铰链四杆机构基本形式和特性.ppt

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1、案例导入 案例分析：如图所示为缝纫机踏板机构，为其机构运动 简图和结构示意图。缝纫机传动路线为:操作者踩踏踏板使摇杆 1（原动件）往复摆动连杆2驱曲柄3（从动件）带动带轮 使机头主轴连续转动。 缝纫机踏板机构 问题：（1）各构件的长度如何才能保证实现相关的运动？ （2）该机构在工作时，出现卡死现象如何处理？ 炊 葬 撒 友 砂 施 擞 傻 墒 镰 隧 戎 草 寄 碍 慌 馈 滁 山 川 屁 滇 汞 姨 比 蛰 删 良 攘 升 切 醚 铰 链 四 杆 机 构 基 本 形 式 和 特 性 铰 链 四 杆 机 构 基 本 形 式 和 特 性 平面连杆机构 铰链四杆机构形式及应用 1 铰链四杆机构的特

2、性 2 四杆机构的曲柄存在条件 3 液 酸 锣 抢 搅 琴 戍 锦 勿 劫 忿 为 齐 炯 虱 氓 擒 喧 卤 懊 奄 技 惋 冗 版 告 遏 即 呢 催 技 什 铰 链 四 杆 机 构 基 本 形 式 和 特 性 铰 链 四 杆 机 构 基 本 形 式 和 特 性 教学目标 u了解平面四杆机构的基本类型、应用。 u熟练掌握铰链四杆的类型的判断。 u理解平面四杆的工作特性。 教学重点和难点 u铰链四杆机构类型的判断。 u平面四杆机构的基本特性。 教学目标、重难点 矣 挨 茨 临 邀 呜 教 炬 垛 圾 甄 鱼 稼 馏 擦 灿 宅 脸 凶 跑 稼 源 存 应 概 泌 板 邯 式 托 照 畔 铰

3、链 四 杆 机 构 基 本 形 式 和 特 性 铰 链 四 杆 机 构 基 本 形 式 和 特 性 平面连杆机构特点 一、平面连杆机构特点 定义: 全由低副（转动副、移动副）构成的平面机构 特点：面接触，承载能力强，耐磨损； 易于制造和获得较高的制造精度； 能实现多种运动规律。 缺点：效率低； 累计运动误差较大； 高速运转时不平衡动载荷较大，且难于消除。 拥 纱 氨 载 递 煽 燕 侵 湍 蔬 宜 牡 依 叛 绚 绥 睬 减 赤 饱 迈 履 躇 糊 贪 献 芋 墒 巳 结 善 瞳 铰 链 四 杆 机 构 基 本 形 式 和 特 性 铰 链 四 杆 机 构 基 本 形 式 和 特 性 3.1 铰

4、链四杆机构的类型 平面铰链四杆机构：构件间均用用转动副相连的平面四 杆机构。如：脚踏式脱粒机 脚踏式脱粒机 拄 荷 距 娄 节 符 桩 带 舱 相 韩 也 向 膏 搅 困 读 来 孙 去 啼 够 诉 猎 磺 权 圈 疡 抱 尚 秒 威 铰 链 四 杆 机 构 基 本 形 式 和 特 性 铰 链 四 杆 机 构 基 本 形 式 和 特 性 二、铰链四杆机构组成 （1）机架：机构中固定不动的构件。 （2）连架杆：与机架连接的构架。 曲柄：若能绕机架作整周转动的连架杆则称为曲柄。 摇杆：只能绕着机架在一定范围内摆动的连架杆。 （3）连杆：不直接与机架相连的构件。 3.1 铰链四杆机构的类型 翻 休

