《机械设计与应用案例化教程（第二版）》 课件 项目一任务二知识点：2-5案例分析

项目一、常用机构的工作情况分析与设计主讲教师|程畅任务2缝纫机脚踏机构的识别与设计平面四杆机构基本形式及应用1平面四杆机构的演化形式2平面四杆机构的基本特性3平面四杆机构的设计4案例分析51、缝纫机脚踏机构的工作原理是通过将脚踏在踏板上摆动从而带动大带轮驱动缝纫机运动。试判定这种脚踏机构属于平面四杆机构中的哪种类型？当你踩缝纫机踏板时，由于操作不当，遇到过踩不动或使缝纫机飞轮反转的情况吗？踩缝纫机之前，要用手转动扳轮，稍有动力，些时踩踏板才能踩动，这是为什么呢？任务描述

本任务主要是要求弄清平面四杆机构的主要类型有哪些?各类型的工作特性是怎样的?了解缝纫机脚踏板驱动机构的工作原理，根据其机构运动简图，参照各类型的工作特性，找到此机构属于的类型。操作缝纫机过程中碰到的问题或许大家亲有体会，这是涉及平面机构的基本特性——死点位置及通过死点位置的方法等相关知识。任务分析任务实施

在缝纫机脚踏板驱动机构中，当踏板做往复摆动时，通过连杆带动固连在曲轴上的大带轮转动，再通过带传动驱动缝纫机工作。根据项目一任务1所学的绘制平面机构运动简图基本知识，绘制出脚踏板驱动机构的运动简图，如图所示。

该驱动机构属于平面铰链四杆机构中的曲柄摇杆机构，其中踏板做小于的往复摆动为曲柄摇杆机构中的摇杆，曲轴绕大带轮的转动副中心作整周回转为曲柄摇杆机构中的曲柄；该机构只是以踏板（摇杆）为主动件，曲轴（曲柄）为从动件。任务实施

当我们踩缝纫机踏板时，由于操作不当，常遇到过踩不动或使缝纫机飞轮反转的情况。这是因为缝纫机是以摇杆为主动件驱动，当摇杆CD往复摆动至极限位置时（如图所示），ABC出现在一条直线位置上，即死点位置，当连杆与曲柄处于共线位置时，不管在主动件上作用多大的驱动力，都不能在从动件上产生有效分力。所以在踩缝纫机之前，要用手转动机头上的小带轮，稍有动力，些时踩踏板才能踩动。一般情况下，在从动件上安装飞轮，利用飞轮的惯性通过死点位置，缝纫机的大带轮兼有飞轮作用。2、如图所示，已知踏板CD在水平位置上下各摆，摇杆的行程速度变化系数K=1.2，且，，试用图解法设计此四杆机构，求曲柄和连杆的长度、。任务描述

本任务中，已知缝纫机脚踏板驱动机构运动简图中一些参数求另外一些未知参数的问题，可归为：根据机构的工作要求（给定的行程速度变化系数K）和给定的运动条件（踏板CD在水平位置上下各摆），确定机构运动简图尺寸参数（曲柄和连杆的长度）。可根据任务2知识点4中“按给定的行程速度变化系数设计四杆机构”的基本步骤，利用图解法（最好利用CAD技术）作图并计算。任务分析任务实施

根据任务描述可知，设计实质是确定铰链中心A的位置，定出其他二杆曲柄和连杆的长度、。

设计基本步骤如下。（1）根据公式计算出极位夹角（2）选取比例尺=1，，任意选取一点作为转动副D的位置，按照给定踏板（摇杆）长度mm/及摆角/作出摇杆的两个极限位置和，如图所示。（3）连接C1、C2两点，并过C1点作直线垂直于；作，和交于点P，则；在直线段上截取/2得点O，以点O为圆点、为半径，画圆；以D为圆心，画半径为300mm的圆交圆K上一点为A，A为铰链中心。（4）确定A点位置后，根据极限位置曲