机械应用基础 教学课件 作者 万志坚 1_第四章 平面连杆机构.pptx

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1、第四章 平面连杆机构第四章 平面连杆机构第一节 铰链四杆机构及其演化第二节 平面四杆机构的基本运动特性第三节 平面四杆机构的设计第一节 铰链四杆机构及其演化一、铰链四杆机构的基本类型图4-1 铰链四杆机构第一节 铰链四杆机构及其演化图4-2 雷达天线俯仰机构第一节 铰链四杆机构及其演化1.曲柄摇杆机构图4-3 搅拌机构图第一节 铰链四杆机构及其演化图4-4 缝纫机踏板机构第一节 铰链四杆机构及其演化2.双曲柄机构图4-5 惯性筛中的铰链四杆机构图第一节 铰链四杆机构及其演化图4-6 平行四边形机构第一节 铰链四杆机构及其演化图4-7 机车车轮的平行四边形机构图

2、第一节 铰链四杆机构及其演化图4-8 天平机构第一节 铰链四杆机构及其演化图4-9 反平行四边形机构图第一节 铰链四杆机构及其演化图4-10 车门开闭机构第一节 铰链四杆机构及其演化3.双摇杆机构图4-11 鹤式起重机第一节 铰链四杆机构及其演化二、铰链四杆机构的演化通过用移动副取代转动副、变更杆件长度、变换机架和扩大转动副等途径,可以得到铰链四杆机构的其他演化型式。1.曲柄滑块机构2.导杆机构3.摇块机构和定块机构图4-12 曲柄滑块机构第一节 铰链四杆机构及其演化图4-13 曲柄滑块机构的演化图第一节 铰链四杆机构及其演化图4-14 摆动导杆机构第一节 铰

3、链四杆机构及其演化图4-15 自卸卡车第一节 铰链四杆机构及其演化图4-16 抽水唧筒第二节 平面四杆机构的基本运动特性一、铰链四杆机构的曲柄存在条件图4-17 铰链四杆机构曲柄存在的条件第二节 平面四杆机构的基本运动特性1)在曲柄摇杆机构中,曲柄是最短杆。2)最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆的长度之和。二、急回特性如图4⁃18所示的曲柄摇杆机构中,当曲柄AB为原动件并以角速度ω1作等速回转时,摇杆CD作往复变速摆动。图4-18 曲柄摇杆机构的急回特征第二节 平面四杆机构的基本运动特性三、压力角和传动角在生产中,不仅要求连杆机构能实现预定的运动规律,而

4、且希望运转轻便,效率高。图4-19 曲柄摇杆机构的压力角和传动角第二节 平面四杆机构的基本运动特性四、死点位置对于图4⁃18所示的曲柄摇杆机构,如以摇杆3为原动件,而曲柄1为从动件,则当摇杆摆到极限位置C1D和C2D时,连杆2与曲柄1共线,如不考虑构件的重量和惯性力和运动副中的摩擦力(以下论述均作此假设),则这时连杆加给曲柄的力将通过铰链中心A。图4-20 工件夹紧机构第二节 平面四杆机构的基本运动特性图4-21 按照给定的行程速比系数设计曲柄摇杆机构第三节 平面四杆机构的设计1.曲柄摇杆机构1)给定的行程速度变化系数K,按公式(4-8)求出极位夹角θ。2)选

5、定比例尺,任取固定铰链中心D的位置,按给定的摇杆长度lCD及摆角φ画出摇杆的两个极限位置C1D和C2D,则∠C1DC2=φ,C1D=C2D=lCD,如图4-21所示。3)连接C1和C2点,并过C2点作直线C1M垂直于C1C2。4)作∠C1C2N=90°-θ,C1M和C2N交于P点,则∠C1PC2=θ。第三节 平面四杆机构的设计5)作△C1PC2的外接圆,在圆上任取一点A作为曲柄的固定铰链中心,连接AC1和AC2,因同一圆弧上对应的圆周角相等,故∠C1AC2=∠C1PC2=θ。6)确定曲柄、连杆和摇杆的尺寸。第三节 平面四杆机构的设计图4-22 按照给定的行程速

6、比系数设计曲柄滑块机构第三节 平面四杆机构的设计2.偏置曲柄滑块机构1)由式(4-8)求出极位夹角θ:2)选定比例尺,画线段C1C2=H,并过C1点作直线C1M垂直于C1C2(见图4-22)。3)作∠C1C2N=90°-θ,C1M和C2N交于P点,则∠C1PC2=θ。4)作△C1PC2的外接圆,在圆外任取一点与C1和C2点连线的夹角都等于θ。5)作C1C2的平行线,并与C1C2的距离为e,此直线与△C1PC2的外接圆交点即为曲柄和机架的固定铰链中心A。第三节 平面四杆机构的设计6)用与曲柄摇杆机构相同的方法,确定曲柄和连杆的尺寸。图4-23 题4-1图第三节 

7、平面四杆机构的设计图4-24 脚踏砂轮的曲柄摇杆机构第三节 平面四杆机构的设计1)若此机构为曲柄摇杆机构,求lAB的最大值。2)若此机构为双曲柄机构,求lAB的最大值。3)若此机构为双曲柄机构,求lAB的最小值。4)若此机构为双摇杆机构,求lAB的数值。图4-25 题4-6图第三节 平面四杆机构的设计图4-26 题4-7图

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