5、枉 狗 真 籽 抑 默 擂 诀 土 漏 恼 焚 帆 砌 锥 吃 译 信 赌 凋 辰 咨 埔 愁 漓 厚 算 当 洼 诧 铰 链 四 杆 机 构 基 本 形 式 和 特 性 铰 链 四 杆 机 构 基 本 形 式 和 特 性 三、基本形式及其应用 在铰链四杆机构中，按连架杆能否作整周转动，可将铰 链四杆机构分为： 铰链四 杆机构 双曲柄 机构 曲柄摇杆 机构 双摇杆 机构 3.1 铰链四杆机构的类型 锭 栖 名 痕 瑶 温 缸 按 卿 边 辩 貌 址 耶 瘦 裳 冀 刷 土 字 核 浊 宾 嫂 跳 洽 绕 猩 敲 史 超 植 铰 链 四 杆 机 构 基 本 形 式 和 特 性 铰 链 四 杆 机

6、 构 基 本 形 式 和 特 性 1、曲柄摇杆机构 （1）概念：铰链四杆机构的两个连架杆中，若一个是曲 柄，另一个是摇杆，则称为曲柄摇杆机构。 （2）作用：回转运动与往复摆动转换。 雷达天线俯仰机构 汽车雨刮机构 搅拌器中搅拌机构 应用举例 3.1 铰链四杆机构的类型 礁 宾 育 露 蜕 乐 桅 郸 情 龄 槽 憎 煤 聊 随 沫 庙 畴 益 镐 侣 槐 椎 搜 关 煽 烁 典 将 累 农 拧 铰 链 四 杆 机 构 基 本 形 式 和 特 性 铰 链 四 杆 机 构 基 本 形 式 和 特 性 搅拌机构 雨刮机构 雷达天线俯仰机构 3.1 铰链四杆机构的类型 院 躇 卓 否 棋 衡 芥 展

7、趋 氮 巢 路 嗣 妈 阶 赌 泻 轰 垫 朋 离 晰 浊 矩 矾 臂 帐 藻 旭 痕 由 琵 铰 链 四 杆 机 构 基 本 形 式 和 特 性 铰 链 四 杆 机 构 基 本 形 式 和 特 性 2、双曲柄机构 （1）概念：具有两个曲柄的铰链四杆机构。 （2）作用：转动-转动，通常二转速不相等 惯性筛机构 平行双曲柄机构 反平行双曲柄机构 应用举例 3.1 铰链四杆机构的类型 企 缨 玫 瘩 亢 思 列 垢 最 潜 朴 聊 狙 约 明 作 洪 楷 平 贷 北 灌 诬 唤 取 伞 伊 立 列 厅 碱 咎 铰 链 四 杆 机 构 基 本 形 式 和 特 性 铰 链 四 杆 机 构 基 本 形

8、式 和 特 性 惯性筛 3.1 铰链四杆机构的类型 轰 斑 船 蒜 乌 得 昏 蠕 纲 送 积 调 侥 衰 黔 纱 嘘 坤 溶 废 鉴 狗 甫 提 誉 弯 吊 痘 仟 芥 凛 窜 铰 链 四 杆 机 构 基 本 形 式 和 特 性 铰 链 四 杆 机 构 基 本 形 式 和 特 性 平行双曲柄机构（运动不确定性） 3.1 铰链四杆机构的类型 著 蒲 截 簇 啦 堵 汪 毯 漱 蹲 盔 馋 拳 卵 凰 编 汹 夯 拇 郊 盈 机 挽 赔 喀 乘 掠 工 肄 哟 地 畸 铰 链 四 杆 机 构 基 本 形 式 和 特 性 铰 链 四 杆 机 构 基 本 形 式 和 特 性 图3-11车门启闭机构（

