铰链四杆机构基本形式和特性

Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,CopyRight ZDJ,*,Click to edit Master title style,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,CopyRight ZDJ,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,CopyRight ZDJ,教学目标,了解平面四杆机构的基本类型、应用。,熟练掌握铰链四杆的类型的判断。,理解平面四杆的工作特性。,教学重点和难点,铰链四杆机构类型的判断。,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,CopyRight ZDJ,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,CopyRight ZDJ,3.1 铰链四杆机构的类型,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,CopyRight ZDJ,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,CopyRight ZDJ,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构基本形式和特性,CopyRight ZDJ,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,CopyRight ZDJ,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,CopyRight ZDJ,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式和特性,CopyRight ZDJ,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,CopyRight ZDJ,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,CopyRight ZDJ,图3-11车门启闭机构（,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,CopyRight ZDJ,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,CopyRight ZDJ,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,CopyRight ZDJ,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,CopyRight ZDJ,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,B,2,C,2,B,1,C,1,A,D,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本形式和特性,CopyRight ZDJ,B,2,C,2,B,1,C,1,A,D,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,=,180,t,1,m1,t,1,返回行程(快行程),2,=180,t,2,m2,t,2,结果比较,1,2,相等,t,1,t,2,相等,m1,0,K,1有急回特性，,K,急 回特 性越显著。,=0,K,=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杆机构基本形式和特性铰链四杆机构基本形式和特性,CopyRight ZDJ,1、压力角,从动件上的作用力,F,与该点速度,v,c,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,CopyRight ZDJ,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。,（）,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,CopyRight ZDJ,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,CopyRight ZDJ,(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,CopyRight ZDJ,(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,CopyRight ZDJ,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,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,CopyRight ZDJ,(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,CopyRight ZDJ,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形式和特性,CopyRight ZDJ,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,CopyRight ZDJ,、案例分析,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？（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,CopyRight ZDJ,案例分析,如图所示缝纫机踏板机构，已知,AB,=4,cm,、,AD,=11,cm,、,BC,=16,cm,，若