连杆机构
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)。
小来判断机构是否有急回运动以及急回运动的程度。
总结归纳： 平面四杆机构具有急回特性的条件： • ①主动件作整周回转运动； • ②从动件往返运动且有极位； • ③从动件存在两极位时，主动件相应的有极
位夹角θ，且极位夹角θ ≠0。
4—拓展延伸
偏置曲柄滑块机构 （1）曲柄滑块机构的急回特性
对心曲柄滑块机构 （2）摆动倒杆机构的急回特性
、 K≥1
D 、K<1
（3）极位夹角越大，机构的急回特性越显著。（ 正确 ）
（4）已知曲柄摇杆机构的行程速比因素数K 为1.4，求极位夹角？
180 k 1 1188000.04.430 30
k 1
2.24 .4
（5）如图所示，θ=30°，该机构的行程速比因数k为多少？
这是为什么呢？
1．死点的概念
曲柄摇杆机构中，摇杆为主动件，曲柄为从动件，当连杆与从动曲
柄共线时，机构的传动角 γ＝0 ， ＝90°此时摇杆CD 通过连杆作用 于从动曲柄AB上的力恰好通过曲柄回转中心，故出现了不能使曲柄AB转
动的卡死现象，机构的这种连杆与从动件共线、传动角为零时的位置称 为机构的死点位置或死点。
问题 摇杆在两个极限位置时， 所对应的曲柄和连杆处于 怎样的位置关系？
在曲柄摇杆机构中，当曲柄与连杆两次共线时，摇 杆位于两个极限位置，简称极位；
极位夹角——摇杆在
C1D、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。
。
一、急回特性
我们再来看上图的曲柄摇杆机构，曲柄为主动件逆时针匀 速转动，当摇杆从右向左摆动时速度较慢，从左向右摆动时 速度较快。也就是说摇杆的返回速度较快，我们称它具有急 回运动特性。为什么会出现这种现象呢？ 下面我们来分析：
①主动件为摇杆； ② 从动件与连杆共线，即：压力角为 α=90°、传动角
γ=0°。
思考题： 1、我们坐折叠椅的时候，靠在椅背上，为何靠椅不会自动 松开或合拢？
谢谢观赏！
Click to Add Title
问题1：铰链四杆机构中各个构件的名称是什么？
（复习，模型演示）
4 —机架， 2 —连杆，
1、3 — 连架杆
摇杆
机架
问题2：有很多地方应用到平面四杆机构，认识它们么？
曲柄摇杆机构
双曲柄机构
双摇杆机构
问题1： 观察曲柄摇杆机构的运动，回答柄摇杆机构 中曲柄和摇杆的运动各有什么特点？ 问题2： 摇杆在C1摆动C2位置与C2摆动C1位置的过程 中，哪个过程运动速度较快？
解：
k 180 180
k 180 30 1.4 180 30
课堂小结
平面四杆机构具有急回特性的条件： ① 主动件作整周匀速回转运动 ②从动件往返运动且有极位； ③ 从动件存在两极位时，主动件相应的有极位夹角θ， 且极位夹角θ ≠0。
机构具有死点位置的条件：
K V2 V1
C1C2 C1C2
t2 t1
t1 t2
180 180
由 K 180 可得 : 180 K 1
180
K 1
只要θ≠0 ，机构就具有急运动；并且θ越大，K 值越
大，急回程度就越高，但机构的平稳性下降。
故，可通过分析机构中是否存在极位夹角θ以及θ的大
摆动导杆机构的急回特性幻灯 片 16
该机构具有急回运动性质，且具有最好的传力性能， 常用于牛头刨床、插床等。
拓展应用— 机构急回特性的应用实例
应用实例 牛头刨床主机构插床导杆机构
通过观察牛头刨床主机构、插床导杆机构的实际工 作过程，让学生观察分析，分组讨论，从而得到急 回特性的意义——利用机构的急回特性，可缩短非 生产工作时间，提高工作效率。
偏 置 曲 柄 滑 块 机 构
因为从动件滑块导路的中心线不通过曲柄的回转中心，c1、 c2为滑块的两极限位置，θ极位夹角存在，故该机构具有急回特 性.