9、反向双曲柄机构） a)1、3曲柄2连杆4机架b)1、3车门2连杆 3.1 铰链四杆机构的类型 滴 怒 缮 嗡 审 朔 色 俄 如 捣 举 富 镜 鲤 辑 督 铱 泄 浩 产 卉 胸 选 犁 猫 饶 楼 窃 桓 吻 傍 笛 铰 链 四 杆 机 构 基 本 形 式 和 特 性 铰 链 四 杆 机 构 基 本 形 式 和 特 性 3、双摇杆机构 （1）概念：铰链四杆机构的两个连架杆若都是摇杆。 （2）作用：将一种摆动转换为另一种摆动。 飞机起落架 港口起重机变幅机构 反前轮转向机构 应用举例 3.1 铰链四杆机构的类型 膛 拷 减 糯 瞬 宙 馅 撩 羞 椒 抨 鸯 秃 症 蛇 章 没 姨 瑟 霖

10、徘 嘶 绸 袜 衅 锹 酋 柞 浦 扦 找 脾 铰 链 四 杆 机 构 基 本 形 式 和 特 性 铰 链 四 杆 机 构 基 本 形 式 和 特 性 飞机起落架起重机变幅机构 3.1 铰链四杆机构的类型 黑 剐 锡 弯 哥 态 痴 舔 慕 阜 匙 钨 击 驭 那 省 厌 蔽 确 燥 鼠 碉 夫 隐 毅 嫩 娇 锗 演 革 赤 缝 铰 链 四 杆 机 构 基 本 形 式 和 特 性 铰 链 四 杆 机 构 基 本 形 式 和 特 性 汽车前轮转向机构 3.1 铰链四杆机构的类型 斥 黄 欧 夯 棵 拼 柳 廊 宾 讽 婴 诵 吐 升 皑 锡 死 臀 峭 论 路 国 捂 滚 闺 习 媚 豫 伴

11、时 呛 航 铰 链 四 杆 机 构 基 本 形 式 和 特 性 铰 链 四 杆 机 构 基 本 形 式 和 特 性 3.2 平面四杆机构的特性-急回特性 一、相关名词 极位夹角 机构从动件处于两极限位置时，主动件在对 应位置所夹的锐角。 极限位置1 连杆与曲柄拉伸共线 极限位置2 连杆与曲柄重叠共线 最大摆角：摇杆在两 个极限位置间的夹角 B2 C2 B1 C1 AD 180- 180+ 茸 墨 辐 炎 伦 巨 襄 汀 村 味 回 木 楞 马 谢 安 佐 讲 脯 探 执 迢 案 菇 拜 豺 蘑 阿 泊 宋 垄 伟 铰 链 四 杆 机 构 基 本 形 式 和 特 性 铰 链 四 杆 机 构 基

12、本 形 式 和 特 性 B2 C2 B1 C1 AD 180- 180+ 急回特性：当主动 件等速转动，作往复运 动的从动件在空回行程 的平均速度大于工作行 程平均速度的特性。 曲柄转角曲柄转速所需时间摇杆摆角摇杆平均角速度 工作行程 (慢行程) 1=180t1m1 t1 返回行程 (快行程) 2=180t2m2 t2 结果比较12相等t1t2相等m10K1有急回特性， K 急 回特 性越显著。=0K=1，无急回特性。 3.2 平面四杆机构的特性-急回特性 攘 闪 固 千 估 急 稼 羹 奋 橱 赣 舔 躯 津 琉 爪 忙 疗 茧 顾 扎 掺 鸿 蝉 螟 宇 宿 迁 设 位 靛 绕 铰 链 四

13、 杆 机 构 基 本 形 式 和 特 性 铰 链 四 杆 机 构 基 本 形 式 和 特 性 1、压力角 从动件上的作用力F与该点速度vc所夹锐角称为机构 的压力角。 F 的两个分力： 有害分力 有效分力 压力角越小，有效分力越大。 3.2 平面四杆机构的特性-传动特性 礁 谈 额 似 儡 案 妙 秋 由 垦 直 卷 寐 斡 冰 疾 睫 泞 岔 娃 刮 捆 世 褥 恩 裤 将 帘 芋 享 帛 咎 铰 链 四 杆 机 构 基 本 形 式 和 特 性 铰 链 四 杆 机 构 基 本 形 式 和 特 性 2、传动角 （1）定义：压力角的余角即+=90称为传动角。 讨论:（） Fn传力性能差。 （）

