任務(wù)八 常用機構(gòu)20141216課件

1、任務(wù)八任務(wù)八 常用機構(gòu)常用機構(gòu)所有構(gòu)件均在同一平面或在幾個所有構(gòu)件均在同一平面或在幾個相互平行的平面內(nèi)運動相互平行的平面內(nèi)運動機構(gòu)機構(gòu)平面機構(gòu)平面機構(gòu)空間機構(gòu)空間機構(gòu)構(gòu)件、運動副與平面機構(gòu)構(gòu)件、運動副與平面機構(gòu)至少有兩個構(gòu)件能在三維空間中相至少有兩個構(gòu)件能在三維空間中相對運動。對運動。定義: 兩個構(gòu)件直接接觸并能產(chǎn)生一定相對運動的可動連接。如軸承與軸頸、滑塊與導軌、齒輪與齒輪等。運動副構(gòu)件機構(gòu)要素要素構(gòu)件系統(tǒng)1 運動副及其分類要點：要點：a a）兩個構(gòu)件）兩個構(gòu)件 b b）直接接觸）直接接觸 c c）有相對運動）有相對運動 三個條件缺一不可。三個條件缺一不可。 運動副元素: 構(gòu)件直接接觸構(gòu)成的

2、運動副表面。為點、線、面形式。運動副的分類按運動副元素接觸情況的不同高副低副低副：運動副元素為面接觸。固定鉸鏈轉(zhuǎn)動副(1) 轉(zhuǎn)動副：只允許兩構(gòu)件作相對轉(zhuǎn)動，又稱作鉸鏈。 活動鉸鏈轉(zhuǎn)動副(2) (2) 移動副：只允許兩構(gòu)件作相對移動。移動副：只允許兩構(gòu)件作相對移動。 點接觸點接觸高副：運動副元素為以點或線接觸凸輪副凸輪副 線線接接觸觸齒輪副齒輪副空間運動副空間運動副若兩構(gòu)件之間的相對運動均為空間運動，則稱為空間運動副。若兩構(gòu)件之間的相對運動均為空間運動，則稱為空間運動副。螺旋副螺旋副球面副球面副將運動鏈的某一構(gòu)件固定，使之有確定運動。運動鏈機構(gòu)。機構(gòu)機構(gòu)機架原動件從動件固定構(gòu)件按給定運動規(guī)律獨立

3、運動的構(gòu)件。其余活動構(gòu)件，其活動取決于原動件的運動規(guī)律及機構(gòu)的組成情況。2 構(gòu)件（1）具有轉(zhuǎn)動副的構(gòu)件（2）具有移動副和轉(zhuǎn)動副的構(gòu)件 運用國際規(guī)定的簡單符號和線條代表運動副和構(gòu)件，并按一定比例尺表示機構(gòu)各構(gòu)件間相對運動關(guān)系的簡圖。注：機構(gòu)運動簡圖與實際機構(gòu)有相同的運動特征。機構(gòu)示意圖：是用特定的構(gòu)件和運動副符號表示機構(gòu)的一種簡化示意圖，僅著重表示結(jié)構(gòu)特征。（不需按比例）定義：定義：一、運動副的表示方法1、轉(zhuǎn)動副（鉸鏈）3 平面機構(gòu)運動簡圖 2、移動副兩構(gòu)件組成移動副，兩構(gòu)件組成移動副，其導路必須與相對移其導路必須與相對移動方向一致。動方向一致。 3、高副 運動簡圖中應(yīng)畫出兩構(gòu)件接觸處的曲線輪廓

4、，對于凸輪、滾子，習慣劃出其全部輪廓；對于齒輪，常用點劃線劃出其節(jié)圓。慣用畫法（GB4460-84機構(gòu)簡圖符號）構(gòu)件用直線或小方塊等來表示，畫有斜線的表示機架。構(gòu)件用直線或小方塊等來表示，畫有斜線的表示機架。實例：電動機電動機帶傳動帶傳動偏心軸轉(zhuǎn)動偏心軸轉(zhuǎn)動 動顎板擺動，與定動顎板擺動，與定顎板一起壓碎物料顎板一起壓碎物料工作原理：工作原理：1、工作原理1 機架2 曲軸（原動件）3 動顎4 肘板2、運動副機架機架1 1肘板肘板4 4動顎動顎3 3曲軸曲軸2 21與2在A回轉(zhuǎn)副2和3 在B回轉(zhuǎn)副3與4在C回轉(zhuǎn)副4與1在D回轉(zhuǎn)副A AB BC C3、選擇投影面4、比例尺1：1D DA AB BC

