中职机电类机械基础(主编林菊娥+北理工版)课件：第1章+常用机构及其功能介绍022014238917360

1、1.1 铰链四杆机构2.死点位置的概念及其作用死点位置的概念及其作用当曲柄与连杆处于共线位置时，这时驱动力对从动件的回转当曲柄与连杆处于共线位置时，这时驱动力对从动件的回转力矩等于零。因此，无论作用力有多大，也不能推动曲柄转力矩等于零。因此，无论作用力有多大，也不能推动曲柄转动，使机构处于卡死状态，且转向不确定，机构的这种位置动，使机构处于卡死状态，且转向不确定，机构的这种位置就叫死点位置。缝纫机踏板机构就叫死点位置。缝纫机踏板机构(图图1-16)中。死点位置影中。死点位置影响机构的正常传递运动，因此应设法加以克服。通常是在从响机构的正常传递运动，因此应设法加以克服。通常是在从动件曲柄上安装飞

2、轮，利用飞轮的运动惯性，使机构按原来动件曲柄上安装飞轮，利用飞轮的运动惯性，使机构按原来的转向通过死点位置。在取摇杆为主动件、曲柄为从动件的的转向通过死点位置。在取摇杆为主动件、曲柄为从动件的曲柄摇杆机构中曲柄摇杆机构中(图图1-17 )，死点位置有两个。，死点位置有两个。上一页 下一页返回图图1-16 缝纫机踏板机构运动简图缝纫机踏板机构运动简图返回图图1-17 柄摇杆机构的两个死点位置柄摇杆机构的两个死点位置返回1.1 铰链四杆机构死点位置的特殊性使其常常在实际应用中能实现一定的工作死点位置的特殊性使其常常在实际应用中能实现一定的工作要求。如图要求。如图1-18所示的飞机起落架收放机构，放

3、下机轮后，所示的飞机起落架收放机构，放下机轮后，从动杆从动杆CD与连杆与连杆BC共线。当飞机着陆时，机轮上虽然受到共线。当飞机着陆时，机轮上虽然受到很大的作用力很大的作用力F，但因机构处于死点位置，所以起落架不会，但因机构处于死点位置，所以起落架不会收起，从而提高了起落架工作的可靠性。图收起，从而提高了起落架工作的可靠性。图1-19所示为一所示为一种钻床连杆式快速夹具。当通过手柄种钻床连杆式快速夹具。当通过手柄(即连杆即连杆BC)施加外力施加外力F，使连杆使连杆BC与连架杆与连架杆CD成一直线，这时构件连架杆成一直线，这时构件连架杆AB的左端的左端夹紧工件。夹紧工件。上一页返回下一页图图1-1

4、8 飞机起落架收放机构飞机起落架收放机构返回图图1-19 夹紧机构夹紧机构返回1.1 铰链四杆机构铰链四杆机构3.压力角和传动角压力角和传动角(1)压力角压力角是衡量一个机构的力传递性能好坏的主要压力角压力角是衡量一个机构的力传递性能好坏的主要标志。如图标志。如图1-20所示的曲柄摇杆机构中，曲柄所示的曲柄摇杆机构中，曲柄AB为主动件。为主动件。AB杆经过连杆杆经过连杆BC作用于作用于CD杆上杆上C点的力为点的力为F,F可分解为沿可分解为沿点点C速度方向的分力速度方向的分力 及沿及沿CD方向的分力方向的分力 ;分力分力 经经CD杆杆作用在铰链作用在铰链D上，由图可知上，由图可知其中是作用在从动

5、件上力的方向和从动件受力点的速度方向其中是作用在从动件上力的方向和从动件受力点的速度方向之间所夹锐角之间所夹锐角 ，称为机构的压力角。从上式可见，压力角，称为机构的压力角。从上式可见，压力角越小，有效分力越小，有效分力 越大，而越大，而 越小，对机构越有利越小，对机构越有利上一页 下一页返回tFnFnFcosFFttFnF图图1-20 压力角和传动角压力角和传动角返回1.1 铰链四杆机构铰链四杆机构(2)传动角为了度量的方便，令传动角为了度量的方便，令 。 是压力角的余是压力角的余角，称为传动角。显然，压力角角，称为传动角。显然，压力角 越小，或者传动角越小，或者传动角 越大，越大，使从动杆运