对 心 曲 柄 滑 块 机 构
因滑块导路的中心线通过曲柄的回转中心，从动件滑块 位于极限位置时，无极位夹角，故机构无急回特性。 广泛应用于蒸汽机、内燃机以及各种冲压机器中。
应用一：牛头刨床机构
这是一个六杆机构，曲柄整周匀速转动，带动刨刀往复移 动,该机构利用摆动导杆机构的急回特性使刨刀快速退回，缩 短非生产工作时间，以提高工作效率。
应用二：插床机构
利用摆动导杆机构 的急回特性使插刀快速 退回，缩短非生产工作 时间以提高工作效率。
二、死点位置
你用过缝纫机吗？当你踩 缝纫机踏板时，由于操作 不当，遇到过踩不动或使 缝纫机飞轮反转的情况吗？
t1 >t2 ，V2 > V1
急回特性的定义： 主动件等速旋转时，作往复运动的从动件在 空回行程中的平均速度大于工作行程的平均 速度的这种运动特性称为急回特性。
行程速比因数K
曲柄摇杆机构的急回运动程度可以用 行程速比因数K 来表示，
K等于从动件空回行程的平均速度与工作行程的平均速度之比。
应用实例2：火车轮机构 利用两组机构错开排列
B’
F’
C’
A’
E’
D’
G’
A
E
D
G
B
F
C
练习
（1）当曲柄为原动件时，具有急回特性的机构有( ABC )。
A 曲柄摇杆机构 B 偏置曲柄滑块机构
C 摆动导杆机构 D 双曲柄机构
（2）有急回特性的平面连杆机练构习的行程速度变化系数( B )。
A、 K=1 B 、K>1
当曲柄以ω继续转过180°-θ时，摇杆从 C1D位置摆到C2D，所花时间为t2 ,平均速度 为V2 ,则有：
t2 (180 ) /
V2 C1C2 t2 C1C2 /(180 )
12
曲柄转 过角度
曲 摇杆C 柄 点的 转 路程 角
所用 时间
摇杆C点 平均速度
工作 行程
2．死点的利弊 （1）死点的利用
在工程中也常常应用死点位置实现工作要求。 如工件加紧机构、飞机起落架等。
应用实例1：工件加紧机构
应用实例2：飞机起落架
γ=0
F
BC、CD共线，机构处于死点位 置，承受着陆时的地面反力，作用于 CD的力通过其铰链中心D，故起落架 不会反转（摇杆CD不会转动），从而 使飞机的降落更加安全可靠。
C
补充:
压力角 ：从动件受力 B
方向与受力点线速度方
向之间所夹的锐角。
死 点
传动角γ ：压力角
A
的余角，也等于连
死 点
D
杆与从动件之间所
夹的锐角
总结
机构具有死点位置的条件：
a、主动件为摇杆； b、从动件与连杆共线，即：压力角为α=90°、传动角γ=0°。
注意： 平面四杆机构是否存在“死点”取决于从动件与连杆是否共线。 机构处于死点位置，从动件会出现卡死（机构自锁）或运 动方向不确定的现象。
1 180
c2c1 t1 1/
v1 c2c1 t1
空回 行程
2 180
c1c 2 t2 2 / v2 c1c2 / t2
比较
1 来自百度文库2
相 相等 等
t1 t2
v1 v2
推导结果：因曲柄转角不同，故摇杆来回摆动时间不一样，平
均速度也不相等：
飞机起落架机构
（2）死点的缺陷 对于传动机构，存在死点位置是一个缺陷，常采用下
列措施使机构顺利通过死点位置。 克服死点的措施： ①利用系统的惯性；如缝纫机的脚踏机构 ②利用多组机构错列；如火车轮机构
应用实例1：缝纫机的脚踏机构
利 用 惯 性
脚踏机构将踏板的往复摆动 变换为带轮的单向转动，就是借 助带轮的惯性通过死点位置，并 使带轮转向不变的。
工作行程--空回行程
当曲柄以ω逆时针转过180°+θ时，摇杆
从C2D位置摆到C1D。所花时间为t1 , 平均 速度为V1,则有：
t1 (180 ) /
V1 C2C1 t1 C2C1 /(180 )
