鉸鏈四桿機構(gòu) 機械學(xué)基礎(chǔ)#上課課堂

機械學(xué)基礎(chǔ)機械學(xué)基礎(chǔ)課程電子教案課程電子教案機械與電子工程學(xué)院機械與電子工程學(xué)院閆鋒欣閆鋒欣西北農(nóng)林科技大學(xué)西北農(nóng)林科技大學(xué)1優(yōu)選內(nèi)容Review平面機構(gòu)運動簡圖平面機構(gòu)運動簡圖運動副運動副回轉(zhuǎn)副回轉(zhuǎn)副移動副移動副低副低副(面接觸面接觸)低副低副高副高副高副（點、線接觸）高副（點、線接觸）活塞泵機構(gòu)活塞泵機構(gòu)機構(gòu)簡圖機構(gòu)簡圖2優(yōu)選內(nèi)容平面機構(gòu)的自由度平面機構(gòu)的自由度機構(gòu)自由度計算公式機構(gòu)自由度計算公式W0,W=主動件個數(shù)主動件個數(shù)消除消除1個自由度個自由度高副高副消除消除2個自由度個自由度低副低副機構(gòu)具有確定運動的條件機構(gòu)具有確定運動的條件32LHWnPP3復(fù)合鉸鏈復(fù)合鉸鏈局部自由度局部自由度虛約束虛約束導(dǎo)路重合的虛約束導(dǎo)路重合的虛約束3優(yōu)選內(nèi)容習(xí)題習(xí)題1：計算機構(gòu)的自由度：計算機構(gòu)的自由度橢圓規(guī)機構(gòu)橢圓規(guī)機構(gòu)觀察視頻：觀察視頻：作用？作用？輸出構(gòu)件？輸出構(gòu)件？W W3n3n2P2PL LP PH H 3 3 2 2 34 014優(yōu)選內(nèi)容 平面連桿機構(gòu)的基本型式是平面連桿機構(gòu)的基本型式是鉸鏈四桿機構(gòu)鉸鏈四桿機構(gòu) 其余四桿機構(gòu)均是由鉸鏈四桿機構(gòu)演化而成的其余四桿機構(gòu)均是由鉸鏈四桿機構(gòu)演化而成的二桿二桿三桿三桿,不可能不可能.鉸鏈四桿機構(gòu)鉸鏈四桿機構(gòu)1.2 鉸鏈四桿機構(gòu)的基本型式和特征鉸鏈四桿機構(gòu)的基本型式和特征5優(yōu)選內(nèi)容1.2 鉸鏈四桿機構(gòu)的基本型式和特征鉸鏈四桿機構(gòu)的基本型式和特征一一.基本型式基本型式連架桿連架桿機架機架連桿連桿連架桿連架桿曲柄搖桿機構(gòu)曲柄搖桿機構(gòu)雙搖桿機構(gòu)雙搖桿機構(gòu)雙曲柄機構(gòu)雙曲柄機構(gòu)1B2C31B2C34AD6優(yōu)選內(nèi)容1.曲柄搖桿機構(gòu)曲柄搖桿機構(gòu) 結(jié)構(gòu)特點：結(jié)構(gòu)特點：連架桿連架桿1為曲柄，為曲柄，3為搖桿為搖桿 運動變換：運動變換：轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動搖動搖動 舉例：舉例：攪拌器機構(gòu)、攪拌器機構(gòu)、雷達天線機構(gòu)雷達天線機構(gòu)1234特性：特性：急回特征急回特征死點死點7優(yōu)選內(nèi)容2.雙曲柄機構(gòu)雙曲柄機構(gòu)v結(jié)構(gòu)特點：結(jié)構(gòu)特點：二連架桿均為曲柄二連架桿均為曲柄v運動變換：運動變換：轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動，通常二轉(zhuǎn)速不相等轉(zhuǎn)動，通常二轉(zhuǎn)速不相等v舉例：舉例：振動篩機構(gòu)振動篩機構(gòu)8優(yōu)選內(nèi)容特殊雙曲柄機構(gòu)特殊雙曲柄機構(gòu)平行四邊形機構(gòu)平行四邊形機構(gòu)結(jié)構(gòu)特點：結(jié)構(gòu)特點：二曲柄等速二曲柄等速 運動不確定問題運動不確定問題 