6、动的有效分力就越大，对机构传动越有利。使从动杆运动的有效分力就越大，对机构传动越有利。运转时其传动角是变化的，为了保证机构传动性能良好，设运转时其传动角是变化的，为了保证机构传动性能良好，设计时一般应使，计时一般应使， ，对高速大功率机械应使，对高速大功率机械应使 。为此，必须确定为此，必须确定 时机构的位置并检验时机构的位置并检验 的值的值是否大于等于上述的许用值。是否大于等于上述的许用值。铰链四杆机构运转时，其最小传动角出现的位置可由下述方铰链四杆机构运转时，其最小传动角出现的位置可由下述方法求得。法求得。上一页 下一页返回0900min400min50minmin1.1 铰链四杆机构铰链

7、四杆机构如图如图1-21(a)所示的偏置曲柄滑块机构中，当曲柄为主动件所示的偏置曲柄滑块机构中，当曲柄为主动件时，传动角时，传动角 为连杆为连杆BC与导路垂线的夹角。当曲柄处于垂直与导路垂线的夹角。当曲柄处于垂直于导路方向位置且于导路方向位置且B点距导路中心位置最大时，可得到最小点距导路中心位置最大时，可得到最小传动角传动角 。对于对心曲柄滑块机构，其最小传动角。对于对心曲柄滑块机构，其最小传动角 也也可同样确定。在图可同样确定。在图1-21(b)所示的导杆机构中，当曲柄为主所示的导杆机构中，当曲柄为主动件且不考虑摩擦时，滑块动件且不考虑摩擦时，滑块2对导杆对导杆3的作用力方向始终垂直的作用力

8、方向始终垂直于导杆，而导杆上力作用点的速度方向也总是垂直于导杆，于导杆，而导杆上力作用点的速度方向也总是垂直于导杆，因此，压力角始终等于零，传动角恒等于因此，压力角始终等于零，传动角恒等于 ，所以导杆，所以导杆机构的传力性能好。机构的传力性能好。上一页 下一页返回minmin090图图1-21 曲柄滑块机构、导杆机构的曲柄滑块机构、导杆机构的最小传动角的位置最小传动角的位置返回1.1 铰链四杆机构铰链四杆机构4.急回特性急回特性在曲柄摇杆机构中在曲柄摇杆机构中(见图见图1-22)，曲柄，曲柄AB以等角速度以等角速度 顺时顺时针回转，自针回转，自 ，回转到，回转到 即转过角度即转过角度 时，摇杆

9、时，摇杆CD 自自 摆动到摆动到 ，摆动的角度为，摆动的角度为 ，曲柄，曲柄AB继续由继续由 回转到回转到 ，转过的角度为，转过的角度为 ，由图可知，由图可知 ，曲柄，曲柄AB在作等速转动时，摇杆在作等速转动时，摇杆CD在极限位置间作往复摆动，且在极限位置间作往复摆动，且往复两次摆动所用时间不等，平均速度也不相同。往复两次摆动所用时间不等，平均速度也不相同。通常摇杆由通常摇杆由 摆动到摆动到 的过程为机构中从动件的工作行的过程为机构中从动件的工作行程，摇杆由程，摇杆由 摆动到摆动到 的过程作为从动件的空回行程，的过程作为从动件的空回行程，以使空回行程的时间缩短，有利于提高生产率。以使空回行程的

10、时间缩短，有利于提高生产率。上一页 下一页返回1AB2AB1DC1DC22AB1AB212DC1DC2DC2DC1图图1-22曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构返回1.1 铰链四杆机构铰链四杆机构机构的急回特性用急回特性系数机构的急回特性用急回特性系数K机构有无急回特性，取决于机构有无急回特性，取决于K的值。的值。K 1时，机构有急回特时，机构有急回特性，并且性，并且K值越大，急回特性越显著值越大，急回特性越显著上一页 下一页返回00212112180180ttvvK度从动件工作行程平均速从动件空行程平均速度1.1 铰链四杆机构铰链四杆机构1.1.4 铰链四杆机构的衍生形式铰链四杆机构的衍生形式 铰链四

11、杆机构常见的衍生形式有铰链四杆机构常见的衍生形式有:导杆机构、曲柄滑块机构、导杆机构、曲柄滑块机构、曲柄摇块机构和定块机构。这里介绍前两种常用的衍生形成。曲柄摇块机构和定块机构。这里介绍前两种常用的衍生形成。1.导杆机构简介导杆机构简介 连架杆中至少有一个构件为导杆的平面四杆机构称为导杆机连架杆中至少有一个构件为导杆的平面四杆机构称为导杆机构。导杆机构可以看成是改变曲柄滑块机构中固定件的位置构。导杆机构可以看成是改变曲柄滑块机构中固定件的位置衍生而成。导杆是机构中与另一运动构件组成移动副的构件。衍生而成。导杆是机构中与另一运动构件组成移动副的构件。(1)摆动导杆机构如图摆动导杆机构如图1-23

