《机械设计基础 教学课件 ppt 作者 汪金营 第五章 平面连杆机构》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械设计基础 教学课件 ppt 作者 汪金营 第五章 平面连杆机构（54页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、机械设计基础,主编,第五章 平面连杆机构,1.理解运动副和机构自由度的概念，掌握平面机构运动简图的绘制方法，掌握平面机构自由度的计算方法。 2.掌握平面连杆机构的特点及其应用范围。 3.掌握平面四杆机构的基本类型及其演化。 4.掌握曲柄存在的条件，了解压力角、传动角、死点、急回特性等概念。 5.了解平面四杆机构的应用。 1.平面机构运动简图的绘制方法。 2.平面机构自由度的计算。 3.平面四杆机构中曲柄存在的判别。 第一节 平面机构的运动简图和自由度 第二节 平面连杆机构的组成、类型及其应用,第五章 平面连杆机构,图5-1 雷达天线俯仰角调整机构的原理图,第五章 平面连杆机构,图5-2 缝纫机
2、脚踏机构,第一节 平面机构的运动简图和自由度,一、平面运动副 1.运动副的定义及分类 (1)按照相对运动的形式分类 构成运动副的两个构件之间的相对运动若是平面运动则为平面运动副，若为空间运动则称为空间运动副，两个构件之间只做相对转动的运动副被称为转动副，两个构件之间只做相对移动的运动副称为移动副。 (2)按照接触部分的几何形状分类 可以分为圆柱副、平面与平面副、球面副、螺旋副等。 (3)按照运动副的接触形式分类 低副和高副。 1)低副，面和面接触的运动副在接触部分的压强较低，被称为低副。,第一节 平面机构的运动简图和自由度,2)高副，两构件通过点接触或线接触形成的运动副称为高副，如图5-5所示
3、。,图5-3 移动副,第一节 平面机构的运动简图和自由度,图5-4 转动副,第一节 平面机构的运动简图和自由度,图5-5 高副 a)凸轮副 b)齿轮副,第一节 平面机构的运动简图和自由度,2.平面运动副的表示方法 1)两构件组成移动副的表达方法如图5-6所示，其导路必须与相对移动方向一致。,图5-6 移动副的表达方法,第一节 平面机构的运动简图和自由度,2)两构件组成转动副时，其表达方法如图5-7所示。 3)高副，用符号表示高副时，一般需把两构件在接触点处的曲线轮廓画出。,图5-7 转动副的表达方法 a)图面垂直于回转轴线 b)图面不垂直于回转轴线,二、平面机构运动简图,第一节 平面机构的运动
4、简图和自由度,1.平面机构运动简图的定义,图5-8 平面高副的表达方法,第一节 平面机构的运动简图和自由度,2.构件的分类及表示方法 (1)固定件 固定件也称机架，是用来支承活动构件的构件。 (2)主动件 主动件是运动规律已知的活动构件。 (3)从动件 从动件是由主动件的运动规律及机构中运动副的类型以及运动副之间的相对位置限定其运动的构件。,图5-9 颚式破碎机动颚,第一节 平面机构的运动简图和自由度,图5-10 构件的简化 a)移动副 b)简化的移动副,第一节 平面机构的运动简图和自由度,图5-11 构件的一般表达方法 a)两个转动副 b)一个移动副和一个转动副 c)三个转动副不共线 d)三
5、个转动副共线 e)固定构件,3.平面机构运动简图的绘制,第一节 平面机构的运动简图和自由度,1)分析机构的运动，判别构件的类型，找出固定件(机架)、主动件与从动件。 2)从主动件开始，按照运动的传递顺序分析各构件之间相对运动的性质，确定运动副的类型。 3)合理选择视图平面。 4)选择能充分反映机构运动特性的瞬时位置。 5)选择合适的比例尺，定出各运动副之间的相对位置，用特定符号绘制机构运动简图。 例5-1 绘出图5-12所示压力机机构的运动简图。 解 选取适当比例，从机架9与主动件1连接的运动副O开始，按照运动与动力传递的路径及相对位置关系依次画出各运动副和构件，即得到如图5-13所示的压力机
6、机构的运动简图。,第一节 平面机构的运动简图和自由度,图5-12 压力机机构,第一节 平面机构的运动简图和自由度,图5-13 压力机机构的运动简图,三、平面机构的自由度,第一节 平面机构的运动简图和自由度,1.自由度的定义,图5-14 平面的构件的自由度,第一节 平面机构的运动简图和自由度,2.平面机构具有确定运动的条件,图5-15 平面四杆机构,第一节 平面机构的运动简图和自由度,图5-16 五杆铰链机构,3.平面机构自由度的计算,第一节 平面机构的运动简图和自由度,例5-2 计算图5-15所示的平面四杆机构和图5-16所示的五杆铰链机构的自由度。 解 图5-15中n=3 PL=4 PH=0
