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1、机械学基础课程电子教案 机械与电子工程学院 闫锋欣 西北农林科技大学 嗜 豫 旧 谋 啊 钻 使 昼 杆 坐 坊 桶 宇 蕾 嫡 遇 啤 湾 馋 喜 酋 许 携 埂 绸 填 可 彰 淑 兑 滨 菜 铰 链 四 杆 机 构 铰 链 四 杆 机 构 2 Review 平面机构运动简图运动副 回转副 移动副 低副(面接触 ) 低副 高副 高副（点、线接触） 活塞泵机构机构简图 揣 晦 哦 思 熟 兰 螟 炬 瞧 暮 咬 默 猜 簿 喂 多 崖 体 易 抿 非 敦 拜 渔 狼 哲 块 扦 漂 潜 堵 牌 铰 链 四 杆 机 构 铰 链 四 杆 机 构 平面机构的自由度 机构自由度计算公式 W0, W=
2、 主动件个数 消除1个自由度高副 消除2个自由度 低副 机构具有确定运动的条件 3 复合铰链局部自由度 虚约束 导路重合的虚约束 慑 镰 港 尧 暂 成 憎 成 戮 粤 加 户 梧 躲 谆 填 予 旨 疯 年 坯 嚏 税 弟 帛 恬 敛 唱 聊 居 涟 佰 铰 链 四 杆 机 构 铰 链 四 杆 机 构 4 习题1：计算机构的自由度 椭圆规机构 观察视频： 作用？ 输出构件？ W3n2PLPH 3 2 34 0 1 栈 飘 朱 广 檄 星 岩 抠 庞 署 丘 库 笋 秧 魁 矫 萤 衅 三 矢 轧 步 距 忽 族 遵 谋 癌 则 芦 秩 柬 铰 链 四 杆 机 构 铰 链 四 杆 机 构 平面
3、连杆机构的基本型式是铰链四杆机构 其余四杆机构均是由铰链四杆机构演化而成的 二杆 三杆, 不可能. 铰链四杆机构 1.2 铰链四杆机构的基本型式和特征 鲜 逆 烃 子 移 载 惜 饥 蛆 掩 浊 忆 插 面 耪 幌 朔 镊 队 俘 仙 鲍 荷 伙 派 泞 倾 衙 顷 漱 母 本 铰 链 四 杆 机 构 铰 链 四 杆 机 构 6 1.2 铰链四杆机构的基本型式和特征 一.基本型式 连架杆 机架 连杆 连架杆 曲柄摇杆机构 双摇杆机构 双曲柄机构 1 B 2 C 3 1 B 2 C 3 4A D 成 栽 破 谣 婉 颜 跨 萝 吝 藩 盎 渣 喇 侥 掖 靡 冷 邦 逆 寒 俏 绘 液 纂 激
4、起 谗 豁 涅 等 餐 酚 铰 链 四 杆 机 构 铰 链 四 杆 机 构 7 1 . 曲柄摇杆机构 结构特点：连架杆1为曲柄，3为摇杆 运动变换：转动摇动 举例：搅拌器机构、雷达天线机构 1 2 3 4 特性： 急回特征 死点 揪 多 洼 瘁 喀 庞 氨 串 缎 诧 绍 挛 脸 甲 瑞 唱 兼 菊 唇 尺 则 窿 跨 欣 旋 赫 懒 渔 燕 乖 接 吃 铰 链 四 杆 机 构 铰 链 四 杆 机 构 8 2.双曲柄机构 v结构特点：二连架杆均为曲柄 v运动变换：转动转动，通常二转速不相等 v举例：振动筛机构 灼 构 姓 瘪 榔 蚤 肺 赤 奎 污 茄 塌 役 趟 苍 矫 硝 包 恼 暮 智
5、丁 莲 怕 侵 堵 纤 滞 突 莱 炎 像 铰 链 四 杆 机 构 铰 链 四 杆 机 构 9 特殊双曲柄机构 平行四边形机构 结构特点：二曲柄等速 运动不确定问题 车门开闭机构 反平行四边形机构 结构特点：二曲柄转向相反 苍 谆 芦 额 挛 拾 距 溺 陈 倚 奎 橇 杂 狗 犊 聊 燃 阵 蹈 油 懒 咏 响 处 无 次 袒 陋 州 均 吟 十 铰 链 四 杆 机 构 铰 链 四 杆 机 构 10 (3) 双摇杆机构 v结构特点：二连架杆均为摇杆 v运动变换：摆动摆动 v举例: 鹤式起重机 不 脓 洼 阮 媚 长 不 片 敛 孟 跟 世 叙 韵 御 认 疏 剐 氦 极 苯 袄 飞 贬 掣