5、CD D1 12 23 34 4平面四桿機構(gòu)：平面四桿機構(gòu)： 全部用轉(zhuǎn)動副相連的鉸鏈四桿機構(gòu)。全部用轉(zhuǎn)動副相連的鉸鏈四桿機構(gòu)。它是平面四桿機構(gòu)的基它是平面四桿機構(gòu)的基本型式之一，其它型式的四桿機構(gòu)可看作是在它的基礎(chǔ)上通過演本型式之一，其它型式的四桿機構(gòu)可看作是在它的基礎(chǔ)上通過演化而成的。化而成的。6-2 6-2 平面四桿機構(gòu)平面四桿機構(gòu) 平面連桿機構(gòu)：由若干構(gòu)件和低副組成的平面機構(gòu)平面連桿機構(gòu)：由若干構(gòu)件和低副組成的平面機構(gòu)連桿機構(gòu)：可以實現(xiàn)預期的運動規(guī)律及位置、軌跡等要求。連桿機構(gòu)：可以實現(xiàn)預期的運動規(guī)律及位置、軌跡等要求。連桿機構(gòu)連桿機構(gòu)用低副聯(lián)接構(gòu)件組成的機構(gòu)，又稱低副機構(gòu)。用低副聯(lián)接構(gòu)

6、件組成的機構(gòu)，又稱低副機構(gòu)。機架：機架：機構(gòu)的固定構(gòu)件；機構(gòu)的固定構(gòu)件；連桿：連桿：不直接與機架連接的構(gòu)件；不直接與機架連接的構(gòu)件；連架桿：連架桿：與機架用轉(zhuǎn)動副相連接的構(gòu)件；與機架用轉(zhuǎn)動副相連接的構(gòu)件；連架桿可分為：連架桿可分為： 曲柄：曲柄：能繞機架作整周轉(zhuǎn)動的連架桿；能繞機架作整周轉(zhuǎn)動的連架桿； 搖桿：搖桿：只能繞機架作小于只能繞機架作小于360的某一角度擺動的連架桿。的某一角度擺動的連架桿。 1、鉸鏈四桿機構(gòu)的組成、鉸鏈四桿機構(gòu)的組成 1）定義：由）定義：由4個桿件通過鉸鏈（轉(zhuǎn)動副）鏈接而成的機構(gòu)。個桿件通過鉸鏈（轉(zhuǎn)動副）鏈接而成的機構(gòu)。 2）組成：機架、連架桿（曲柄或搖桿）、連桿。）

7、組成：機架、連架桿（曲柄或搖桿）、連桿。任務(wù)一：找出下列三個機構(gòu)中的機架、連架桿和連桿任務(wù)一：找出下列三個機構(gòu)中的機架、連架桿和連桿 圖圖1 圖圖2 圖圖3機架：機架：連架桿：連架桿：連桿：連桿：機架：機架：連架桿：連架桿：連桿：連桿：機架：機架：連架桿：連架桿：連桿：連桿：4560、9090100、1208580、100655060DABC搖搖桿桿機架機架搖桿搖桿連桿連桿雙搖桿機構(gòu)雙搖桿機構(gòu)DABC曲柄曲柄機架機架曲柄曲柄連桿連桿雙曲柄機構(gòu)雙曲柄機構(gòu)曲柄搖桿機構(gòu)曲柄搖桿機構(gòu)DABC搖桿搖桿機架機架 曲柄曲柄連桿連桿2 2、鉸鏈四桿機構(gòu)的形式、鉸鏈四桿機構(gòu)的形式在鉸鏈四桿機構(gòu)中，在鉸鏈四桿機構(gòu)

