第七章平面连杆机构ppt课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第七章 平面连杆机构,7,1,平面连杆机构的特点,7,2,铰链四杆机构的组成与分类,7,3,铰链四杆机构的基本性质,7,4,铰链四杆机构的演化,连杆机构应用举例,7,1,平面连杆机构的特点,平面连杆机构,由一些刚性构件用转动副和移动副相互连接而组成的,在同一平面或相互平行平面内运动的机构。,作用：,实现某些较为复杂的平面运动，在生产和生活中广泛用于动力的传递或改变运动形式。,港口起重机吊运货物是利用平面连杆机构中的双摇杆机构实现的,铲土机为了保证铲斗平行移动，防止泥土流出，采用了平面连杆机构,四杆机构,最常用的平面连杆机构，具有四个构件（包括机架）的低副机构。,平面铰链四杆机构,构件间用四个转动副相连的平面四杆机构，简称,铰链四杆机构,。,铰链四杆机构：,四根杆均用转动副连接。,滑块四杆机构：,杆件间的连接，除了转动副以外，构件,3,与,4,使用移动副连接。,7,2,铰链四杆机构的组成与分类,机架：,固定不动的构件,4,。,连杆：,不与机架直接相连的构件,2,。,连架杆：,与机架相连的构件,1,、,3,。,曲柄,摇杆,一、曲柄摇杆机构,二、双曲柄机构,三、双摇杆机构,曲柄,与机架用转动副相连，且能绕该转动副轴线作整周旋转的构件。,摇杆,与机架用转动副相连，但只能绕该转动副轴线摆动的构件。,曲柄机构,一、曲柄摇杆机构,曲柄摇杆机构,铰链四杆机构的两个连架杆中，其中一个是曲柄，另一个是摇杆。,曲柄摇杆机构,曲柄摇杆机构的应用,剪板机,雷达,汽车雨刷,缝纫机踏板,二、双曲柄机构,双曲柄机构,铰链四杆机构中两连架杆均为曲柄。,类型：,不等长双曲柄机构,平行双曲柄机构,反向双曲柄机构,不等长双曲柄机构,两曲柄长度不等的双曲柄机构。,不等长双曲柄机构,平行双曲柄机构,连杆与机架的长度相等且两个曲柄长度相等，曲柄转向相同的双曲柄机构。,平行双曲柄机构,反向双曲柄机构,连杆与机架的长度相等且两个曲柄长度相等，曲柄转向相反的双曲柄机构。,反向双曲柄机构,双曲柄机构的应用,惯性筛,天平,汽车车门启闭,三、双摇杆机构,铰链四杆机构中两连架杆均为摇杆。,机构两极限位置：,B,1,C,1,D,C,2,B,2,A,双摇杆机构,双摇杆机构的应用,电风扇摇头机构,起重机机构,7,3,铰链四杆机构的基本性质,一、曲柄存在条件,二、急回特性,三、死点位置,一、曲柄存在条件,1,最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其他两杆长度之和。,2,连架杆和机架中必有一杆是最短杆。,铰链四杆机构三种基本类型的判别方法,曲柄摇杆机构的条件：连架杆之一为最短杆,双曲柄机构的条件：机架为最短杆,双摇杆机构的条件：连杆为最短杆,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。,课前回顾,1,、说出下图四杆机构中的各部分名称,2,、按连架杆性质不同铰链四杆机构的分类是怎样的,【,例,1】,如图所示的铰链四杆机构，各杆的长度如图。试判断各铰链四杆机构的类型。,70,90,110,40,B,A,D,C,50,100,90,70,A,D,B,C,a) b),【,解,】,在图,a,中，由于,L,AD,+,L,BC,L,AB,+,L,CD,，有由于,AD,为机架，且为最短杆,，,根据铰链四杆机构类型的判断方法知：该机构为双曲柄机构。,在图,b,中，由于,L,BC,+,L,CD,L,AB,+,L,AD,，,又由于,AD,杆为机架，据铰链四杆机构类型的判断方法知：该机构为双摇杆机构。,【,例,2】,铰链四杆机构各杆的长度如图所示。欲使该机构称为双曲柄机构，试确定杆,BC,的取值范围。,70,120,40,B,A,D,C,铰链四杆机构,【,解,】,已知,AD,杆为机架，欲使该机构成为双曲柄机构，则应满足以 下条件：,（,1,）,BC,杆为最长杆时,，,L,AD,+,L,BC,L,AB,+,L,CD,即,40+70+120,L,BC,150,（,2,）,CD,杆为最长杆时，,L,AD +,L,CD,L,AB +,L,BC,即,40+12070+,L,BC,L,BC 90,BC,杆的取值范围为：,90,L,BC150,。