通常情况下： 摇杆从C2D到 C1D位置的过 程称工作行程； 摇杆从C1D到 C2D位置过程 称空回行程
总结归纳： 平面四杆机构具有急回特性的条件： • ①主动件作整周回转运动； • ②从动件往返运动且有极位； • ③从动件存在两极位时，主动件相应的有极
位夹角θ，且极位夹角θ ≠0。
4—拓展延伸
偏置曲柄滑块机构 （1）曲柄滑块机构的急回特性
对心曲柄滑块机构 （2）摆动倒杆机构的急回特性
、 K≥1
D 、K<1
（3）极位夹角越大，机构的急回特性越显著。（ 正确 ）
（4）已知曲柄摇杆机构的行程速比因素数K 为1.4，求极位夹角？
180 k 1 1188000.04.430 30
k 1
2.24 .4
（5）如图所示，θ=30°，该机构的行程速比因数k为多少？
这是为什么呢？
1．死点的概念
曲柄摇杆机构中，摇杆为主动件，曲柄为从动件，当连杆与从动曲
柄共线时，机构的传动角 γ＝0 ， ＝90°此时摇杆CD 通过连杆作用 于从动曲柄AB上的力恰好通过曲柄回转中心，故出现了不能使曲柄AB转
动的卡死现象，机构的这种连杆与从动件共线、传动角为零时的位置称 为机构的死点位置或死点。
问题 摇杆在两个极限位置时， 所对应的曲柄和连杆处于 怎样的位置关系？
在曲柄摇杆机构中，当曲柄与连杆两次共线时，摇 杆位于两个极限位置，简称极位；
极位夹角——摇杆在
C1D、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。
。
一、急回特性
我们再来看上图的曲柄摇杆机构，曲柄为主动件逆时针匀 速转动，当摇杆从右向左摆动时速度较慢，从左向右摆动时 速度较快。也就是说摇杆的返回速度较快，我们称它具有急 回运动特性。为什么会出现这种现象呢？ 下面我们来分析：
①主动件为摇杆； ② 从动件与连杆共线，即：压力角为 α=90°、传动角
γ=0°。
思考题： 1、我们坐折叠椅的时候，靠在椅背上，为何靠椅不会自动 松开或合拢？
谢谢观赏！
Click to Add Title
问题1：铰链四杆机构中各个构件的名称是什么？
（复习，模型演示）
4 —机架， 2 —连杆，
1、3 — 连架杆
摇杆
机架
问题2：有很多地方应用到平面四杆机构，认识它们么？
曲柄摇杆机构
双曲柄机构
双摇杆机构
问题1： 观察曲柄摇杆机构的运动，回答柄摇杆机构 中曲柄和摇杆的运动各有什么特点？ 问题2： 摇杆在C1摆动C2位置与C2摆动C1位置的过程 中，哪个过程运动速度较快？
解：
k 180 180
k 180 30 1.4 180 30
课堂小结
平面四杆机构具有急回特性的条件： ① 主动件作整周匀速回转运动 ②从动件往返运动且有极位； ③ 从动件存在两极位时，主动件相应的有极位夹角θ， 且极位夹角θ ≠0。
机构具有死点位置的条件：
K V2 V1
C1C2 C1C2
t2 t1
t1 t2
180 180
由 K 180 可得 : 180 K 1
180
K 1
只要θ≠0 ，机构就具有急运动；并且θ越大，K 值越
大，急回程度就越高，但机构的平稳性下降。
故，可通过分析机构中是否存在极位夹角θ以及θ的大
摆动导杆机构的急回特性幻灯 片 16
该机构具有急回运动性质，且具有最好的传力性能， 常用于牛头刨床、插床等。
拓展应用— 机构急回特性的应用实例
应用实例 牛头刨床主机构插床导杆机构
通过观察牛头刨床主机构、插床导杆机构的实际工 作过程，让学生观察分析，分组讨论，从而得到急 回特性的意义——利用机构的急回特性，可缩短非 生产工作时间，提高工作效率。
偏 置 曲 柄 滑 块 机 构
因为从动件滑块导路的中心线不通过曲柄的回转中心，c1、 c2为滑块的两极限位置，θ极位夹角存在，故该机构具有急回特 性.