車門開閉機構(gòu)車門開閉機構(gòu)反平行四邊形機構(gòu)反平行四邊形機構(gòu)結(jié)構(gòu)特點：結(jié)構(gòu)特點：二曲柄轉(zhuǎn)向相反二曲柄轉(zhuǎn)向相反9優(yōu)選內(nèi)容(3)雙搖桿機構(gòu)雙搖桿機構(gòu) v結(jié)構(gòu)特點：結(jié)構(gòu)特點：二連架桿均為搖桿二連架桿均為搖桿v運動變換：運動變換：擺動擺動擺動擺動v舉例舉例:鶴式起重機鶴式起重機10優(yōu)選內(nèi)容特殊機構(gòu)特殊機構(gòu) 等腰梯形機構(gòu)等腰梯形機構(gòu) 實例實例:汽車前輪轉(zhuǎn)向機構(gòu)汽車前輪轉(zhuǎn)向機構(gòu)11優(yōu)選內(nèi)容2.雙曲柄機構(gòu)雙曲柄機構(gòu)插床機構(gòu)插床機構(gòu)慣性篩慣性篩3.雙搖桿機構(gòu)雙搖桿機構(gòu)鶴式起重機鶴式起重機飛機起落架飛機起落架12優(yōu)選內(nèi)容二二.鉸鏈四桿機構(gòu)曲柄存在條件鉸鏈四桿機構(gòu)曲柄存在條件（1 1）曲柄是最短桿；）曲柄是最短桿；（2 2）最短桿長度）最短桿長度+最長桿長度最長桿長度 其余兩桿長度之和。其余兩桿長度之和。曲柄存在必要條件曲柄存在必要條件:最短桿長度最短桿長度+最長桿長度最長桿長度 其余兩桿長度之和。其余兩桿長度之和。雙搖桿機構(gòu)雙搖桿機構(gòu):13優(yōu)選內(nèi)容變更機架后機構(gòu)的演化變更機架后機構(gòu)的演化曲柄搖桿機構(gòu)曲柄搖桿機構(gòu)曲柄搖桿機構(gòu)曲柄搖桿機構(gòu)雙曲柄機構(gòu)雙曲柄機構(gòu)雙搖桿機構(gòu)雙搖桿機構(gòu)14優(yōu)選內(nèi)容v推論推論1：v當當Lmax+Lmin L(其余兩桿長度之和其余兩桿長度之和)時時最短桿是連架桿之一最短桿是連架桿之一 曲柄搖桿機構(gòu)曲柄搖桿機構(gòu)最短桿是機架最短桿是機架 雙曲柄機構(gòu)雙曲柄機構(gòu)最短桿是連桿最短桿是連桿 雙搖桿機構(gòu)雙搖桿機構(gòu)v推論推論2：v當當Lmax+Lmin L(其余兩桿長度之和其余兩桿長度之和)時時 雙搖桿機構(gòu)雙搖桿機構(gòu)ABCDabcd15優(yōu)選內(nèi)容三三.鉸鏈四桿機構(gòu)的特性鉸鏈四桿機構(gòu)的特性1.壓力角壓力角和傳動角和傳動角壓力角壓力角從動件受力方向和絕對速度方向的夾角從動件受力方向和絕對速度方向的夾角傳動角傳動角90-傳動靈活傳動靈活:衡量傳力性能衡量傳力性能F在在Vc向分力向分力Ft=Fcos諸如顎式破碎諸如顎式破碎機的最小傳動機的最小傳動角不低于角不低于50；對于小功率儀對于小功率儀表指針可小于表指針可小于40。ABD 和和BCD及余弦定理可計及余弦定理可計算最小傳動角。算最小傳動角。16優(yōu)選內(nèi)容 死點死點:傳動角為零傳動角為零g g=0(=0(連桿與從動件共線連桿與從動件共線),),機構(gòu)頂死機構(gòu)頂死B1C1B2C24ABCD231Fvg=00Fvg=00g=00C2B2g=00BACB1C2.死點死點傳動角：傳動角：(90-)=0或或180 17優(yōu)選內(nèi)容C C防止死點防止死點:(1)利用慣性利用慣性(例如縫紉機例如縫紉機)；(2)用機構(gòu)錯列的方法；用機構(gòu)錯列的方法；GGEFEF蒸汽機車兩側(cè)利蒸汽機車兩側(cè)利用錯位排列的兩用錯位排列的兩套曲柄滑塊機構(gòu)套曲柄滑塊機構(gòu)使車輪聯(lián)動機構(gòu)使車輪聯(lián)動機構(gòu)通過死點通過死點18優(yōu)選內(nèi)容死點的應(yīng)用防松死點的應(yīng)用防松夾緊機構(gòu)夾緊機構(gòu)觸點開關(guān)觸點開關(guān)19優(yōu)選內(nèi)容v飛機起落架機構(gòu)飛機起落架機構(gòu)v折疊家具機構(gòu)折疊家具機構(gòu)g=00死點的應(yīng)用防松死點的應(yīng)用防松20優(yōu)選內(nèi)容3.