单元二平面连杆机构课件

单元二：平面连杆机构观察家用脚踏缝纫机如何传递运动的？知识导入：2.1平面四杆机构的类型及铰链四杆类型判断任务呈现：

指出家用脚踏缝纫机哪个构件是曲柄？哪个构件是摇杆？哪个构件是连杆？哪个是机架？

一、基本概念

平面连杆机构：由若干个构件通过低副联接而成的机构。

平面四杆机构:由四个构件联接而成的平面连杆机构。

铰链四杆机构：所有低副均为转动副的四杆机构。相关知识：1、平面连杆机构的优点1）由于是低副为面接触，故压强小可承受较大载荷。2）构件之间的接触是由构件本身的几何约束保持的，故构件工作可靠。3）在原动件等速连续运动的条件下，从动件可实现多种形式的运动，满足多种运动规律的要求。2、平面连杆机构的缺点1）根据从动件的运动规律设计的连杆机构比较复杂、精度不高。2）运动时产生的惯性力难以平衡，不适用于高速场合。二、平面连杆机构的特点三、

四杆机构的基本形式及演化形式机架、连杆、连架杆、滑块曲柄:能作360度整周回转运动的连架杆。摇杆:只能在小于360度范围内摆动的连架杆。（动画演示1）（动画演示2）1、铰链四杆机构的基本形式三种基本形式：(根据连架杆是否曲柄)1）曲柄摇杆机构：两连架杆中一个为曲柄,

另一个为摇杆的四杆机构。2）双曲柄机构:两连架杆均为曲柄的四杆机构。3）双摇杆机构:两连架杆均为摇杆的四杆机构。搅拌机的运动原理图演化：将四杆机构的杆3变成滑块3，将转动副D变成移动副D。2、四杆机构的演化形式1）四杆机构的演化过程（动画演示）2）四种演化形式

根据滑块不同的运动形式划分:

①滑块机构：滑块进行滑动的四杆机构②转块机构：滑块进行转动的四杆机构③摇块机构：滑块进行摆动的四杆机构④定块机构：滑块被固定的四杆机构⑤导杆机构:滑块随导杆运动的四杆机构

四、

四杆机构的应用1、曲柄摇杆机构2、双曲柄机构3、双摇杆机构缝纫机机车车轮飞机起落架漫步机自行车

卫星天线加紧机构摇头扇破碎机起重机4、滑块机构5、转块机构6、摇块机构7、定块机构内燃机缝纫机头惯性筛8、导杆机构摆动导杆转动导杆回转油泵椭圆规

离合器

联轴器

自卸汽车

抽水机

牛头刨床

设a＜d，a≤d

a≤b

a≤c即AB杆为最短杆。1、

铰链四杆机构有曲柄的条件｛可得:五、铰链四杆机构类型的判断铰链四杆机构有一个曲柄的条件（必须同时满足）：(1)最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和；(2)最短杆或其相邻杆为机架。2、四杆机构类型的判别方法：2）最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和则:(1)最短杆的邻边为机架时为曲柄摇杆机构；(2)最短杆为机架时为双曲柄机构；(3)最短杆的对边为机架时为双摇杆机构。1）最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和为双摇杆机构。教师示范完成任务：构件1是摇杆；构件2是连杆；构件3是曲柄；构件4是机架。学生训练：

指出调整雷达天线俯仰角的搜索机构、飞剪机构、抽油机驱动机构、惯性筛机构、车门启闭机构、起重机、摇头风扇机构中的曲柄、摇杆、连杆、机架构件。。课堂小结：1、平面连杆机构的概念；2、曲柄、连杆、摇杆、连架杆等的概念；3、铰链四杆机构存在曲柄的条件；4、铰链四杆机构类型的判断；5、平面连杆机构常见的应用。布置作业：单元二相关习题。2.2平面四杆机构的基本特性知识导入：

脚踏家用缝纫机会出现何种状况？

任务呈现：

试解释脚踏家用缝纫机有时为何踩不动或反转？转一下带轮又能踩动？1.压力角α压力角：从动件所受的力F与受力点速度Vc所夹的锐角。有效分力：Ft=Fcosα有害分力：Fn=Fsinα

