平面四杆机构课件学习教案

1、平面平面(pngmin)四杆机构课件四杆机构课件第一页，共19页。定义：若干个刚性构件用平面低副联接定义：若干个刚性构件用平面低副联接(lin ji)而成的机而成的机构构,也可称为平面低副机构。也可称为平面低副机构。 优点：优点：1.能够实现多种运动形式的转换，也可以实现各种能够实现多种运动形式的转换，也可以实现各种( zhn)预定的运动规律和复杂的运动轨迹，容易满足生预定的运动规律和复杂的运动轨迹，容易满足生产中各种产中各种( zhn)动作要求；动作要求；2.构件间接触面上的比压小、构件间接触面上的比压小、易润滑、磨损轻、适用于传递较大载荷的场合；易润滑、磨损轻、适用于传递较大载荷的场合；3

2、.机构中机构中运动副的元素形状简单、易于加工制造和保证精度。运动副的元素形状简单、易于加工制造和保证精度。缺点：缺点：1.1.只能近似地满足给定的运动规律和轨迹要求，且设只能近似地满足给定的运动规律和轨迹要求，且设计比较复杂；计比较复杂；2. 2. 运动构件产生的惯性力难以平衡，高速运动构件产生的惯性力难以平衡，高速时会引起较大的振动，因此常用于速度较低的场合时会引起较大的振动，因此常用于速度较低的场合。 命名命名: :根据所含有构件的数目。如四杆机构，多杆机构根据所含有构件的数目。如四杆机构，多杆机构( (五杆机构、六杆机构五杆机构、六杆机构) )。本章主要研究平面四杆机构的类型、本章主要研

3、究平面四杆机构的类型、基本性质和设计方法。基本性质和设计方法。 第1页/共19页第二页，共19页。一、铰链一、铰链(jiolin)(jiolin)四杆机构的基本类型四杆机构的基本类型及应用及应用 所有运动副均为转动副的平面四杆机构称为所有运动副均为转动副的平面四杆机构称为(chn wi)(chn wi)铰铰链四杆机构，其它型式的平面四杆机构都可以看成是在它链四杆机构，其它型式的平面四杆机构都可以看成是在它的基础上演化而成的。的基础上演化而成的。机架机架组成组成曲柄曲柄连架杆连架杆连杆连杆摇杆摇杆4-1平面平面(pngmin)连杆机构连杆机构1 1、基本概念、基本概念第2页/共19页第三页，共1

4、9页。固定不动的构件为机架；与机架相联的构件为连架杆，固定不动的构件为机架；与机架相联的构件为连架杆，连架杆中，能绕机架的固定铰链作整周转动的称为曲连架杆中，能绕机架的固定铰链作整周转动的称为曲柄柄 能在一定角度范围内往复摆动的称为摇杆；能在一定角度范围内往复摆动的称为摇杆；联接两连架杆且不与机架直接联接两连架杆且不与机架直接(zhji)(zhji)相联的构件称为相联的构件称为连杆。连杆。 根据根据(gnj)(gnj)两个连架杆能否成为曲柄，铰链四杆两个连架杆能否成为曲柄，铰链四杆机构可分为三种基本形式：曲柄摇杆机构、双曲柄机构可分为三种基本形式：曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。机构和双

5、摇杆机构。第3页/共19页第四页，共19页。（1 1）曲柄摇杆机构）曲柄摇杆机构- -连架杆一个为曲柄，一个为摇杆连架杆一个为曲柄，一个为摇杆特点是：既能将曲柄的整周转动特点是：既能将曲柄的整周转动(zhun dng)(zhun dng)变换为摇杆变换为摇杆的往复摆动，又能将摇杆的往复摆动变换为曲柄的连续回的往复摆动，又能将摇杆的往复摆动变换为曲柄的连续回转运动。转运动。例如：搅拌机、雷达俯仰例如：搅拌机、雷达俯仰(fyng)(fyng)天线等。天线等。2 2、基本形式：按照连架杆的不同分、基本形式：按照连架杆的不同分第4页/共19页第五页，共19页。特点特点(tdin)(tdin)：急回特性

6、：急回特性曲柄摇杆机构中，原动件AB以等速转动1（1）输出件）输出件CD的两极限的两极限(jxin)位位置置极位夹角极位夹角：当摇杆处于两极限位置时，对应的曲柄当摇杆处于两极限位置时，对应的曲柄位置线所夹的锐角。位置线所夹的锐角。第5页/共19页第六页，共19页。4-1平面平面(pngmin)连杆机构连杆机构B2C2B1C11A211C34BDabcd2摆角极位夹角 v1v2曲柄转角曲柄转角 1801对应对应(duyng)的时间的时间111/t摇杆点摇杆点C的的平均速度平均速度(pn jn s d)1802122/t1121/vC Ct2212/vC Ct第6页/共19页第七页，共19页。4-

7、1平面平面(pngmin)连杆机构连杆机构输出件的行程速度变化输出件的行程速度变化(binhu)系数系数K：从动件快行程从动件快行程(xngchng)平均速度平均速度v2与慢行程与慢行程(xngchng)平均速平均速度度v1之比。之比。11180KK180180212112ttvvK平面四杆机构具有急回特性的条件：平面四杆机构具有急回特性的条件：（1）原动件作等速整周转动；）原动件作等速整周转动；（2）输出件作往复运动；）输出件作往复运动；（3）0第7页/共19页第八页，共19页。4-1平面平面(pngmin)连杆机构连杆机构特点特点(tdin)(tdin)：死点位置：死点位置 曲柄摇杆机构中