8、中，按連架桿能否作整周轉(zhuǎn)動，按連架桿能否作整周轉(zhuǎn)動，可將鉸鏈四桿機可將鉸鏈四桿機構(gòu)分為：構(gòu)分為：曲柄存在的條件：曲柄存在的條件： （1）桿長之和條件：最短桿與最長桿長度之和小于或）桿長之和條件：最短桿與最長桿長度之和小于或等于其它兩桿長度之和。等于其它兩桿長度之和。（2）最短桿條件：連架桿和機架中必有一桿是最短桿。）最短桿條件：連架桿和機架中必有一桿是最短桿。注意：鉸鏈四桿機構(gòu)必須滿足四構(gòu)件組成的封閉多注意：鉸鏈四桿機構(gòu)必須滿足四構(gòu)件組成的封閉多邊形條件：邊形條件：最長桿的桿長最長桿的桿長 其余三桿長度之和。其余三桿長度之和。你會判斷由不同桿作機架時四桿機構(gòu)屬于你會判斷由不同桿作機架時四桿機構(gòu)

9、屬于哪種機構(gòu)么？哪種機構(gòu)么？雙搖桿機構(gòu)雙搖桿機構(gòu)曲柄搖桿機構(gòu)曲柄搖桿機構(gòu)雙搖桿機構(gòu)雙搖桿機構(gòu)雙曲柄機構(gòu)雙曲柄機構(gòu)cbda 以最短桿相鄰桿為機架以最短桿相鄰桿為機架以與最短桿相對的桿為機架以與最短桿相對的桿為機架以最短桿為機架以最短桿為機架NY)(dcbadcba長度、課堂練習課堂練習 1、如圖1中，若a250mm，b600mm， c400mm，d550mm，取桿a為機架 時可得什么機構(gòu)；取桿b為機架時可得什 么機構(gòu)；取桿c為機架可得什么機構(gòu)？2、如圖2所示鉸鏈四桿機構(gòu)中，已知AB 130mm，BC150mm，CD175mm， AD200mm，若取AD為機架，試判斷此 機構(gòu)屬于哪一種類型？圖圖1

10、圖圖2解：解：1、ab850 cd950 2、確定機構(gòu)類型、確定機構(gòu)類型 桿桿b為機架：最短桿為機架：最短桿a為連架桿，則可得到為連架桿，則可得到曲柄搖桿機構(gòu)；曲柄搖桿機構(gòu)； 桿桿c為機架：最短桿為機架：最短桿a為連桿，則可得到為連桿，則可得到雙搖桿機構(gòu)。雙搖桿機構(gòu)。課堂練習（校對）課堂練習（校對） 1、左圖中，若a250mm，b600mm， c400mm，d550mm，取桿a為機架 時可得什么機構(gòu)；取桿b為機架時可得什 么機構(gòu)；取桿c為機架可得什么機構(gòu)？桿桿a為機架：最短桿為機架：最短桿a 自身為機架，則可得到自身為機架，則可得到 雙曲柄機構(gòu)；雙曲柄機構(gòu)；2、如圖所示鉸鏈四桿機構(gòu)中， 已知A

11、B130mm，BC150mm， CD175mm，AD200mm，若取 AD為機架，試判斷此機構(gòu)屬于哪一 種類型？解：1、判斷是否滿足桿長條件： ABAD330 BCCD325則不滿足桿長條件，所以此機構(gòu)為雙搖桿機構(gòu)雙搖桿機構(gòu)課堂練習課堂練習一、曲柄搖桿機構(gòu)一、曲柄搖桿機構(gòu) 兩個連架桿中，兩個連架桿中，一個為曲柄，另一個為搖桿，一個為曲柄，另一個為搖桿，則此鉸鏈四桿機構(gòu)稱為曲柄搖桿機構(gòu)。則此鉸鏈四桿機構(gòu)稱為曲柄搖桿機構(gòu)。 曲柄曲柄1為原動件，作勻速轉(zhuǎn)動；搖桿為原動件，作勻速轉(zhuǎn)動；搖桿3為為從動件，從動件，作變速往復擺動。作變速往復擺動。曲柄搖桿機構(gòu)曲柄搖桿機構(gòu)DABC搖桿搖桿機架機架 曲柄曲柄連

