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1、精选优质文档-倾情为你奉上第二章 平面连杆机构6-1 铰链四杆机构一、 平面连杆机构：1、 定义：由若干刚性构件用低副连接而成的平面机构。（1）刚性构件：运动中不变形的构件；一般为杆状，为四根；也称为平面四杆机构。 （2）低副：转动副、移动副。纯转动副的为铰链四杆机构（最基本的四杆机构）；导杆机构：含转动副、移动副判定平面机构的依据（不含高副）； （3）平面机构：构件的运动在同一平面或相互平行的平面内。2、特点：低副承载大，易制易修、易润滑、磨损小；可实现匀速转与转、摆、移等多种形式的运动转换；连杆上不同点的运动轨迹不同，可实现所需的运动轨迹；低副间隙难消除，不能精确实现从动件所需的复杂运动规
2、律；产生的惯性力难平衡，不宜用于高速传动；3、铰链四杆机构构件名称： （1）机架：固定不动的杆（静件，唯一的）； （2）连杆：不与机架直接相连的杆； （3）连架杆： 曲柄：能作整周转动； 摇杆：仅在某一角度内摆动；二、 铰链四杆机构的类型、判定及应用（按连架杆的性质分）1、 曲柄摇杆机构： 一连架杆为曲构（常作主动件，匀速转动）；另一连架杆为摇杆； 最基本的形式（通过机架、运动副、构件相对尺寸的变化可演化 、转化得到其它形式的机构） 组成条件：Lmax+LminL+L” 以最短杆的邻杆为机架；即时曲构为最短杆。 运动特点（原理）：曲柄连续匀速转从动摇杆变速往复摆动； 曲杆存在条件：连架杆能作整
3、圈转动，各杆长度应满足的一定条件。 a.曲柄摇杆机构ABCD。AB作整圈转动； b.作曲构与连杆两共线位(b+a，b-a)得AC1D, AC2D； c.在AC1D中：b-a+cda+bca+cb+a考虑极限重合情况（平行双曲柄） a+db+c 两两相加 ab a+cb+d = aca+bc=d ad即a为最短杆，且与最长杆长度之和小于其余两杆长度和。 概括 Lmin+lmaxL+L”= 连架杆与机架中边有一最短杆应用：横向进给机构（齿轮曲柄）连杆摇杆（棘轮机构）螺旋机构剪刀机、搅拌机、破碎机雷达俯仰角机构缝纫机踏板机构-摇杆主动电风扇摇头机构注： 长度条件和机架条件都成立，才有曲柄存在，否则为
4、双摇杆机构； 有无曲柄存在的关键是有无能作整圈转动的构件。 摇杆的摆角只能改变曲柄长度才能改变，r曲，摆角，反之。2、双曲构机构： 普通双曲柄（两曲柄长不等）两连架杆均为曲柄： 平行双曲柄 等长双曲柄 反向双曲柄 组成条件： a、普通双曲柄 以最短杆为机架 Lmin+LiaxL+L 对边杆两两相等，互相平行，以任意杆为机架（平行双曲柄） b、等长双曲柄 对边杆长度相等，互不平行，以曲柄的邻杆为机架（反向双曲柄，连杆为四边形的对角线） 运动原理（特点）：a 普通双曲柄：主曲匀转从曲变转，同向；b 平行双曲柄：主匀转从同向同速转（连杆上点的轨迹为圆，平行移动）；c 反向双曲柄：主匀转从反向变速转；
5、 惯性筛、旋转式水泵-不等长双曲柄（插床刀具运动机构） 应用 机车主动轮联动装置、物理天平、铲土机升降机构、汽车摇窗机构-平行双曲柄， 车门启闭机构-反向双曲柄。 3、双摇杆机构：两连架杆均为摇杆（无曲柄存在的机构）；组成条件； Lmin+LmaxL+L”a 以最短杆的杆的杆为机架（即最短杆为连杆） Lmin+LmaxL+L”b 以任意杆为机架 运动特点：主匀摆从同向变速摆； 应用： 自卸翻斗装置 港口起重吊车 飞机起落架 连杆为最短杆，lmin+lmaxl/+l/ 靠“死点”位置工作 车辆前轮转向装置（等腰梯形机构） lmin+lmaxl/+l/，可能有曲柄注：判定四杆机构的类型 先判长度条