急回特性急回特性v當回程所用時間小于工作行程所用時間時，稱該機構(gòu)具有當回程所用時間小于工作行程所用時間時，稱該機構(gòu)具有急回特征急回特征v擺角：擺角：極位夾角：極位夾角：v 1=const v 1=1 t1=1800+v 2=1 t2=1800-vt1 t2,v2 v1v 急回特性急回特性v行程速比系數(shù)行程速比系數(shù)K K v=0 or K=1 無急回特性（平行）無急回特性（平行）v K 急回特征越顯著急回特征越顯著1jB2C212v2v1 00212112122112180180tttCCtCCvvK/11180 KK 慢快v應(yīng)用：應(yīng)用：牛頭刨、插床（工作形成慢、勻）牛頭刨、插床（工作形成慢、勻）B1C14ABCD23121優(yōu)選內(nèi)容1 轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)化為移動副2 變換構(gòu)件形態(tài)3 變更機架4 擴大轉(zhuǎn)動副尺寸連桿連桿連架桿連架桿連架桿連架桿1234ABCD1.4 鉸鏈四桿機構(gòu)的演化鉸鏈四桿機構(gòu)的演化 曲柄滑塊機構(gòu)導(dǎo)桿機構(gòu)22優(yōu)選內(nèi)容鉸鏈四桿機構(gòu)鉸鏈四桿機構(gòu)1B2C34AD曲線導(dǎo)軌曲柄滑塊機構(gòu)曲線導(dǎo)軌曲柄滑塊機構(gòu)lCD e 01B24AC3偏置曲柄滑塊機構(gòu)偏置曲柄滑塊機構(gòu)對心曲柄滑塊機構(gòu)對心曲柄滑塊機構(gòu)1B24AC3e3D1B2C4A對對CD桿等效轉(zhuǎn)化桿等效轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)動副變成移動副轉(zhuǎn)動副變成移動副23優(yōu)選內(nèi)容v選不同構(gòu)件作機架選不同構(gòu)件作機架機構(gòu)倒置機構(gòu)倒置v曲柄滑塊機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)v導(dǎo)桿機構(gòu)導(dǎo)桿機構(gòu)變更機架變更機架曲柄滑塊機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)導(dǎo)桿機構(gòu)導(dǎo)桿機構(gòu)v曲柄搖塊機構(gòu)曲柄搖塊機構(gòu)v移動導(dǎo)桿機構(gòu)移動導(dǎo)桿機構(gòu)曲柄搖桿機構(gòu)曲柄搖桿機構(gòu)移動導(dǎo)桿機構(gòu)移動導(dǎo)桿機構(gòu)24優(yōu)選內(nèi)容導(dǎo)桿機構(gòu)導(dǎo)桿機構(gòu)（轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機構(gòu)）（轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機構(gòu)）l1l2原動件原動件牛頭刨、插床、回轉(zhuǎn)式油泵牛頭刨、插床、回轉(zhuǎn)式油泵l1l225優(yōu)選內(nèi)容應(yīng)用應(yīng)用實例實例一一A41A4曲柄滑塊機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)1B2C31B2C31B2C31B2C31B2C31B2C31B2C31B2C31B2C31B2C31B2C31B2C31B2C31B2C32作機架作機架A41A41A41A41A41A41A41A41A41A41A41A413B2C曲柄搖塊機構(gòu)曲柄搖塊機構(gòu) 