12、桿連桿雷達天線俯仰機構(gòu)雷達天線俯仰機構(gòu)可以實現(xiàn)由曲柄的整周回轉(zhuǎn)運動到搖桿往復擺動的可以實現(xiàn)由曲柄的整周回轉(zhuǎn)運動到搖桿往復擺動的運動轉(zhuǎn)換。運動轉(zhuǎn)換。 攪拌機攪拌機可以實現(xiàn)由曲柄的整周回轉(zhuǎn)運動到搖桿往復擺動的可以實現(xiàn)由曲柄的整周回轉(zhuǎn)運動到搖桿往復擺動的運動轉(zhuǎn)換。運動轉(zhuǎn)換。 可以將搖桿的擺動轉(zhuǎn)換為曲柄的整周回轉(zhuǎn)運動。汽車車窗雨刷機構(gòu)汽車車窗雨刷機構(gòu)縫紉機縫紉機二、雙曲柄機構(gòu)二、雙曲柄機構(gòu)兩個連架桿均為曲柄兩個連架桿均為曲柄的鉸鏈四桿機構(gòu)稱為雙曲柄機構(gòu)。的鉸鏈四桿機構(gòu)稱為雙曲柄機構(gòu)。雙曲柄機構(gòu)雙曲柄機構(gòu)DABC曲柄曲柄機架機架曲柄曲柄連桿連桿雙曲柄機構(gòu)雙曲柄機構(gòu)慣性篩工作機構(gòu)慣性篩工作機構(gòu) 從動曲柄從

13、動曲柄3與主動曲柄與主動曲柄1的長度不同，故當主動曲柄的長度不同，故當主動曲柄1勻速回轉(zhuǎn)一勻速回轉(zhuǎn)一周時，從動曲柄周時，從動曲柄3作變速回轉(zhuǎn)一周，機構(gòu)利用這一特點使篩子作變速回轉(zhuǎn)一周，機構(gòu)利用這一特點使篩子6作作加速往復運動，提高了工作性能。加速往復運動，提高了工作性能。 1、曲柄、曲柄1為原動件，作等角速轉(zhuǎn)動；從動件曲柄為原動件，作等角速轉(zhuǎn)動；從動件曲柄3也以相也以相同角速度轉(zhuǎn)動。同角速度轉(zhuǎn)動。特例：特例：平行雙曲柄機構(gòu)，平行雙曲柄機構(gòu)，其相對兩桿平行且相等。其相對兩桿平行且相等。2、當四個鉸鏈中心處于同一直線上時，將出現(xiàn)運動不確、當四個鉸鏈中心處于同一直線上時，將出現(xiàn)運動不確定狀態(tài)。定狀態(tài)

14、。B2C2AB1C1 1D123B3C3C3 為了消除這種運動不確定狀態(tài)為了消除這種運動不確定狀態(tài), ,可在主、從動曲可在主、從動曲柄上錯開一定角度再安裝一組平行四邊形機構(gòu)。柄上錯開一定角度再安裝一組平行四邊形機構(gòu)。ABCD123B1 1C1BCC1 1B1 1BC1）兩曲柄以相同速度同向轉(zhuǎn)動）兩曲柄以相同速度同向轉(zhuǎn)動2） 連桿作平動連桿作平動有運動有運動不確定不確定的問題的問題反平行四邊形機構(gòu)反平行四邊形機構(gòu)-對邊桿長相等但不平行對邊桿長相等但不平行以長邊為機架，桿以長邊為機架，桿2 2作等速轉(zhuǎn)作等速轉(zhuǎn)動時，桿動時，桿4 4作反向變速運動。作反向變速運動。三、雙搖桿機構(gòu)三、雙搖桿機構(gòu)兩個連架