对 心 曲 柄 滑 块 机 构
因滑块导路的中心线通过曲柄的回转中心，从动件滑块 位于极限位置时，无极位夹角，故机构无急回特性。 广泛应用于蒸汽机、内燃机以及各种冲压机器中。
应用一：牛头刨床机构
这是一个六杆机构，曲柄整周匀速转动，带动刨刀往复移 动,该机构利用摆动导杆机构的急回特性使刨刀快速退回，缩 短非生产工作时间，以提高工作效率。
应用二：插床机构
利用摆动导杆机构 的急回特性使插刀快速 退回，缩短非生产工作 时间以提高工作效率。
二、死点位置
你用过缝纫机吗？当你踩 缝纫机踏板时，由于操作 不当，遇到过踩不动或使 缝纫机飞轮反转的情况吗？
t1 >t2 ，V2 > V1
急回特性的定义： 主动件等速旋转时，作往复运动的从动件在 空回行程中的平均速度大于工作行程的平均 速度的这种运动特性称为急回特性。
行程速比因数K
曲柄摇杆机构的急回运动程度可以用 行程速比因数K 来表示，
K等于从动件空回行程的平均速度与工作行程的平均速度之比。
应用实例2：火车轮机构 利用两组机构错开排列
B’
F’
C’
A’
E’
D’
G’
A
E
D
G
B
F
C
练习
（1）当曲柄为原动件时，具有急回特性的机构有( ABC )。
A 曲柄摇杆机构 B 偏置曲柄滑块机构
C 摆动导杆机构 D 双曲柄机构
（2）有急回特性的平面连杆机练构习的行程速度变化系数( B )。
A、 K=1 B 、K>1
当曲柄以ω继续转过180°-θ时，摇杆从 C1D位置摆到C2D，所花时间为t2 ,平均速度 为V2 ,则有：
t2 (180 ) /
V2 C1C2 t2 C1C2 /(180 )
12
曲柄转 过角度
曲 摇杆C 柄 点的 转 路程 角
所用 时间
摇杆C点 平均速度
工作 行程
2．死点的利弊 （1）死点的利用
在工程中也常常应用死点位置实现工作要求。 如工件加紧机构、飞机起落架等。
应用实例1：工件加紧机构
应用实例2：飞机起落架
γ=0
F
BC、CD共线，机构处于死点位 置，承受着陆时的地面反力，作用于 CD的力通过其铰链中心D，故起落架 不会反转（摇杆CD不会转动），从而 使飞机的降落更加安全可靠。
C
补充:
压力角 ：从动件受力 B
方向与受力点线速度方
向之间所夹的锐角。
死 点
传动角γ ：压力角
A
的余角，也等于连
死 点
D
杆与从动件之间所
夹的锐角
总结
机构具有死点位置的条件：
a、主动件为摇杆； b、从动件与连杆共线，即：压力角为α=90°、传动角γ=0°。
注意： 平面四杆机构是否存在“死点”取决于从动件与连杆是否共线。 机构处于死点位置，从动件会出现卡死（机构自锁）或运 动方向不确定的现象。
1 180
c2c1 t1 1/
v1 c2c1 t1
空回 行程
2 180
c1c 2 t2 2 / v2 c1c2 / t2
比较
1 来自百度文库2
相 相等 等
t1 t2
v1 v2
推导结果：因曲柄转角不同，故摇杆来回摆动时间不一样，平
均速度也不相等：
飞机起落架机构
（2）死点的缺陷 对于传动机构，存在死点位置是一个缺陷，常采用下
列措施使机构顺利通过死点位置。 克服死点的措施： ①利用系统的惯性；如缝纫机的脚踏机构 ②利用多组机构错列；如火车轮机构
应用实例1：缝纫机的脚踏机构
利 用 惯 性
脚踏机构将踏板的往复摆动 变换为带轮的单向转动，就是借 助带轮的惯性通过死点位置，并 使带轮转向不变的。
工作行程--空回行程
当曲柄以ω逆时针转过180°+θ时，摇杆
从C2D位置摆到C1D。所花时间为t1 , 平均 速度为V1,则有：
t1 (180 ) /
V1 C2C1 t1 C2C1 /(180 )
通常情况下： 摇杆从C2D到 C1D位置的过 程称工作行程； 摇杆从C1D到 C2D位置过程 称空回行程