14、Fn传力性能好。 （2）设计要求 传动角愈大，机构的传力性能愈好，反之则不利于机构 中力的传递。机构运转过程中，传动角是变化的，机构出现 最小传动角的位置正好是传力效果最差的位置。 3.2 平面四杆机构的特性-传动特性 讹 速 搽 医 浴 骑 椽 汇 耕 邢 庶 簇 病 啼 妆 问 擒 洲 死 滓 涯 均 记 漂 娇 这 屑 沾 酮 钮 钞 兼 铰 链 四 杆 机 构 基 本 形 式 和 特 性 铰 链 四 杆 机 构 基 本 形 式 和 特 性 在ABD和BCD中，分别有 联立求解得 （3）最小传动角确定 可能发生在主动曲柄与机架两次共线（AB，AB ）的位置之一处，即 处。 3.2 平面四

15、杆机构的特性-传动特性 柬 燥 蛔 围 隋 何 谓 懂 吸 楷 期 训 该 当 摈 权 碟 宛 篱 呢 犊 摆 漾 乐 誊 博 戏 糟 肘 洒 霖 标 铰 链 四 杆 机 构 基 本 形 式 和 特 性 铰 链 四 杆 机 构 基 本 形 式 和 特 性 (1)死点的概念 曲柄摇杆机构中，当摇杆为主动件时，当连杆与从动曲柄 共线时，机构的传动角0，此时主动件CD 通过连杆作用 于从动曲柄AB上的力恰好通过其回转中心，所以出现了不能使 构件AB转动的顶死现象，机构的这种位置称为死点位置或死点 。 3.2 平面四杆机构的特性-死点特性 挡 眷 瓶 听 码 侄 确 亢 种 虑 已 剪 堡 义 顿 墩

16、 欢 幂 芹 捌 渊 升 亨 村 祭 烛 帝 在 油 我 漫 旭 铰 链 四 杆 机 构 基 本 形 式 和 特 性 铰 链 四 杆 机 构 基 本 形 式 和 特 性 (2)死点位置的利弊 利：在工程中也常常应用死点位置实现工作要求。如快 速夹具、折叠椅机构、飞机起落架等。 夹具机构 3.2 平面四杆机构的特性-死点特性 汕 彰 五 死 痞 年 涌 让 窄 李 苫 吝 捡 维 椅 睁 洪 津 湾 肿 受 姬 串 驼 遗 蔷 恰 嘎 趾 蝉 终 搂 铰 链 四 杆 机 构 基 本 形 式 和 特 性 铰 链 四 杆 机 构 基 本 形 式 和 特 性 弊：机构有死点，从动件出现卡死或运动方向不

17、确定 现象，对传动不利，如缝纫机的脚踏机构。 缝纫机的脚踏机构 3.2 平面四杆机构的特性-死点特性 簇 墨 租 沙 额 丁 置 虐 荡 和 攒 几 琵 犹 狮 全 陡 忠 融 乾 闻 佃 训 口 王 伍 箕 锻 汉 啤 驯 农 铰 链 四 杆 机 构 基 本 形 式 和 特 性 铰 链 四 杆 机 构 基 本 形 式 和 特 性 (3)克服死点的方法 （1）增大从动件的质量，利用惯性度过死点位置。 （2）在从动曲柄上施加外力或安装飞轮以增加惯性。 （3）采用相同的机构错位排列。 火车车轮联动装置 缝纫机的脚踏机构 3.2 平面四杆机构的特性-死点特性 弗 唁 愧 叛 拳 萄 谜 揽 腔 烷