7、 4.计算平面机构自由度的注意事项 1)复合铰链，由两个以上构件组成两个或更多个共轴线的转动副，即为复合铰链，如图5-17a所示，为三个构件在A处构成复合铰链。 例5-3 计算图5-18所示惯性筛机构的自由度。,第一节 平面机构的运动简图和自由度,图5-17 复合铰链 a)主视图 b)侧视图,第一节 平面机构的运动简图和自由度,图5-18 惯性筛机构简图,解 C处为复合铰链，则,第一节 平面机构的运动简图和自由度,2)局部自由度,机构中常出现一种与输出构件运动无关的自由度，称为局部自由度或多余自由度，如图5-19所示。,图5-19 局部自由度 a)不考虑局部自由度影响 b)考虑局部自由度影响,
8、第一节 平面机构的运动简图和自由度,3)虚约束，在运动副引入的约束中，有些约束对机构自由度的影响是重复的。,图5-20 运动轨迹重合引入虚约束 a)不考虑虚约束影响 b)考虑虚约束影响,第二节 平面连杆机构的组成、类型及其应用,一、平面连杆机构的组成 平面连杆机构是由若干个构件用低副连接形成的平面机构，又称为平面低副机构。,二、平面四杆机构的基本类型及应用,1.曲柄摇杆机构 2.双曲柄机构 3.双摇杆机构,二、平面四杆机构的基本类型及应用,图5-21 平面四杆机构,1.曲柄摇杆机构,2.双曲柄机构,图5-22 惯性筛机构,2.双曲柄机构,1.tif,2.双曲柄机构,5Z23.TIF,2.双曲柄
9、机构,图5-23 平行四边形机构图,3.双摇杆机构,图5-24 反向双曲柄机构,3.双摇杆机构,图5-25 鹤式起重机中的双摇杆机构,三、平面四杆机构的演化形式及应用,1.曲柄滑块机构 2.导杆机构 3.移动导杆机构 4.摆动导杆滑块机构,1.曲柄滑块机构,图5-26 曲柄摇杆机构演化成曲柄滑块机构 a)曲柄摇杆机构 b)杆件3增至无限长 c) 对心曲柄滑块机构 d)偏心曲柄滑块机构,1.曲柄滑块机构,图5-27 曲柄滑块机构在 冲床中的应用,2.导杆机构,图5-28 曲柄滑块机构演化成导杆机构 a)曲柄滑块机构 b)曲柄转动导杆机构 c)移动导杆机构 d)摆动导杆滑块机构,4.摆动导杆滑块机
10、构,图5-29 曲柄转动导杆机构在 小型刨床机构中的应用,4.摆动导杆滑块机构,图5-30 抽水唧筒,4.摆动导杆滑块机构,图5-31 曲柄摆动导杆机构 在电器开关中的应用,4.摆动导杆滑块机构,图5-32 汽车自动卸料机构,第三节 平面四杆机构的基本特性,一、平面四杆机构类型的判断 二、平面四杆机构的运动特性 一、填空题 二、选择题 三、分析计算题,一、平面四杆机构类型的判断,1.平面四杆机构中存在曲柄的条件 1)最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和。 2)最短杆是连架杆或机架。 2.平面四杆机构类型判断的法则 1)当最短杆为连架杆时，该机构是曲柄摇杆机构。 2)当最短杆为机架时
11、，该机构是双曲柄机构。 3)当最短杆为连杆时，该机构是双摇杆机构。,二、平面四杆机构的运动特性,1.急回特性,图5-33 曲柄摇杆机构的急回特性,二、平面四杆机构的运动特性,图5-34 曲柄摇杆机构 的压力角和传动角,二、平面四杆机构的运动特性,2.压力角与传动角 3.死点(止点),图5-35 零件夹紧机构 a)未夹紧状态 b)夹紧状态,1.机构自由度如何计算？计算时应注意什么问题？ 2.局部自由度的作用是什么？虚约束的作用是什么？,二、平面四杆机构的运动特性,3.铰链四杆机构可以通过那几种方式演变成其他类型的四杆机构？试说明曲柄摇杆机构是如何演化而来的？ 4.双摇杆机构的四个构件长度应满足什
12、么条件？ 5.什么是连杆机构的压力角、传动角？它们的大小对连杆机构的工作有什么影响？偏置曲柄滑块机构的最小传动角 1.以汽车和摩托车为例说明机器由哪几部分组成？各部分有何功用？ 2.试举出生活中、生产中运用转动副、移动副的两个实例。 3.试举出三种类型的铰链四杆机构的应用实例，各有什么特点？ 4.举例说明死点状态在工程上的应用？工程上如何克服死点状态？ 1.机构具有确定的相对运动的条件是：机构的自由度必须大于零，并且机构的主动构件数目与机构的自由度数目相等。,二、平面四杆机构的运动特性,2.平面机构自由度的计算公式为F = 3n- 2PL-PH，了解各个参数的意义和确定方法，并考虑到复合铰链、局部自由度和虚约束对计算结果的影响。 3.平面四杆机构的基本类型有曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。 1)连架杆与机架中必有一个是最短杆。 2)最短杆与最长杆长度之和必小于或等于其余两杆长度之和。 4.行程速比系数K与机构极位夹角的关系是,一、填空题,二、选择题,三、分析计算题,题5-19图,三、分析计算题,1)若此机构为曲柄摇杆机构，且AB为曲柄，求lAB的最大值。 2) 若此机构为双曲柄机构,求lAB最大值。 3)若此机构为双摇杆机构，求lAB的数值。,题5-20、题5-21图,