,二、急回特性,曲柄摇杆机构中，,曲柄,AB,为,主动件,，作匀速回转运动，摇杆,CD,为从动件作往复摆动。,C,1,D,，,C,2,D,摇杆的两个极限位置,摆角,极位夹角：摇杆在两极限位置时，曲柄两位置间所夹的锐角称为极位夹角。,极位夹角,铰链四杆机构,当曲柄,AB,1,位置顺时针转到,AB,2,，摇杆由左极限位置,C,1,D,摆到右极限位置,C,2,D,，设经历的时间为,t,1,C,点的平均速度,曲柄再由,AB,2,位置回到,AB,1,位置时,摇杆自,C,2,D,摆回到,C,1,D,，设经历的时间为,t,2,，,C,点的平均速度,t,1,t,2,所以,v,2,v,1,。,v,1,=C,1,C,2,/t,1,v,2,=C,2,C,1,/t,2,摇杆摆回速度比摆去速度快的性质，称急回特性。,行程速度变化系数,铰链四杆机构有无急回运动特性取决于该机构有无极位夹角,三、压力角和传动角,压力角,作用在从动件之上的驱动力,F,与该力作用点绝对速度,V,c,之间所夹的锐角,称为压力角。,传动角,通常把压力角的余角,（即连杆和从动摇杆之间所夹的锐角）称为传动角。,F,C,2,B,1,B,C,1,C,B,2,D,A,a),F,D,C,1,A,b),D,C,1,B,2,A,c),曲柄摇杆机构的死点位置,曲柄摇杆机构,当,CD,摇杆,为,主动件,时,在曲柄与连杆共线的位置出现传动角,等于,0,的情况,即此时曲柄与连杆出现共线位置。,这时无论连杆,BC,对曲柄,AB,的作用力有多大,都不能使曲柄转动。机构的这种位置称为,死点位置。,摇杆处于右极限位置,C,2,D,时,连杆与从动件,(,曲柄,),的共线位置,C,2,B,2,A,。,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。,四杆机构中有无死点位置,取决于从动件是否与连杆共线。,对曲柄摇杆机构而言，当曲柄为主动件时，摇杆与连杆无共线位置，不出现死点。当摇杆为主动件时，曲柄与连杆共线位置的位置为死点位置。,死点位置的判断,对于传动机构，设计时必须考虑机构顺利通过死点位置的问题，如利用构件的惯性作用，使机构通过死点。工程上有时也利用死点位置提高机构工作的可靠性。,1,、对于铰链四杆机构，当满足构件长度和条件时，若取,( ),为机架，将得到曲柄摇杆机构。,A.,最短杆,B.,与最短杆相对的构件,C.,最长杆,D.,与最短杆相邻的构件,2,、曲柄摇杆机构，当,( ),时，机构处于死点位置。,A.,曲柄为原动件、曲柄与机架共线,B.,曲柄为原动件、曲柄与连杆共线,C.,摇杆为原动件、曲柄与机架共线,D.,摇杆为原动件、曲柄与连杆共线,3,、在曲柄摇杆机构中，当曲柄为原动件时，,( ),死点位置。,A.,有一个,B.,没有,C.,有两个,D.,有三个,复习思考题,4,、 对于铰链四杆机构，当满足杆长之和的条件时，若取,( ),为机架，将得到双曲柄机构。,A.,最短杆,B.,与最短杆相对的构件,C.,最长杆,D.,与最短杆相邻的构件,5,、曲柄摇杆机构，摇杆为原动件当,( ),时，机构处于极限位置。,A.,曲柄与机架共线,B.,曲柄与连杆共线,C.,摇杆与机架共线,D.,摇杆与连杆共线,6,、对于铰链四杆机构，当从动件的行程速比系数,( ),时，机构必有急回特性。,A.K0,B.K1 C.K1 D.K=1,7,、对于铰链四杆机构，当满足杆长之和的条件时，若取,( ),为机架，将得到双摇杆机构。,A.,最短杆,B.,与最短杆相对的构件,C.,最长杆,D.,与最短杆相邻的构件,8.,铰链四杆机构中，,a=60mm,b=150mm,c=120mm,d=100mm,。,(1),以,a,杆为机架得,( ),机构,;,(2),以,b,杆为机架得,( ),机构,;,(3),以,c,杆为机架得,( ),机构,;,(4),以,d,杆为机架得,( ),机构,.,7,4,铰链四杆机构的演化,一、曲柄滑块机构,二、导杆机构,一、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。