15、桿均為搖桿兩個連架桿均為搖桿的鉸鏈四桿機構(gòu)稱為雙搖桿機構(gòu)。的鉸鏈四桿機構(gòu)稱為雙搖桿機構(gòu)。雙搖桿機構(gòu)雙搖桿機構(gòu)DABC搖搖桿桿機架機架搖桿搖桿連桿連桿雙搖桿機構(gòu)雙搖桿機構(gòu)起重機吊臂結(jié)構(gòu)起重機吊臂結(jié)構(gòu) ABCD構(gòu)成雙搖桿機構(gòu)，構(gòu)成雙搖桿機構(gòu)，AD為機架，在主動搖桿為機架，在主動搖桿AB的驅(qū)動下，的驅(qū)動下，隨著機構(gòu)的運動連桿隨著機構(gòu)的運動連桿BC的外伸端點的外伸端點E獲得近似直線的水平運動獲得近似直線的水平運動（EE ），使吊重），使吊重Q能作水平移動，大大節(jié)省了移動吊重所需能作水平移動，大大節(jié)省了移動吊重所需要的功率。要的功率。 飛機起落架機構(gòu)飛機起落架機構(gòu) （1）機構(gòu)的急回運動特性：）機構(gòu)的急回

16、運動特性：四、曲柄搖桿機構(gòu)的一些主要特性：四、曲柄搖桿機構(gòu)的一些主要特性：擺角擺角 C1C2DAB1B2B 1C 2 1 2 , t1 t2 , 1 180 曲柄轉(zhuǎn)角曲柄轉(zhuǎn)角 2 180 C1C2C2C1鉸鏈鉸鏈C的平均速度：的平均速度：v1 v2 它表明搖桿具它表明搖桿具有急回運動特性。有急回運動特性。慢行程慢行程快行程快行程 v1= / t1C1C2v2= / t2C1C2急回運動特性可用急回運動特性可用行程速比系數(shù)（或行程速度變化行程速比系數(shù)（或行程速度變化系數(shù)）系數(shù)）K 表示：表示：曲柄搖桿機構(gòu)的極位夾角曲柄搖桿機構(gòu)的極位夾角 越大，越大，K 值越大值越大，急回運動，急回運動的性質(zhì)越顯

17、著。的性質(zhì)越顯著。 =0、 K =1時，無急回特性。時，無急回特性。 極限夾角計算公式：極限夾角計算公式：式中式中 為搖桿處于兩極限位置時，對應(yīng)的曲柄所夾的為搖桿處于兩極限位置時，對應(yīng)的曲柄所夾的銳角，稱為銳角，稱為極位夾角極位夾角（ C2AC1） 。11180 180180212112121212tttCCtCCvv1）原動件作等角速整周轉(zhuǎn)動；）原動件作等角速整周轉(zhuǎn)動；2）輸出件具有正、反行程的往復運動；）輸出件具有正、反行程的往復運動；3）極位夾角）極位夾角 0。壓力角和傳動角壓力角和傳動角ABCD Fvca、機構(gòu)壓力角機構(gòu)壓力角: :在在不計摩擦力、慣性不計摩擦力、慣性力和重力的條件下，

18、力和重力的條件下，機構(gòu)中驅(qū)使輸出件機構(gòu)中驅(qū)使輸出件運動的力與輸出件運動的力與輸出件上受力點的速度方上受力點的速度方向間所夾的銳角，向間所夾的銳角，稱為機構(gòu)壓力角，稱為機構(gòu)壓力角，通常用通常用 表示。表示。ABCD vc FF1F2通常用通常用 表示：表示： 90 F1為有效分力；為有效分力；F1 = Fcos ； ，F(xiàn)1 在連桿設(shè)計中，為度量方便，習慣用傳動角在連桿設(shè)計中，為度量方便，習慣用傳動角 來來判斷機構(gòu)傳力性能。判斷機構(gòu)傳力性能。 F1 ，機構(gòu)傳力性能越，機構(gòu)傳力性能越好；好；反之，機構(gòu)傳力越費勁，傳動效率越低。反之，機構(gòu)傳力越費勁，傳動效率越低。 ，連桿和從連桿和從動搖桿之間所夾的動

19、搖桿之間所夾的銳角。銳角。（2）死點）死點：（主動件條件）：（主動件條件） 在不計構(gòu)件的重力、慣性力和運動副中的摩擦阻在不計構(gòu)件的重力、慣性力和運動副中的摩擦阻力的條件下力的條件下: 當搖桿為主動件，連桿和曲柄共線時，過鉸鏈中當搖桿為主動件，連桿和曲柄共線時，過鉸鏈中心心A的力，對的力，對A點不產(chǎn)生力矩，不能使曲柄轉(zhuǎn)動，機點不產(chǎn)生力矩，不能使曲柄轉(zhuǎn)動，機構(gòu)的這種位置稱為死點位置構(gòu)的這種位置稱為死點位置 。DABCFBDACF 機構(gòu)停在死點位置，不能起動。運轉(zhuǎn)時，靠慣性機構(gòu)停在死點位置，不能起動。運轉(zhuǎn)時，靠慣性 沖過死點。沖過死點?？p紉機踏板機構(gòu)縫紉機踏板機構(gòu)工件夾緊機構(gòu)工件夾緊機構(gòu) 利用死點實