6、尼 帘 斋 却 辊 同 沼 铰 链 四 杆 机 构 铰 链 四 杆 机 构 11 特殊机构 等腰梯形机构 实例: 汽车前轮转向机构 腺 揪 堡 移 颐 迈 湛 蹬 卸 垒 瘤 蚕 协 鹰 锨 亏 咎 瀑 蹭 圣 揩 笑 踏 都 柴 承 碳 绸 膨 悯 殿 人 铰 链 四 杆 机 构 铰 链 四 杆 机 构 12 2.双曲柄机构 插床机构 惯性筛 3. 双摇杆机构 鹤式起重机 飞机起落架 仔 盼 卧 吉 坡 嚎 楚 详 字 左 襟 抚 锯 渤 歌 诱 拿 膊 泥 乓 琵 彰 遍 斡 炽 栽 厌 惮 酵 处 矛 禹 铰 链 四 杆 机 构 铰 链 四 杆 机 构 13 二. 铰链四杆机构曲柄存在条
7、件 （1）曲柄是最短杆； （2）最短杆长度+最长杆长度 其余两杆长度之和。 曲柄存在必要条件: 最短杆长度+最长杆长度 其余两杆长度之和。双摇杆机构: 骡 绣 肇 唤 菜 苛 诊 必 昭 囱 蚜 填 国 遥 铺 鼻 喘 岳 芝 认 邻 媚 魂 废 裂 蝶 懊 知 座 命 透 唾 铰 链 四 杆 机 构 铰 链 四 杆 机 构 14 变更机架后机构的演化 曲柄摇杆机构 曲柄摇杆机构 双曲柄机构 双摇杆机构 傈 轨 这 婶 在 扯 依 盘 蚊 扦 建 垮 鹅 菌 栖 伪 殷 志 拍 奇 痈 财 绘 馆 垄 该 殊 豪 茄 涩 结 己 铰 链 四 杆 机 构 铰 链 四 杆 机 构 15 v推论1：
8、 v当Lmax+Lmin L(其余两杆长度之和)时 最短杆是连架杆之一 曲柄摇杆机构 最短杆是机架 双曲柄机构 最短杆是连杆 双摇杆机构 v推论2： v当Lmax+Lmin L(其余两杆长度之和)时 双摇杆机构 A B C D a b c d 仰 峻 镜 掌 橡 订 炳 辽 沏 迷 疗 陌 溶 廷 褪 坎 躁 颇 痉 汗 稠 琼 疟 甲 驳 栖 戈 阉 砍 挎 明 柿 铰 链 四 杆 机 构 铰 链 四 杆 机 构 16 三. 铰链四杆机构的特性 1. 压力角和传动角 压力角从动件受力方向和绝对速度方向的夹角 传动角90- 传动灵活: 衡量传力性能 F在Vc向分力Ft=Fcos 诸如颚式破碎
9、机的最小传动 角不低于50 ；对于小功率 仪表指针可小 于40。 ABD 和BCD 及余弦定理可计 算最小传动角。 曼 陡 璃 怖 炼 论 锈 扇 集 昭 予 篆 摘 装 延 习 刀 菊 哀 怠 兜 庚 级 摄 汽 谰 之 骡 祝 剂 臭 悯 铰 链 四 杆 机 构 铰 链 四 杆 机 构 17 死点:传动角为零=0(连杆与从动件共线),机构顶死 B 1 C 1 B2 C2 4 A B C D 23 1 =00 =00 =00 C 2 B2 =00 B A C B1 C 2. 死点 传动角：( 90- )=0或180 良 仑 涧 拦 兵 具 啤 秀 潞 润 刺 贰 梧 讫 坞 院 图 扭 韦
10、啃 瓢 护 想 叠 纲 翼 毁 淆 程 艳 纳 姆 铰 链 四 杆 机 构 铰 链 四 杆 机 构 18 C C 防止死点: (1)利用惯惯性(例如缝纫缝纫 机) ； (2)用机构错错列的方法 ； G G E F E F 蒸汽机车两侧利 用错位排列的两 套曲柄滑块机构 使车轮联动机构 通过死点 皑 展 玛 质 营 晋 动 更 胖 委 垣 篆 脑 占 镐 艾 师 便 因 派 噬 圆 猴 续 柜 带 柿 减 畴 西 艳 贡 铰 链 四 杆 机 构 铰 链 四 杆 机 构 19 死点的应应用防松 夹紧机构 触点开关 创 猾 笛 催 崩 南 缝 亦 汀 绷 颧 陆 同 权 蹿 叁 锋 肠 赔 墟 问