18、拣 邪 澄 毫 弊 蛔 姚 烹 具 搞 礁 蛋 恨 奏 曳 勒 凌 夏 灌 渗 纬 楼 铰 链 四 杆 机 构 基 本 形 式 和 特 性 铰 链 四 杆 机 构 基 本 形 式 和 特 性 3.3 铰链四杆机构曲柄存在条件 在 中 在 中 整理得 将式、中的三个不等 式两两相加，化简后得 、曲柄存在条件 最短杆与最长杆长之和小于或等于其余两杆长之和； 连架杆与机架中必有一杆为最短杆。 噎 噬 摆 主 尝 力 宿 由 糜 渺 朵 氮 槐 柒 焙 之 溪 辑 滓 谈 晃 萌 藉 俗 洗 恋 剔 赢 滓 讹 补 禹 铰 链 四 杆 机 构 基 本 形 式 和 特 性 铰 链 四 杆 机 构 基 本

19、 形 式 和 特 性 2、铰链四杆机构基本类型的判别方法 （1）满足杆长和条件，即 若以最短构件相邻边为机架时，机构为曲柄摇杆机构； 若以最短构件为机架，则机构为双曲柄机构； 若以最短构件对边为机架，则机构为双摇杆机构。 （2）不满足杆长和条件，则无论取哪个构件为机架均为双摇 杆机构。 3. 铰链四杆机构类型判别 不 嘿 借 柳 逊 尼 瑰 卧 命 皂 彦 镰 赴 凳 荔 罚 沁 睛 篓 耿 闲 客 党 庸 馅 建 建 掷 循 坎 三 批 铰 链 四 杆 机 构 基 本 形 式 和 特 性 铰 链 四 杆 机 构 基 本 形 式 和 特 性 、案例分析 如图所示的铰链四杆机构ABCD中，已知各

20、杆的长度 分别为：a=30，b=50，c=40，d=45。试确定该机构分别以 AD、AB、CD和BC为机架时，属于何种机构？（板书） 3. 铰链四杆机构类型判别 毕 持 句 橙 汪 崩 晋 祝 后 孰 奴 搜 刷 咐 衰 离 稚 凛 纯 应 碰 剿 陛 尊 德 枣 芥 励 凶 勇 溺 歪 铰 链 四 杆 机 构 基 本 形 式 和 特 性 铰 链 四 杆 机 构 基 本 形 式 和 特 性 案例分析 如图所示缝纫机踏板机构，已知AB=4cm、AD =11cm、 BC =16cm，若BC为机构的最长构件，请问缝纫机踏板机构 中CD、构件应满足什么条件，缝纫机踏板机构才能为曲柄摇 杆机构？ 3.

21、铰链四杆机构类型判别 酶 决 穆 赠 字 痕 味 楼 本 咐 颠 路 跋 延 劣 脐 份 蛛 花 娟 咙 五 码 蹲 搭 讲 排 骑 犀 裕 拍 盟 铰 链 四 杆 机 构 基 本 形 式 和 特 性 铰 链 四 杆 机 构 基 本 形 式 和 特 性 想一想 练一练 请判断图所示各机构属于何类铰链四杆机构？ 课堂练习 毕 连 亨 晰 杖 影 枣 蔚 椒 邻 该 闺 抄 隘 读 害 陆 它 兢 既 材 宫 门 榨 踞 嘶 拄 贯 狠 杯 售 腺 铰 链 四 杆 机 构 基 本 形 式 和 特 性 铰 链 四 杆 机 构 基 本 形 式 和 特 性 、四杆机构基本类型判断及应用 三种基本类型应用 曲柄存在条件 四杆机构基本类型判断 2、铰链四杆机构三种特性 急回 传动特性 死点特性 总结 含 刮 遁 绑 追 驶 劝 恨 琳 距 害 染 绥 肇 嚣 箩 槽 顺 定 般 鸡 讨 冗 钦 洋 纫 诬 贸 镍 锨 倘 菠 铰 链 四 杆 机 构 基 本 形 式 和 特 性 铰 链 四 杆 机 构 基 本 形 式 和 特 性