6、件 lmin+lmaxl/+l/ ，无曲柄 以最短杆为依据考查机架、固定件6-2 铰链四杆机构的基本性质一、 急回运动特性： 1、定义：以曲柄为主动件，机构从动件的空回程速度大于工作行程速度的性质。 C B C1 C2 C2 B2 B1 12 C1C2, B1B2, =180+=t1 = C2C1, B2B1, =180-=t22、行程速比系数（急回特性系数）K=v回/v工K=V回/V工=（C2C1/t回）/（C1C2/t工）=t/t=（1/）/（2/）=（180+）/（180-）=1/2K1,K1,有急回特性，K，急回特性愈显著；K=1,=0，无急回特性（如平行双曲柄，曲柄滑块机构等）；利用
7、急回特性可缩短非生产时间，提高生产率。（插床，惯性筛；牛刨、往复式运输机） 3、极位夹角：主动件与连杆两共线位置角（即连杆两极限位置的夹角）=180，K，急回性愈显著。平行双曲柄、对心曲滑，=0；反双曲、双摇谈不上“” 特殊的： 摆动导杆机构；=导杆 摆块机构：=块 4、摇杆摆角：摇杆两极限位置的夹角。 与是完全不同的参数。 的大小取决于曲柄的长度，r曲，； 的方位取决于连杆 的长度； 二、“死点”位置1、定义：连杆与从动件（曲柄、摇杆）的共线位置一般以往复运动构件为主动件（不以曲柄为主动件），均有“死点”； 此位置连杆对从动件作用力通过从动件转动中心，有效力矩为0，使从动件卡死或（自锁）运动
8、方向不确定。=90，=0；2、预防措施（因其对机构传动不利）在从动件上安装飞轮，靠从动件的惯性贮能越过“死点”；安排多组机构错列（使死点不同时出现）；不宜装飞轮时，用辅助构件（机车装置）；Fn F限制摇杆摆角（双摇杆机构）； C Ft 机床夹具 Bmax3、利用 飞机起落架 min 钢折叠椅 D三、压力角和传动角。 B1 A B2 1、压力角：从动件受力方向与受力点运动方向夹的锐角。 Ft=Fcos-起推动作用，有效分力从动件受力F分成 Fn=Fsin-增大摩擦阻力，有害分力 不同位置不同，为保证传动，好，max4050 2、传动角：力F与Fn（从动件轴线）间夹角。 +=90，传力性能； 传动
9、中不同位置不同，应限制min= 40度至50度； =min或180-（锐角=，钝角时=180-）min取决于min或max的位置，而大小取BD的长度大小； BDmax=AD+AB 即曲柄与机架两共线位置时min最小,应加以 限制，min=4050BDmin=AD-AB授课日期2010-1授课时数4课 题铰链四杆机构的演化课 型复习新授课教学目标1、了解铰链四杆机构的演化形式2、掌握曲柄滑块机构的演化及特性教学重点 曲柄滑块机构教学难点 导杆机构的判定条件更新、补充删节内容教学方法讲授法 、讨论法使用教具多媒体投影仪课外作业P97作业、练习册对应作业及补充课后体会6-3铰链四杆机构的演化一、 演
10、化过程：B C 改变机架 LCD无穷大 LBC有限A D二、 曲柄滑块机构：1、 形成条件：r曲L连，且L摇时，曲-摇演化成曲-滑机构；2、 曲柄匀速转滑块往复直线运；3、 以曲柄为主动件时。=0度，K=1滑块无急回特性，作平均V恒定的匀速运动；4、 以滑块为主动件时，机构有两个“死点”；5、 滑块行程H=2r曲；6、 偏心轮是曲-滑的典型演化应用（只能以偏心盘轮为主动件）；压力机、搓丝机、自动送料装置、偏心式抽水机、缝纫机送布机构。 内燃机机构（以滑块为主动件）从动件具有匀速运动特性；三、 导杆机构：1、 标准导杆机构（固定曲-滑中的曲柄）(1) 转动导杆：L曲L机架（插床）(2) 摆动导杆
