《平面四杆机构》PPT课件

第 六 章 常 用 机 构第 二 节 ： 平 面 四 杆 机 构学 习 目 标 ：1.掌 握 铰 链 四 杆 机 构 的 形 式2.掌 握 铰 链 四 杆 机 构 类 型 的 判 定3.了 解 铰 链 四 杆 机 构 的 演 化4.平 面 四 杆 机 构 的 基 本 特 性 任 务 一 铰 链 四 杆 机 构 的 形 式任 务 导 入 连 杆 机 构 应 用 举 例 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 （ 主 动 件 ） 往 复 摆 动 连 杆 曲 柄 （从 动 件 ） 带 动 带 轮 使 机 头 主 轴 连 续 转 动 。 缝 纫 机 踏 板 机 构 缝 纫 机 缝 纫 机 构 (一 ).基 本 概 念 ： 连 杆 机 构 ： 各 运 动 构 件 全 部 采 用 低 副 （ 铰 链 及 滑 轨 ）联 接 而 组 成 的 机 构 。 平 面 连 杆 机 构 ： 各 构 件 的 相 对 运 动 均 在 同 一 平 面 或 相互 平 行 的 平 面 内 运 动 的 连 杆 机 构 。 平 面 四 杆 机 构 ： 由 四 个 构 件 组 成 的 平 面 连 杆 机 构 。 铰 链 四 杆 机 构 ： 所 有 运 动 副 均 为 铰 链 的 四 杆 机 构 。 它是 平 面 四 杆 机 构 的 基 本 型 式 。 1） 低 副 连 接 ， 接 触 表 面 为 平 面 或 圆 柱 面 ， 压 强 小 ， 便 于 润滑 ， 磨 损 较 小 ， 寿 命 较 长 ， 适 合 传 递 较 大 动 力 ；2） 结 构 简 单 ， 加 工 方 便 ， 易 于 制 造 ， 易 于 获 得 较 高 的 运 动精 度 ；3） 连 杆 易 于 做 成 较 长 的 构 件 ， 可 实 现 较 远 距 离 的 操 控 ；4） 能 够 实 现 的 运 动 规 律 和 运 动 轨 迹 多 样 ；(二 ). 平 面 连 杆 机 构 的 特 点5） 传 动链 长 ，累 计 误差 大 ，难 于 实现 精 确运 动 。 （ 三 ） 、 铰 链 四 杆 机 构 的 组 成机 架 ： 固 定 不 动 的 构 件 4。连 架 杆 ： 与 机 架 相 连 的 构 件 1、 3。连 杆 ： 连 接 两 连 架 杆 的 的 构 件 （ 不 与 机 架 直 接 相 连 ） 。曲 柄 :与 机 架 用 转 动 副 相 连 ， 能 做 整 周 回 转 的 连 架 杆 。摇 杆 :与 机 架 用 转 动 副 相 连 ， 只 能 做 一 定 角 度 摆 动 的 连 架 杆 。 （ 四 ） 、 铰 链 四 杆 机 构 的 三 种 基 本 形 式 铰 链 四 杆 机 构 根 据 其 两 连 架 杆 运 动 形 式 的 不 同 （ 或 是否 存 在 曲 柄 ） 可 分 为 三 类 ： 曲 柄 摇 杆 机 构 、 双 曲 柄 机 构 、双 摇 杆 机 构1、 曲 柄 摇 杆 机 构 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 。 定 轴转 动 定 轴摆 动 应 用 案 例 ： 雷 达 天 线 、 搅 拌 机 、 缝 纫 机 。 缝 纫 机 的 脚 踏雷 达 天 线 曲 柄 为 主 动 件 ： 摇 杆 为 主 动 件 ： 搅 拌 机 机 构 功 能 ： 将 连 续 转 动 转 换 为 摆 动 ， 或 将 摆 动 转 换 为 连 续 转 动 。 返 回 2、 双 曲 柄 机 构 概 念 ： 在 铰 链 四 杆 机 构 中 ， 若 两 个 连 架 杆 均为 曲 柄 时 称 为 双 曲 柄 机 构 。 定 轴转 动 定 轴转 动 应 用 案 例 ： 惯 性 筛 机 构不 等 长 双 曲 柄 机 构 ： 曲 柄 1为 主 动 件 等 速 转 动 ， 曲 柄 3为 从 动 件 变 速 转 动 功 能 ： 将 等 速 转 动 转 换 为 不 等 速 同 向 转 动 。惯 性 筛 机 构 双 曲 柄 机 构 的 其 他 类 型 （ 1） 平 行 四 边 形 机 构 ： 两 相 对 构 件 互 相 平 行 ， 呈平 行 四 边 形 的 双 曲 柄 机 构 。 应 用 案 例 1： 单 盘 秤 机 构 等 单 盘 秤 机 构功 能 ： 将 等 速 转 动 转 换 为 等 速 同 向 转 动 。 应 用 案 例 2： 火 车 车 轮 联 动 装 置 等 该 机 构 为 机 车 驱 动轮 联 动 机 构 ， 是 利 用平 行 曲 柄 来 消 除 机 构死 点 位 置 的 运 动 不 确定 状 态 的 。 