,曲柄滑块机构的演化,偏心轮机构,曲柄滑块机构的应用,内燃机气缸,内燃机气缸,冲压机,滚轮送料机,二、导杆机构,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,。,摆动导杆机构,移动导杆机构,曲柄摇块机构,摆动导杆机构,牛头刨床主运动机构,摆动导杆机构,移动导杆机构,手动抽水机构,移动导杆机构,曲柄摇块机构,自卸汽车卸料机构,曲柄摇块机构,铰链四杆机构的演化,(1),了解常用铰链四杆机构、对心曲柄滑块机构、导杆机构的应用。,铰链四杆机构的演化形式,1 .,曲柄滑块机构,2 .,偏心轮机构,3 .,定块机构,4 .,摇块机构,5 .,导杆机构,铰链四杆机构的演化,铰链四杆机构,演化成其它形式铰链四杆机构,主要演化方法：,（,1,）将转动副变成移动副,（,2,）变换机架,构件间都是以转动副联接的,平面四杆机构，,曲柄摇杆,曲柄滑块的演变,插入动画,一,.,曲柄滑块机构,：,压力角,、传动角,:,偏置曲柄滑块机构,e,摇杆,3,的运动轨迹为圆弧,(,半径,l,3,),l,3,l,3,曲柄摇杆机构,对心曲柄滑块机构,将,l,3,无穷大,滑块,C(,直线,),曲柄滑块机构,C,e,铰链四杆机构,图,2-14,(,全,),转动副连接,各杆长不变,铰链四杆机构,曲柄滑块机构, 图,2-23 p.29,导杆机构,(,曲柄,AB,机架,),图,2-15.b,摇块机构,(,连杆,BC,机架,),图,2-15.C,扩大回转副,偏心轮机构,A,B,C,D,C,A,B,杆长,(,固定杆,),可变,移动副,(,一个,),定块机构,(,滑块,C,机架,),图,2-15.d,曲柄滑块机构,曲柄滑,块机构,(,变更机架,),1.,曲柄滑块机构,对心曲柄滑块机构,-,曲柄回转中心与滑块移动导路中心线无偏距。,偏置曲柄滑块机构,-,曲柄回转中心至滑块移动导路中心线存在垂直距离（即有偏距）。,1,、曲柄滑块机构,对心曲柄滑块机构,偏置曲柄滑块机构,2,、偏心轮机构,偏心轮机构,-,曲柄为偏心轮的机构。将转动副,B,的半径扩大至超过曲柄长度变成圆盘（即叫偏心轮、偏心轴），,偏心距,=,曲柄长度,应用：曲柄长度较短（制造安装难）场合曲柄销承受较大冲击载荷场合,破碎机、剪床、冲床,(,铰链四杆、曲柄滑块,),(,曲柄很短时偏心轮机构,),偏心距,=,=,曲柄长,铰链四杆、曲柄滑块机构,(,扩大回转副,),偏心轮机构,A,B,C,偏心轮机构,回转副,B (,半径,),曲柄长,AB,曲柄,A,B,C,e,2,、偏心轮机构：演示,a,滑块直线运动,偏心轮机构,滑块在环形槽中往复圆弧运动,2,、偏心轮机构：演示,b,3,、滑块、定块、摇块、导杆机构,曲柄滑块机构取不同的构件为机架：,a,）曲柄,滑块,机构（,4,导杆固定）,-,曲柄转动，滑块沿导杆移动,b,）,定块,机构（,3,滑块固定）,-1,往复摆动，导杆往复移动，如抽水机,c,）,摇块,机构（,2,固定）,-1,回转，,刀杆相对滑块移动，滑块摇动，,如自卸汽车,d,）,导杆,机构（,1,固定）,-2,主动，,滑块沿导杆移动，,如回转式液压泵,摇块机构,滑块,摆动,c,滑块为,固定,件,d,滑块,移动摆动,滑块,移动,曲柄滑块机构,C,A,B,C,A,B,C,A,B,C,A,B,曲柄滑块机构,导杆机构,摇块机构,定块机构,导杆机构,定块机构,一、滑块，摇块，定块机构,a,b,c,d,a,、曲柄滑块机构,b,、定块机构,定块机构,抽水机,N34-9 .avi,c,、摇块机构,自卸卡车翻斗机构,摇块机构,定块机构,二、导杆机构,曲柄滑块机构,(,曲柄机架,),导杆机构,当,机架曲柄,机架曲柄,最短最长杆其它两杆之和,转动导杆机构,摆动导杆机构,两连,曲柄 ？,架杆,摇杆 ？,机架邻,边,机架,最,短,杆在,双曲柄,转动,导杆机构,一个,曲柄,摆动,导杆机构, =0,d,、导杆机构,L,1,L,2,，导杆往复摆动,导杆机构,牛头刨床,牛头刨床机构,另,N34-7,牛头刨,.avi,动画：,N22-5,曲柄滑块,-,来回输送工件,.avi,应用实例,搬运机，将钢材送入加热炉。,5,、曲柄移动导杆机构,引线机构,本章小结,1,铰链四杆机构的基本类型。,2,铰链四杆机构各构件的名称。,3,铰链四杆机构基本形式的判定。,4,铰链四杆机构的基本性质。,5,导杆机构类型与应用。,