8、取摇杆为主动件时，当曲柄与连杆共线时，曲柄摇杆机构中取摇杆为主动件时，当曲柄与连杆共线时，连杆对从动件曲柄的作用力通过转动中心连杆对从动件曲柄的作用力通过转动中心(zhngxn)A，传动角为，传动角为零，力矩为零，称为死点位置。零，力矩为零，称为死点位置。第8页/共19页第九页，共19页。4-1平面平面(pngmin)连杆机构连杆机构 当工件被夹紧后，当工件被夹紧后，BCD成一直线，机构处于死点位置，成一直线，机构处于死点位置，即使工件的反力很大，夹具也不会自动松脱，该例为利用死即使工件的反力很大，夹具也不会自动松脱，该例为利用死点位置的自锁特性来实现工作点位置的自锁特性来实现工作(gngzu

9、)要求的。要求的。 死点死点(s din)的的利用：利用：第9页/共19页第十页，共19页。4-1平面平面(pngmin)连杆机构连杆机构思考：在现实生活中还有没有死点位置思考：在现实生活中还有没有死点位置(wi zhi)的利用？能看出下图中的死点位置的利用？能看出下图中的死点位置(wi zhi)吗？吗？第10页/共19页第十一页，共19页。4-1平面平面(pngmin)连杆机构连杆机构（2 2）双曲柄机构）双曲柄机构- -连架杆均为曲柄连架杆均为曲柄特点特点(tdin)(tdin)是：能将等角速度转动转变为是：能将等角速度转动转变为周期性的变角速度转动。周期性的变角速度转动。 例如：惯性筛、

10、挖掘机（平行四边形机构例如：惯性筛、挖掘机（平行四边形机构(jgu)(jgu)）、车门启闭机构）、车门启闭机构(jgu)(jgu)（反平行四边形机（反平行四边形机构构(jgu)(jgu)）等。）等。第11页/共19页第十二页，共19页。4-1平面平面(pngmin)连杆机构连杆机构（3 3）双摇杆机构的特点）双摇杆机构的特点(tdin)(tdin)是：两个连架杆均是：两个连架杆均为摇杆为摇杆 。例如：起重机、电风扇摇头例如：起重机、电风扇摇头(yo tu)(yo tu)机构等。机构等。第12页/共19页第十三页，共19页。4-1平面平面(pngmin)连杆机构连杆机构二、铰链四杆机构类型二、铰

11、链四杆机构类型(lixng)(lixng)的判别的判别- -取取决语杆件的长度和机架的选取决语杆件的长度和机架的选取铰链铰链(jiolin)四杆机构存在曲柄的条件四杆机构存在曲柄的条件 1. 1.杆长和条件杆长和条件最短杆与最长杆的长度之和，小于或等于其他两最短杆与最长杆的长度之和，小于或等于其他两杆长度之和；杆长度之和；2. 2.最短杆条件最短杆条件连架杆和机架中必有一个是最短杆。连架杆和机架中必有一个是最短杆。第13页/共19页第十四页，共19页。4-1平面平面(pngmin)连杆机构连杆机构杆长条件杆长条件机架条件机架条件机构类型机构类型满足杆长之满足杆长之和条件和条件最短杆相邻的杆为机

12、架最短杆相邻的杆为机架曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构最短杆本身为机架最短杆本身为机架双曲柄机构双曲柄机构最短杆相对的杆为机架最短杆相对的杆为机架双摇杆机构（双摇杆机构（I）不满足杆长不满足杆长之和条件之和条件任意杆为机架任意杆为机架双摇杆机构（双摇杆机构（II）第14页/共19页第十五页，共19页。4-1平面平面(pngmin)连杆机构连杆机构练习：判断下面练习：判断下面(xi mian)(xi mian)四杆机构是什么四杆机构是什么机构机构第15页/共19页第十六页，共19页。4-1平面平面(pngmin)连杆机构连杆机构三、制作铰链三、制作铰链(jiolin)(jiolin)四杆机构四杆机构1

13、1、分组：、分组：4 4人为一组，共五组；人为一组，共五组；2 2、要求：每人做铰链四杆机构、要求：每人做铰链四杆机构2 2个，一个为满足杆长和条件，个，一个为满足杆长和条件，一个为不满足杆长和条件；每组派一位学生一个为不满足杆长和条件；每组派一位学生(xu sheng)(xu sheng)上台上台演示，用自己所做的机构演示出曲柄摇杆机构、双摇杆机构、演示，用自己所做的机构演示出曲柄摇杆机构、双摇杆机构、双曲柄机构（组内学生双曲柄机构（组内学生(xu sheng)(xu sheng)要自评）；要自评）；3 3、准备工作：硬纸板、美工刀、钉子、尺子；、准备工作：硬纸板、美工刀、钉子、尺子；4 4、制作步骤：（、制作步骤：（1 1）用尺子和美工刀裁出相应尺寸的纸条，长）用尺子和美工刀裁出相应尺寸的纸条，长度和宽度自定，并在纸条上注明尺寸；（度和宽度自定，并在纸条上注明尺寸；（2 2）按相应顺序用钉子）按相应顺序用钉子连接做成铰链四杆机构；（连接做成铰链四杆机构；（3 3）用手按住一个杆件作机架，能够）用手按住一个杆件作机架，能够自由转动。自由转动。第16页/