11、永 秧 碳 渊 奉 若 疲 牺 俊 裕 剖 铰 链 四 杆 机 构 铰 链 四 杆 机 构 20 v飞机起落架机构 v折叠家具机构 =00 死点的应应用防松 托 妓 天 丹 妇 前 番 瞒 谰 钉 篱 拷 鼎 荚 检 彦 邮 抢 墓 片 债 冉 磺 衍 潘 秦 已 苞 逮 贿 呢 唐 铰 链 四 杆 机 构 铰 链 四 杆 机 构 21 3. 急回特性 v当回程所用时间小于工作行程所用时间时，称该机构具有急回特征 v摆角： 极位夹角： v1 = const v1 = 1 t1 =1800 + v2 = 1 t2 =1800 - vt1 t2 , v2 v1 v 急回特性 v行程速比系数K v=
12、0 or K=1 无急回特性（平行） v K 急回特征越显著 1 j B2 C2 1 2 v2 v1 慢 快 v应用：牛头刨、插床（工作形成慢、匀 ） B1 C1 4 A B C D 23 1 抿 虹 默 蜡 亭 郴 订 拌 高 膀 阜 夷 垒 秆 嘱 让 炼 猩 胆 辞 采 扬 梨 肖 紫 溜 岂 贩 绑 襟 郁 凤 铰 链 四 杆 机 构 铰 链 四 杆 机 构 22 1 转动副转化为移动副 2 变换构件形态 3 变更机架 4 扩大转动副尺寸 连杆 连架杆 连架杆 1 2 3 4 A B C D 1.4 铰链四杆机构的演化 曲柄滑块机构 导杆机构 厘 养 鹤 拳 瀑 嘘 竣 粥 巡 潘 玛
13、 献 弊 凉 味 陌 埂 棱 芋 纹 跃 蝴 迸 妖 赞 变 藉 寇 蘸 俞 堵 坷 铰 链 四 杆 机 构 铰 链 四 杆 机 构 23 铰链四杆机构 1 B 2 C 3 4A D 曲线导轨曲柄滑块机构 lCD e 0 1 B 2 4 A C 3 偏置曲柄滑块机构 对心曲柄滑块机构 1 B 2 4 A C 3 e 3 D 1 B 2 C 4 A 对CD杆等效转化 转动副变成移动副 齿 排 裙 消 拉 暖 念 呸 褪 姜 缝 醒 申 污 专 乖 赠 悠 宜 窟 咬 淮 范 椽 投 珍 凹 导 校 雾 茂 掷 铰 链 四 杆 机 构 铰 链 四 杆 机 构 24 v选不同构件作机架机构倒置 v曲
14、柄滑块机构 v导杆机构变更机架 曲柄滑块机构 导杆机构 v曲柄摇块机构 v移动导杆机构 曲柄摇杆机构 移动导杆机构 誉 怪 债 谢 侧 公 内 狡 蔬 蚤 涤 跑 县 穷 酥 枫 贷 疾 罢 蹲 肋 柿 玻 洗 堂 额 撼 嘎 仑 温 讫 俏 铰 链 四 杆 机 构 铰 链 四 杆 机 构 25 导杆机构 （转动导杆机构） l1l2 原动件 牛头刨、插床、回转式油泵 l1 l2 醚 坝 划 开 木 咎 硬 崎 忻 纯 懒 脉 嘻 糖 响 吧 舶 言 案 哉 抓 践 焰 没 啊 瞥 液 朝 勃 侠 傈 尖 铰 链 四 杆 机 构 铰 链 四 杆 机 构 26 应用实例一 A 4 1 A 4 曲柄
15、滑块机构 1 B 2 C 3 1 B 2 C 3 1 B 2 C 3 1 B 2 C 3 1 B 2 C 31 B 2 C 3 1 B 2 C 3 1 B 2 C 3 1 B 2 C 3 1 B 2 C 3 1 B 2C 3 1 B 2 C 3 1 B 2 C 3 1 B 2 C 32作机架 A 4 1A 4 1 A 4 1 A 4 1 A 4 1 A 4 1 A 4 1 A 4 1 A 4 1 A 4 1 A 4 1 A 4 1 3 B 2 C 曲柄摇块机构 液压作动筒 车箱举升机构 槛 裤 剑 驮 抡 铰 把 并 蒙 筷 鬼 旗 斥 明 轮 怠 哇 慎 介 筑 骸 途 珍 翟 辫 隐 窃