11、：L曲L+L”无死点；如Lmax+LminL+ L”，以任一摇杆为主动件有一个死点。 曲-滑：曲柄主动无死点；滑块主动有2个“死点”（对心、偏置）；摆动导杆：曲柄主动无死点；导杆主动，有2个（曲柄与导杆的两个位置）（0，min90） 转动导杆：以曲柄、导杆主动，均无死点； 曲一摇 不等长双曲柄(3) 急回特性机构 偏置曲一滑 摆动导杆 摆块机构 带曲柄的多杆平面机构(4)机构的“死点”与自锁是不同的概念；前者是力矩为0，后者是由于摩擦的关系，并有一定范围； 曲柄移动导杆缝纫机引线机构(5) 双转块机构十字槽联轴节双滑块机构椭圆画器例题与思考：1、曲滑机构、导杆机构也是典型的铰链四杆机构。 （）
12、2、铰链四杆机构中构件只能产生 的运动形式。3、曲-摇机构一般以 为主动件。 A 摇杆 B 曲柄 C 连杆 D 连架杆4、以最短杆为机架的机构可能为双曲构或双摇杆机构。5、曲-摇机构的最短杆为曲构，故四杆机构的最短杆和铰链四杆机构的最短杆必为曲柄。 （）6、极位夹角就是从动件在两极限位置的夹角。 （）7、压力角就是作用于构件的压力和速度的夹角 （）8、传动角就是连杆与从动件间的夹角 （）9、加大原动件上的驱动力，就能使机构越过“死点”位置 （）10、“死点”位置就是采用任何方法都不能使机构运动的位置（）11、判别下列四杆机构的类型？并说明理由？90 100 50 50 70 110 45 70
13、 90 100 90 100 40 120 60 70100 100 5050 50 7012、铰四杆ABCD，若以BC为机架，若机构为双曲柄机构，各杆长度可能为 。A：AB=130， BC=150， CD=175， AD=200B：AB=150 BC=130 CD=165 AD=200C：AB=175 BC=130 CD=185 AD=200D：AB=200， BC=150 CD=165 AD=13013、图示铰四杆，LBC=50,LCD=35,LAD=30,AD为机架，若机构为双曲构，求 LAbmin?解：双曲柄AD为最短杆且LAD+LmaxL+L”AB杆为中间杆：30+5035+LAD4
14、5LAD50 B CAB杆为最长杆：LAD+3050+3550LAB55 A D 45LAB55取LABmin=4514、用图示法表示四杆机构的转化、演化形式。15、图示机构b、c、d为导杆机构。(参11题图)16、已知某铰四杆 V工=0.5rad/s, V回=0.7rad/s,则=？17、图示曲-摇机构中，如曲柄AB长由25增长到30mm，摇杆CD的角如何变化？如连杆BC由60增大到70mm，摇杆的极限位置如何变化？ 18、作下列机构：极限位置 max（min）位置 “死点”位置 A：BC+AB，BC-AB与机架两交点即为极限位置曲柄与机架两共线位置为两死点位置（曲柄与机架垂直时max） B
15、：BC+AB，BC-AB作圆与CD圆与CD圆孤两交点曲柄与圆孤的两交点-死点，AB与AD的两共线位置：max，min； C：BC与AC的两垂直位置，也为死点位置 若LAB=100，LBC=50，求=？ 若LAB=120，K=2，设计出导杆机构？19、图示机构作图说明、min、K；作图说明有无“死点”？为什么？ 75 50 80 100 18题 19题20、四杆机构各杆长度分别为a=175cm，b=150,c=135,d=190cm，若取不同的构件为机架，该机构定能构成三种基本形式的四杆机构。（）21、将下列机构及其运动特性对应连线： a1：可状曲柄为主动件 b1：曲一摇 c1：边有急回运动 b
16、2：不等长双曲柄 a2：可状摇杆为主动件 b3：双摇杆 c2：边无急回运动 b4：平行双曲 a3：可状滑块为主动件 b5：对心曲一滑 c3：边有“死点” b6：摆动导杆22、下图中若AB杆为主动件，则各机构的运动特性为：a、具有急回特性；b、具有“死点”；c、具有死点；d、具有死点；e、具有无死点、急回性。 65 90 100 20 100 70 80 65 45 75 100 40 40 100 75 40 120 60 100 50 a b c d e练习题一、填空题1.平面连杆机构由一些刚性构件用_副和_副相互联接而组成。2.在铰链四杆机构中，能作整周连续旋转的构件称为_，只能来回摇摆某