12、(a)所示的曲柄滑块机构，当取所示的曲柄滑块机构，当取杆杆1为固定件时，即可得到为固定件时，即可得到 1-23 (b),(c)所示的导杆机构。所示的导杆机构。上一页 下一页返回图图1-23导杆机构摆动导杆机构导杆机构摆动导杆机构返回1.1 铰链四杆机构铰链四杆机构(2)转动导杆机构如图转动导杆机构如图1-24(a)所示为回转式液压泵，其中所示为回转式液压泵，其中缸体缸体4相当于导杆，当缸体相当于导杆，当缸体4绕定轴绕定轴A转动，构件转动，构件2绕另一定绕另一定轴轴B转动时，活塞转动时，活塞3沿缸体相对移动。图沿缸体相对移动。图1-24(b)为回转式为回转式液压泵转动导杆机构运动简图。因液压泵转

13、动导杆机构运动简图。因BC AB，当杆，当杆2整周回整周回转时，杆转时，杆4也作整周的回转，这种导杆机构称为转动导杆机也作整周的回转，这种导杆机构称为转动导杆机构。构。(3)曲柄摇块机构如图曲柄摇块机构如图1-25所示为牛头刨床中摆动导杆机构所示为牛头刨床中摆动导杆机构的应用实例。杆的应用实例。杆BC为主动件，作等速回转运动。可见摆动导为主动件，作等速回转运动。可见摆动导杆机构具有急回特性。为实现滑枕作往复直线运动，在机架杆机构具有急回特性。为实现滑枕作往复直线运动，在机架A处导杆的导槽中设置了一个滑块，使导杆在摆动时滑块能处导杆的导槽中设置了一个滑块，使导杆在摆动时滑块能上下移动。上下移动。

14、下一页返回上一页图图1-24 回转式液压泵中的转动导杆回转式液压泵中的转动导杆机构机构返回图图1-25牛头创床中的摆动导杆机构牛头创床中的摆动导杆机构图曲柄摇块机构图曲柄摇块机构返回1.1 铰链四杆机构铰链四杆机构如图如图1-26所示为曲柄摇块机构在自卸装置中的应用实例。所示为曲柄摇块机构在自卸装置中的应用实例。车厢车厢(杆杆1)可绕车架可绕车架(机架机架2)，活塞杆，活塞杆(导杆导杆4)、液压缸、液压缸(摇摇块块3)可绕车架上的可绕车架上的C点摆动，当液压缸中的活塞杆运动时，点摆动，当液压缸中的活塞杆运动时，车厢绕车厢绕B点转动，转到一定角度时货物自动卸下。点转动，转到一定角度时货物自动卸下

15、。(4)定块机构当取构件定块机构当取构件3为固定件时，此机构通常以杆为固定件时，此机构通常以杆1为主为主动件，杆动件，杆1回转时，杆回转时，杆2绕绕C点摆动，杆点摆动，杆4仅相对固定滑块作仅相对固定滑块作往复移动。图往复移动。图1-27所示手摇泵中的定块机构，当摇动手柄所示手摇泵中的定块机构，当摇动手柄2时，活塞时，活塞4便在缸体便在缸体3中作往复移动，实现泵水的动作。中作往复移动，实现泵水的动作。上一页 下一页返回图图1-26自卸装置中的曲柄自卸装置中的曲柄摇块机构图摇块机构图 1-车厢车厢;2-车架车架;3-液压缸液压缸;4-活塞杆活塞杆返回图图1-27定块机构在手摇泵中的应用定块机构在手

16、摇泵中的应用1-连杆连杆;2-手柄手柄;3-缸体缸体;4-活塞活塞返回1.1 铰链四杆机构铰链四杆机构2.曲柄滑块机构简介曲柄滑块机构简介 曲柄滑块机构是由一个曲柄和一个滑块组成的平面四杆机构，曲柄滑块机构是由一个曲柄和一个滑块组成的平面四杆机构，其中的滑块是由曲柄摇杆机构中的摇杆演化而来的。当摇杆其中的滑块是由曲柄摇杆机构中的摇杆演化而来的。当摇杆CD的长度趋向无穷大，原来沿圆弧作往复运动的的长度趋向无穷大，原来沿圆弧作往复运动的C点变成沿点变成沿直线作往复移动，也就是摇杆变成了沿导轨往复运动的滑块，直线作往复移动，也就是摇杆变成了沿导轨往复运动的滑块，曲柄摇杆机构就演化成如图曲柄摇杆机构就演化成如图1-28所示的曲柄滑块机构。所示的曲柄滑块机构。曲柄滑块机构在机械中应用广泛