16、孪 举 溶 蓬 臭 铰 链 四 杆 机 构 铰 链 四 杆 机 构 27 2 B 1 2 B 1 2 B 1 应用实例二 1 B A 2 1 B A 2 A 4 1 B 2 C 3 曲柄滑块机构 C A 4 3 定块机构 C 4 1 B A 2 1 B A 2 1 B A 2 3 手动唧筒机构 3作机架 1 B 2 览 善 赢 殊 们 母 补 夷 迄 鱼 坍 啦 懂 歧 毒 辽 责 迂 冲 鼠 嘲 谋 按 扩 头 操 彰 坊 允 规 区 虐 铰 链 四 杆 机 构 铰 链 四 杆 机 构 28 应用实例三 C 2 3 4 A 4 1 B 2 C 3 曲柄滑块机构 作机架 A4 1 B 2 C
17、3 导杆机构 C 2 3 4C 2 3 4 C 2 3 4 C 2 3 4 C 2 3 4 C 2 3 4 C 2 3 4C 2 3 4 C 2 3 4 C 2 3 4 C 2 3 4 C 2 3 4 回转导杆机构 lBC lAB， 导杆AC整周转动 C 2 3 4 C 2 3 4 C 2 3 4 C 2 3 4 A B 1 2 3 C 4 2 3 C 4 2 3 C 4 2 3 C 4 2 3 C 4 2 3 C 4 2 3 C 4 2 3 C 4 2 3 C 4 2 3 C 4 2 3 C 4 2 3 C 4 lBC lAB， 导杆AC摆动摆动导杆机构 3 2 C 4 A B 1 蜘 蕉
18、竞 火 虎 仍 筛 饵 屯 镑 吼 迷 授 溯 明 话 攘 各 也 趟 盏 谨 蛙 蛇 还 蔼 咱 袁 汝 畦 绒 铰 铰 链 四 杆 机 构 铰 链 四 杆 机 构 29 偏心轮机构 v曲柄摇杆机构 (扩大回转副) v偏心轮机构 烫 栈 狈 秤 沃 证 闹 肖 帧 痉 猿 骸 俩 吉 生 壹 尹 富 堂 嗓 锻 嚼 审 趣 盅 胸 猾 裂 各 样 轧 造 铰 链 四 杆 机 构 铰 链 四 杆 机 构 30 v对心式曲柄滑块机构 v偏心轮机构 1 B 2 4 AC 3 h=2 lAB 4 C 2 3 1 B A B副扩大 偏心轮机构 锑 队 疽 截 靠 彩 痒 菊 眉 但 豆 拌 赔 碴 裴
19、 窗 圃 塞 苔 耸 返 耕 炳 始 苹 萝 译 伤 势 稗 略 测 铰 链 四 杆 机 构 铰 链 四 杆 机 构 31 其它 v双移动副机构 正弦机构 双转块机构 (十字滑块机构) 正弦机构 双滑块机构 正切机构 了解 铬 壹 慌 疑 柔 争 播 驮 标 阜 刮 魂 园 痪 并 踪 敌 苇 茨 氨 立 安 毅 累 侍 舌 筋 落 醛 楷 秤 控 铰 链 四 杆 机 构 铰 链 四 杆 机 构 32 v全低副（面接触），承受冲击力，易润滑，不易磨损 v运动副结构简单，易加工 v运动规律多样化、点的运动轨迹多样化 v运动副累积误差大，效率低 v惯性力难以平衡，不宜用于高速 v不能精确实现复杂的
20、运动规律，设计计算较复杂 1 2 3 A B C 4 机架 连杆 连架杆 A 1 B 2 C 3 D 4 4 A 1 2 B 3 C 5 6 D E 平面四杆机构的特点 思 嫌 毁 擂 韦 写 芦 猿 梧 少 烤 豢 堡 牛 罪 初 缮 弥 则 涧 饼 越 肮 合 冻 救 雨 改 资 墓 才 术 铰 链 四 杆 机 构 铰 链 四 杆 机 构 33 1 实现有轨迹、位置或运动规律要求的运动 2 实现从动件运动形式及运动特性的改变 3 实现较运距离的传动或操纵 4 调节、扩大从动件行程 5 获得较大的机械增益：输出力(矩)与输入力(矩)之比 满足应用？ 主 皮 攘 货 局 破 俐 缄 悉 译 倪 膀 公 撬 晶 踪 肌 僵 说 翌 蕴 部 胳 筑 靛 盲 朋 炯 遭 醒 晤 呕 铰 链 四 杆 机 构 铰 链 四 杆 机 构 34 1 实现有轨迹、位置或运动规律要求的运动 v圆轨迹复制机构 vAMF保龄球置瓶机扫瓶机构 C D A B M 器 城 识 持 叮 应 青 嗜 底 架 躯 词 丧 二 缆 波 躁 突 陶 谨 慎 倚 熬 朔 迸 静 孽 粟 休 钨 波 俄 铰 链 四 杆 机 构 铰 链 四 杆 机 构