功 能 ： 将 等 速 转 动 转 换 为 等 速 同 向 转 动 。 （ 2） 逆 平 行 四 边 形 机 构 ： 两 个 曲 柄 长 度 相 等 转 向 相 么 ， 且连 杆 和 机 架 长 度 也 相 等 的 双 曲 柄 机 构 。 应 用 案 例 ： 公 共 汽 车 的 车 门 开 关 机 构 逆 平 行 四 边 形 机 构 公 共 汽 车 的 车 门 开 关 机 构 功 能 ： 将 等 速 转 动 转 换 为 等 速不 同 向 转 动 。 3、 双 摇 杆 机 构概 念 ： 铰 链 四 杆 机 构 的 两 个 连 架 杆 若 都 是 摇 杆 ， 则称 为 双 摇 杆 机 构 。 双 摇 杆 机 构 应 用 案 例 ： 港 口 鹤 式 起 重 机 、 汽 车 转 向 机 构 、 电 风扇 摇 头 机 构 、 飞 机 起 落 架 等 机 构 。 电 风 扇 摇 头 机 构 汽 车 前 轮 转 向 机 构功 能 ： 将 一 种 摆 动 转 换 为 另 一 种 摆动 。 1、 铰 链 四 杆 机 构 存 在 曲 柄 的 条 件 机 构 中 是 否 存 在 曲 柄 （ 相 邻 构 件 能 否 相 对转 整 周 ） ， 由 各 构 件 长 度 间 的 关 系 决 定 。llll minmax 任 务 二 铰 链 四 杆 机 构 类 型 的 判 定曲 柄 存 在 条 件 （ 2） 最 短 构 件 条 件 ： 连 架杆 与 机 架 中 必 有 一 杆 为最 短 构 件 。 （ 1） 长 度 和 条 件 ： 机 构 中 最 短 构 件 与 最 长构 件 长 度 之 和 小 于 或 等 于 其 余 两 构 件 长 度之 和 ， 即 2、 利 用 存 在 曲 柄 的 条 件 判 断 铰 链 四 杆 机 构 三 种 基 本 类 型（ 1） 首 先 要 满 足 长 度 和 条 件 llll minmax1） 若 以 最 短 构 件 相 邻 边 为 机 架 时 ， 机 构 为 曲 柄 摇 杆 机 构 ；2） 若 以 最 短 构 件 为 机 架 ， 则 机 构 为 双 曲 柄 机 构 ；3） 若 以 最 短 构 件 对 边 为 机 架 ， 则 机 构 为 双 摇 杆 机 构 。 动 画 演 示 曲 柄 存 在 的 三 种 类 型 ： 当 最 长 杆 与 最 短 杆 长 度 之 和 大 于 其 余 两 杆 长 度 之和 时 ， 无 论 取 哪 一 杆 件 为 机 架 ， 机 构 均 为 双 摇 杆 机 构 。 （ 2） 不 满 足 长 度 和 条 件 ， 即 llll minmax 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 ？ 作 业 ： 如 图 所 示 的 铰 链 四 杆 机 构 ABCD中 ， 已 知 各 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 ？ 任 务 三 铰 链 四 杆 机 构 的 演 化 实 际 机 械 中 ， 仅 用 铰 链 四 杆 机 构 的 三 种 基 本 型 式 ， 难 以满 足 需 要 ， 所 以 在 基 本 型 式 上 进 行 演 化 ， 得 到 一 些 机 构 比 如 ：曲 柄 滑 块 机 构 、 导 杆 机 构 （ 含 有 一 个 移 动 副 的 四 杆 机 构 ）1、 曲 柄 滑 块 机 构 曲 柄 滑 块 机 构 是 具 有 一 个 曲 柄 和 一 个 滑 块 的 平面 四 杆 机 构 ， 是 由 曲 柄 摇 杆 机 构 演 化 而 来 的 。 回 转 副 演 化 成 移 动 副 曲 柄 滑 块 机 构 的 应 用l 内 燃 机 气 缸 l 冲 压 机 曲 柄 滑 块 机 构 取 不 同 的 构 件 为 机 架 得 到 摇 杆 滑 块 机 构 曲 柄 摇 块 机 构 导 杆 机 构 （ 曲 柄 转 动 导 杆 机 构 和 曲 柄 摆 动 导 杆机 构 ） 2、 摇 杆 滑 块 机 构 该 机 构 是 通 过 将 曲 柄 滑 块 机 构 中 的 滑块 固 定 而 演 化 得 出 ， 它 可 把 主 动 件 的回 转 或 摆 动 转 化 为 导 杆 相 对 于 滑 块 的往 复 移 动 。 摇 杆 滑 块 机 构 应 用 实 例手 压 唧 筒 3、 曲 柄 摇 块 机 构 该 机 构 是 通 过 将 曲 柄 滑 块 机 构 中 的 连 杆 固 定 而 演 化 得 出 ，它 可 把 主 动 件 的 匀 速 回 转 运 动 转 化 为 导 杆 相 对 于 滑 块 的 往 复移 动 并 随 滑 块 摆 动 的 形 式 。 