刨切，或推动物料实现送进的目的。 摆动导杆机构的导杆也具有急回作用。
等号的情况， 得到
a+b≤c+d
a+c≤b+d
a+d≤b+c
31
机械基础
将以上三式两两相加，经过化简后得到
a≤b a≤c a≤d
可见，曲柄1是机构中的最短杆，并且最短杆与最长杆的长 度之和小于或等于其余两杆长度之和，我们把这种杆长之和 的关系简称为杆长之和条件。
21
机械基础
图7-13 定块机构及其应用
22
机械基础
7.2.5 含有两个移动副的四杆机构
图7-14 曲柄滑块机构演变双滑块机构
23
机械基础
7.2.6
在曲柄摇杆、曲柄滑块或其他带有曲柄的机构中，如果曲
柄很短，当在曲柄两端各有一个轴承时，则加工和装配工艺困
难，同时还影响构件的强度。因此，在这种情况下，往往采用
4
机械基础
7.1 .2铰链四杆机构的特点及应用
在平面四杆机构中，如果全部运动副都是转动副，则称为铰 链四杆机构，如图 7 -1所示的曲柄摇杆机构则为铰链四杆机构的 一种形式。图中杆4固定不动，称为机架，杆2称为连杆。杆1 和 杆3分别用转动副与连杆2和机架4相连接，称为连架杆。连架杆 中能作360°转动的(如杆1)称为曲柄，对应的转动副A称为整转 副,在运动简图中用单向圆弧箭头表示；若仅能在小于360°范围 内摆动，则称为摇杆(如杆3)或摆杆，对应的转动副D称为摆动副, 在运动简图中用双向圆弧箭头表示。
d，而且a＜d。 在曲柄AB转动一周的过程中，曲柄AB必定与连杆BC有两个 共线的位置（曲柄转至B1，B2处）。
29
机械基础
图7-17 曲柄摇杆机构中的几何关系
30
机械基础
根据三角形两边之和大于第三边的几何定理，由△AC2D
由△AC1D
c+d＞a+b
b-a+d＞c b-a+c＞d
将以上三式进行整理， 并且考虑可能存在四杆共线时取