愈小，机构传动性能愈好。2.传动角

传动角：连杆与从动件所夹的锐角

=90°-αγ越大机构的传动性能越好。设计时一般应使

min≥40°，对于高速大功率机械应使

min≥50°。3.最小传动角

min的位置铰链四杆机构在曲柄与机架共线的两位置出现最小传动角。一、压力角和传动角的概念

曲柄滑块机构：当主动件为曲柄时，最小传动角出现在曲柄与机架垂直的位置。

摆动导杆机构：在任何位置时主动曲柄通过滑块传给从动杆的力的方向，与从动杆上受力点的速度方向始终一致，所以传动角等于90°。二、急回特性1、急回特性：机构工作件返回行程速度大于工作行程速度的特性。工作行程时：V1=C1C2/t1

返回行程时：V2=C1C2/t22、行程速度变化系数K为了表示工作件往复运动时的急回程度，用V2和V1的比值K来描述。由上式可得：3、急回特性的作用四杆机构的急回特性可以节省空回时间，提高生产率。三、死点1、死点的位置

曲柄摇杆机构：在从动曲柄与连杆共线的位置时，出现机构的传动角g=0，压力角a=90°的情况，这时连杆对从动曲柄的作用力恰好通过其回转中心，不能推动曲柄转动，机构的这种位置称为死点位置。2、死点的利弊利：工程上利用死点进行工作，如飞机的起落架和工件的夹紧装置。

弊：机构有死点从动件将出现卡死，或运动方向不确定现象，对传动机构不利加紧机构3、度过死点的方法：1）增大从动件的质量、利用惯性度过死点位置，如与曲柄相连的飞轮。2）采用机构错位排列的方法，如机车的车轮。教师示范完成任务：学生训练：试解释飞机起落架、钻床加紧机构能稳定工作的原因。加紧机构课堂小结：1、压力角和传动角的概念；2、急回性、行程速比系数；3、死点的概念及应用。谢谢！知识导入：

搅拌机运动简图的工作演示，了解当构件的尺寸改变时，机构的运动规律也会改变。2.3平面四杆机构的设计

任务呈现：

如图所示，已知踏板CD在水平位置上下各摆20º，摇杆的行程速度变化系数K=1.2，且lCD=250mm，lAD=300mm，试用图解法设计曲柄和连杆的长度lAB、lBC。两类基本问题：实现给定运动规律；实现给定运动轨迹；三种设计方法：图解法解析法实验法简明易懂，精确性差。

精确度好，计算繁杂。形象直观，过程复杂。相关知识：一、按给定连杆位置设计四杆机构已知：连杆BC长度及三个位置（B1C1、B2C、B3C3）要求：设计铰链四杆机构设计步骤：①连接B1B2、B2B3，作线B1B2、B2B3的垂直平分线b12、b23，交于A点；②连接C1C2、C2C3，作线C1C2、C2C3的垂直平分线c12、c23，交于D点；③连接AB1、C1D，即为所求机构。刚化反转法设已知机架AD的长度及连架杆AB、CD的两组对应位置α1

、ψ1

和α2、ψ2，试设计该铰链四杆机构。

此问题的关键是求铰链C的位置

二、按给定连架杆位置设计四杆机构例：已知四杆机构一连架杆AB和机架AD的长度，连架杆AB和另一连架杆上标线ED的三组对应位置φ1

、ψ1

，φ2、ψ2及φ3

、ψ3，要求设计该铰链四杆机构。

三、按给定行程速度变化系数K设计曲柄摇杆机构四、按给定速度变化系数K设计导杆机构已知摆动导杆机构的机架长度d和行程速度变化系K，试设计该机构

1）取比例尺μL

，作AD＝d/μL2）由K算出θ3）作∠ADB1＝∠ADB2＝θ/24）作AB1（或AB2）垂直于B1D（或B2D），则AB就是曲柄，其长度