曲 柄 摇 块 机 构 应 用 实 例 自 卸 汽 车 卸 料 机 构 转 动 导 杆 机 构(1)、 曲 柄 转 动 导 杆 机 构 将 曲 柄 的 连 续 转 动 转 化 为导 杆 的 转 动 或 摆 动 。该 机 构 是 通 过 将 曲 柄 滑 块 机 构 中 的 曲 柄 固 定 演 化 而 成 ， 它 可 将 主动 件 的 匀 速 回 转 转 化 为 导 杆 的 非 匀 速 摆 动 ， 且 具 有 急 回 特 性 。 导 杆 是 机 构 中 与 另 一 运 动 构 件 组 成 移 动 副 的 构 件 。 连 架杆 中 至 少 有 一 个 构 件 为 导 杆 的 平 面 四 杆 机 构 称 为 导 杆 机 构 。 利 用 摆 动 导 杆 机 构 的 急 回 特 性 使 插 刀 快 速 退 回 ， 以 提 高 工 作 效 率 。 曲 柄 移 动 导 杆 机 构 应 用 实 例 -插 床 (2)曲 柄 摆 动 导 杆 机 构 该 机 构 具 有 急 回 运 动 性 质 ， 且 其 传 动 角 始终 为 90度 ， 具 有 最 好 的 传 力 性 能 ， 常 用 于牛 头 刨 床 、 插 床 和 送 料 装 置 中 。 曲 柄 摆 动 导 杆 机 构 应 用 实 例牛 头 刨 床 主 运 动 机 构 （ 3） 牛 头 刨 床 该 机 构 具 有 急 回 运 动 性 质 ， 且 其 传 动 角始 终 为 90度 ， 具 有 最 好 的 传 力 性 能 ， 常用 于 牛 头 刨 床 、 插 床 和 送 料 装 置 中 。 转 / 摆 动 导 杆 机 构 区 分 ： AC AB转 动 导 杆 机 构 摆 动 导 杆 机 构 5、 偏 心 轮 机 构 （ 1） 在 曲 柄 滑 块 机 构 或 其 他 含 有 曲 柄 的 四 杆 机 构 中 ， 当 曲 柄 长度 很 短 时 ， 由 于 存 在 结 构 设 计 困 难 ， 工 程 中 常 将 曲 柄 设 计 成 偏 心 轮 或偏 心 轴 的 形 式 。 （ 2） 目 的 ： 不 仅 克 服 了 结 构 设 计 问 题 ， 而 且 还 提 高 了 偏 心 轴 的 强度 和 刚 度 。 曲 柄 为 偏 心 轮 结 构 的 连 杆 机 构 称 为 偏 心 轮 机 构 。1-偏 心 轮2-连 杆 3-滑 块4-机 架 偏 心 轮 该 机 构 本 质 上 是 曲 柄 滑 块 机 构 ， 偏 心 轮 的 回 转 中 心 A到它 的 几 何 中 心 B之 间 的 距 离 叫 偏 心 距 ， 即 曲 柄 长 度 。 这种 机 构 常 用 于 冲 床 、 剪 床 及 润 滑 油 泵 中 。 起 重 机 急 回 产 生 : 1、 急 回 特 性 极 位 夹 角 摇 杆 在 C1D和 C2D两 极 限 位 置 时 ， 曲 柄与 连 杆 共 线 ， 对 应 两 位 置 所 夹 的 锐 角 ， 用 表 示 。 急 回 特 性 ： 空回 行 程 时 的 平 均 速度 大 于 工 作 行 程 时的 平 均 速 度 。 急 回 特 性 与 死 点 位 置任 务 四 平 面 四 杆 机 构 的 基 本 特 性 极 位 夹 角 越 大 ， 机 构 的 急 回 特 性 越 明 显 。急 回 特 性 的 应 用 缩 短 非 工 作 时 间 ， 提 高 生 产 率 。 2、 死 点 位 置 摇 杆 处 于 左 极 限位 置 C1D时 ,连 杆 与 从动 件 (曲 柄 )的 共 线 位置 C1A B1。 摇 杆 处 于 右 极 限 位 置C2D时 ,连 杆 与 从 动 件 (曲 柄 )的 共 线 位 置 C2B2A。 夹 具 机 构飞 机 起 落 架 机 构 死 点 在 实 践 中 的 应 用死 点 的 利 用 ： 飞 机 起 落 架 和 钻 床 夹 紧 机 构 两 个 实 例 ，了 解 死 点 在 生 活 中 有 益 的 一 面 。 死 点 位 置 的 应 用 工 件 夹 紧 后 ， BCD成 一 直 线 ， 撤 去 外 力 F 之 后 ， 机构 在 工 件 反 弹 力 T 的 作 用 下 ， 处 于 死 点 位 置 。 即 使 反 弹力 很 大 ， 工 件 也 不 会 松 脱 ， 使 夹 紧 牢 固 可 靠 。 弊 ： 机 构 有 死 点 ， 从 动 件 出 现 卡 死 或 运 动 方 向 不 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