17、一角度的构件称为_，直接与连架杆相联接，借以传动和动力的构件称为_，不与机架直接联接的构件称为_。3.图示为一铰链四杆机构，设杆a最短，杆b最长。试用符号和式子表明它构成曲柄摇杆机构的条件：（1）_。（2）以_为架，则_为曲柄。 4.设右图已构成曲柄摇杆机构。当摇杆CD为主动件，机构处于BC与从动曲柄AB共线的两个极限位置，称为机构的两个_位置。 5.铰链四杆机构的三种基本形式是_机构，_机构，_机构。6.平面连杆机构急回运动特性可用以缩短_,从而提高工作效率。7.平面连杆机构的急回特性系数K_。8.位置四杆机构中若对杆两两平行且相等，则构成_机构。 9.在曲柄摇杆机构中,以曲柄为原动件时,
18、_出现曲柄与机架共线位置。10.在曲柄摇杆机构中, _出现在曲柄与连杆共线位置。11.在曲柄摇杆机构中,若以摇杆为原动件,则曲柄与连杆共线位置是_位置。12.在曲柄摇杆机构中,若减小曲柄长度,则摇杆摆角_。13.在曲柄摇杆机构中,行程速比系数与极位夹角的关系为_。二、选择题1.平面连杆机构当急回特性系数K_时，机构就具有急回特性。a 1 b =1 c 0 E、K1 F、K12、机构运动简图是（ ），机构示意图是（ ）。A、用构件和运动副的代表符号，表示出机构运动特征的图形。B、按一定的比例，用构件和运动副的代表符号，表示出机构运动特征的图形。3、具有确定运动的机构，其原动件数目应_ _自由度数
19、。A、大于； B、等于； C、小于4、铰链四杆机构是按（ ）的不同形式分为三种基本型式的。 A、摇杆； B、连架杆； C、连杆； D、曲柄。5.铰链四杆机构中与机架相连，并能实现360旋转的构件是 D A、摇杆 B、连杆 C、机架 D、曲柄6、曲柄滑块机构当以 为主动件时，会出现“死点”现象。A、曲柄 B、滑块 C、连杆7.铰链四杆机构的死点位置发生在( )A.从动件与连杆共线位置 B.从动件与机架共线位置C.主动件与连杆共线位8. 在下列平面四杆机构中，( )存在死点位置。. 双曲柄机构；. 对心曲柄滑块机构；. 曲柄摇杆机构；. 转动导杆机构。9.平面运动副所提供的约束为（ ）A.1 B.
20、2 C.1或2 D.310、铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和，则为了获得曲柄摇杆机构，其机架应取( )A.最短杆 B.最短杆的相邻杆 C.最短杆的相对杆 D.任何一杆三 判断(每题二分,共20)1、机构具有确定相对运动的条件是机构的原动件个数与机构的自由度 个数相等。 （ ）2、铰链四杆机构具有急回特性的条件是行程速比系数K 1。 （ ） 3、四杆机构的压力角越大，则机构的运动性能越好。 （ ）4、曲柄摇杆机构的死点位置与极限位置重合。 （ ） 5、四杆机构的传动角就是连杆与从动件的夹角。 （ ）6.力偶就是力偶矩的简称。 （ ） 7二力平衡的必要和充分条件是：二力等值、反向、共线（ ） 8.只受两力作用但不保持平衡的物体不是二力体。（ ） 四 解答 (每题8分)1. 机构和机器的区别为： 2. 什么叫二力杆3. 什么是自锁五 计算 每题(10分)1.、计算机构自由度，并判断它们是否具有确定的运动，其中箭头所示的为原动件（10分）2已知图示机构中，LAB=82mm，LBC=50mm，LCD=96mm，LAD=120mm问：（1）此机构中，当取构件AD为机架时，是否存在曲柄？如果存在，指出是哪一构件？（必须根据计算结果说明理由）（2）当分别取构件AB、BC、CD为机架时，各将得到什么机构？（10分）1专心-专注-专业