液壓作動筒液壓作動筒車箱舉升機構(gòu)車箱舉升機構(gòu)26優(yōu)選內(nèi)容2B12B12B1應(yīng)用應(yīng)用實例實例二二1BA21BA2A41B2C3曲柄滑塊機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)CA43定塊定塊機構(gòu)機構(gòu)C41BA21BA21BA23手動唧筒機構(gòu)手動唧筒機構(gòu)3作機架1B227優(yōu)選內(nèi)容應(yīng)用應(yīng)用實例實例三三C234A41B2C3曲柄滑塊機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)作機架 A41B2C3導(dǎo)桿機構(gòu)導(dǎo)桿機構(gòu)C234C234C234C234C234C234C234C234C234C234C234C234回轉(zhuǎn)導(dǎo)桿機構(gòu)回轉(zhuǎn)導(dǎo)桿機構(gòu)lBC lAB，導(dǎo)桿導(dǎo)桿AC整周轉(zhuǎn)動整周轉(zhuǎn)動C234C234C234C234AB123C423C423C423C423C423C423C423C423C423C423C423C4lBC lAB，導(dǎo)桿導(dǎo)桿AC擺動擺動擺動導(dǎo)桿機構(gòu)擺動導(dǎo)桿機構(gòu)32C4AB128優(yōu)選內(nèi)容偏心輪機構(gòu)偏心輪機構(gòu)v曲柄搖桿機構(gòu)曲柄搖桿機構(gòu)(擴大回轉(zhuǎn)副擴大回轉(zhuǎn)副)v偏心輪機構(gòu)偏心輪機構(gòu)29優(yōu)選內(nèi)容v對心式曲柄滑塊機構(gòu)對心式曲柄滑塊機構(gòu)v偏心輪機構(gòu)偏心輪機構(gòu)1B24AC3h=2 lAB4C231BA B副擴大偏心輪機構(gòu)偏心輪機構(gòu)30優(yōu)選內(nèi)容其它其它v雙移動副機構(gòu)雙移動副機構(gòu)正弦機構(gòu)正弦機構(gòu)雙轉(zhuǎn)塊機構(gòu)雙轉(zhuǎn)塊機構(gòu)(十字滑塊機構(gòu)十字滑塊機構(gòu))正弦機構(gòu)正弦機構(gòu)雙滑塊機構(gòu)雙滑塊機構(gòu)正切機構(gòu)正切機構(gòu)了解了解31優(yōu)選內(nèi)容v全低副（面接觸），承受沖擊力，易潤滑，不易磨損全低副（面接觸），承受沖擊力，易潤滑，不易磨損v運動副結(jié)構(gòu)簡單，易加工運動副結(jié)構(gòu)簡單，易加工v運動規(guī)律多樣化、點的運動軌跡多樣化運動規(guī)律多樣化、點的運動軌跡多樣化v運動副累積誤差大，效率低運動副累積誤差大，效率低v慣性力難以平衡，不宜用于高速慣性力難以平衡，不宜用于高速v不能精確實現(xiàn)復(fù)雜的運動規(guī)律，設(shè)計計算較復(fù)雜不能精確實現(xiàn)復(fù)雜的運動規(guī)律，設(shè)計計算較復(fù)雜123ABC4機架連桿連架桿A1B2C3D44A12B3C56DE平面四桿機構(gòu)的特點平面四桿機構(gòu)的特點32優(yōu)選內(nèi)容1 實現(xiàn)有軌跡、位置或運動規(guī)律要求的運動2 實現(xiàn)從動件運動形式及運動特性的改變3 實現(xiàn)較運距離的傳動或操縱4 調(diào)節(jié)、擴大從動件行程5 獲得較大的機械增益：輸出力(矩)與輸入力(矩)之比滿足應(yīng)用？滿足應(yīng)用？33優(yōu)選內(nèi)容1 實現(xiàn)有軌跡、位置或運動規(guī)律要求的運動實現(xiàn)有軌跡、位置或運動規(guī)律要求的運動v圓軌跡復(fù)制機構(gòu)圓軌跡復(fù)制機構(gòu)vAMF保齡球置瓶機掃瓶機構(gòu)保齡球置瓶機掃瓶機構(gòu)CDABM34優(yōu)選內(nèi)容