20、例利用死點實例思考題：曲柄搖桿機構(gòu)是否一定具有急回特性？曲柄搖桿機構(gòu)是否一定具有急回特性？是否肯定有死點位置？是否肯定有死點位置？1.曲柄為原動件，曲柄為原動件，當機構(gòu)有極位夾角時，就有急回特當機構(gòu)有極位夾角時，就有急回特性；性； =0、K=1時，無急回特性。時，無急回特性。2.存在死點位置的標志是：存在死點位置的標志是：連桿與從動件共線連桿與從動件共線。 搖桿為原動件，有搖桿為原動件，有2個死點位置；個死點位置； 曲柄為原動件，沒有死點位置，因為此時連桿與從曲柄為原動件，沒有死點位置，因為此時連桿與從動桿不會共線。動桿不會共線。搖桿長搖桿長轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)動副D 直線直線 滑塊滑塊搖桿搖桿3 移動副

21、移動副(一一)曲柄滑塊機構(gòu)：曲柄滑塊機構(gòu)： 當曲柄搖桿機構(gòu)中的當曲柄搖桿機構(gòu)中的搖桿為無限長時搖桿為無限長時，即為曲，即為曲柄滑塊機構(gòu)。具有一個移動副和三個轉(zhuǎn)動副。柄滑塊機構(gòu)。具有一個移動副和三個轉(zhuǎn)動副。五五. 其它平面連桿機構(gòu)其它平面連桿機構(gòu)(鉸鏈四桿機構(gòu)的演化鉸鏈四桿機構(gòu)的演化)對心曲柄滑塊機構(gòu)對心曲柄滑塊機構(gòu)偏置曲柄滑塊機構(gòu)偏置曲柄滑塊機構(gòu) 曲柄滑塊機構(gòu)的應(yīng)用曲柄滑塊機構(gòu)的應(yīng)用內(nèi)燃機內(nèi)燃機 AeB2C2慢行程慢行程 1 2 1B1C1（1）曲柄滑塊機構(gòu)的行程）曲柄滑塊機構(gòu)的行程C1、C2：曲柄與連桿兩次共線時，滑塊移動的兩個極曲柄與連桿兩次共線時，滑塊移動的兩個極限位置。限位置。曲柄滑塊

22、機構(gòu)同樣具有急回特性曲柄滑塊機構(gòu)同樣具有急回特性。兩個極限位置之間的距離，稱為機構(gòu)的行程兩個極限位置之間的距離，稱為機構(gòu)的行程H。主動件：曲柄或滑塊主動件：曲柄或滑塊H（2）對心式曲柄滑塊機構(gòu)的死點位置）對心式曲柄滑塊機構(gòu)的死點位置：AB2B1C11C2機構(gòu)停在死點位置，不能起動。機構(gòu)停在死點位置，不能起動。解決辦法：運轉(zhuǎn)時，靠慣性沖過死點。解決辦法：運轉(zhuǎn)時，靠慣性沖過死點。手搖唧筒手搖唧筒取曲柄滑塊機構(gòu)中的原滑塊4為機架而得到的。BC桿成為繞鉸鏈C擺動的搖桿，AC成為滑塊做為滑塊作往復移動，故該機構(gòu)稱為搖桿滑塊機構(gòu)，又稱為移動導桿移動導桿機構(gòu)機構(gòu)（或定塊機構(gòu)定塊機構(gòu)）。（二）搖桿滑塊機構(gòu)（二）搖桿滑塊機構(gòu)2341應(yīng)用實例：手壓抽水機、抽油泵等。應(yīng)用實例：手壓抽水機、抽油泵等。2341（三）曲柄搖塊機構(gòu)（三）