課件---機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)--第三章(平面連桿機(jī)構(gòu)).ppt
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1、Fundamentals of Machine Design高等院?,F(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)系列教材高等院?,F(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)系列教材(第三章)(第三章)一、基本內(nèi)容及學(xué)習(xí)要求一、基本內(nèi)容及學(xué)習(xí)要求二、學(xué)習(xí)指導(dǎo)二、學(xué)習(xí)指導(dǎo)三、典型實(shí)例分析三、典型實(shí)例分析四、復(fù)習(xí)題四、復(fù)習(xí)題五、復(fù)習(xí)題參考答案五、復(fù)習(xí)題參考答案第三章第三章 平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)回目錄 1基本內(nèi)容基本內(nèi)容(1)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本型式及應(yīng)用鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本型式及應(yīng)用;(2)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)特性鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)特性;(3)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的曲柄存在條件鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的曲柄存在條件;(4)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化;(5)平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
2、平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。一、基本內(nèi)容及學(xué)習(xí)要求一、基本內(nèi)容及學(xué)習(xí)要求 3.重點(diǎn)重點(diǎn)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)特性和曲柄存在條件;平鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)特性和曲柄存在條件;平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。4難點(diǎn)難點(diǎn)四桿機(jī)構(gòu)的基本型式及其演化、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)四桿機(jī)構(gòu)的基本型式及其演化、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)特性、曲柄存在條件和圖解法設(shè)計(jì)平面四桿的傳動(dòng)特性、曲柄存在條件和圖解法設(shè)計(jì)平面四桿機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)。一、基本內(nèi)容及學(xué)習(xí)要求一、基本內(nèi)容及學(xué)習(xí)要求二、學(xué)習(xí)指導(dǎo)二、學(xué)習(xí)指導(dǎo) 1.平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu) 平平面面連連桿桿機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)是是由由多多個(gè)個(gè)剛剛性性構(gòu)構(gòu)件件用用低低副副(轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)副副和和移移動(dòng)動(dòng)副)連接組成的機(jī)構(gòu)。副
3、)連接組成的機(jī)構(gòu)。平面連桿機(jī)構(gòu)中以四個(gè)構(gòu)件組成的平面四桿機(jī)構(gòu)應(yīng)用最平面連桿機(jī)構(gòu)中以四個(gè)構(gòu)件組成的平面四桿機(jī)構(gòu)應(yīng)用最為廣泛。圖為廣泛。圖3-1所示為攪拌機(jī)機(jī)構(gòu),圖所示為攪拌機(jī)機(jī)構(gòu),圖3-3所示為開關(guān)教室鋼所示為開關(guān)教室鋼窗的導(dǎo)桿機(jī)構(gòu),圖窗的導(dǎo)桿機(jī)構(gòu),圖3-4所示為內(nèi)燃機(jī)的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)等。對(duì)所示為內(nèi)燃機(jī)的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)等。對(duì)這些日常生活中隨處可見的四桿機(jī)構(gòu),應(yīng)注意觀察,以鞏這些日常生活中隨處可見的四桿機(jī)構(gòu),應(yīng)注意觀察,以鞏固和擴(kuò)大關(guān)于四桿機(jī)構(gòu)應(yīng)用的知識(shí),進(jìn)一步加深對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)固和擴(kuò)大關(guān)于四桿機(jī)構(gòu)應(yīng)用的知識(shí),進(jìn)一步加深對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的理解。動(dòng)簡(jiǎn)圖的理解。二、學(xué)習(xí)指導(dǎo)二、學(xué)習(xí)指導(dǎo)C2B1A4D3圖圖3-1B
4、AC1234圖圖3-3圖圖3-4BAC1234二、學(xué)習(xí)指導(dǎo)二、學(xué)習(xí)指導(dǎo) 2鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本型式鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本型式 圖圖3-5為鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。其中構(gòu)件為鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。其中構(gòu)件4為機(jī)架;作整為機(jī)架;作整周轉(zhuǎn)動(dòng)的構(gòu)件周轉(zhuǎn)動(dòng)的構(gòu)件1為曲柄;作往復(fù)擺動(dòng)的構(gòu)件為曲柄;作往復(fù)擺動(dòng)的構(gòu)件 3為搖桿;為搖桿;不與機(jī)架直接相連的構(gòu)件不與機(jī)架直接相連的構(gòu)件2為連桿,它通常作平面復(fù)合為連桿,它通常作平面復(fù)合運(yùn)動(dòng)。注意,通過這些判斷說明了每個(gè)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)性運(yùn)動(dòng)。注意,通過這些判斷說明了每個(gè)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)性質(zhì),對(duì)以后的分析非常重要。質(zhì),對(duì)以后的分析非常重要。二、學(xué)習(xí)指導(dǎo)二、學(xué)習(xí)指導(dǎo)曲柄曲柄234連桿連桿1搖桿搖桿機(jī)架機(jī)架
5、勻勻速速轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)變速擺動(dòng)變速擺動(dòng)2314 圖圖3-5二、學(xué)習(xí)指導(dǎo)二、學(xué)習(xí)指導(dǎo) 選擇不同構(gòu)件為機(jī)架可將曲柄搖桿機(jī)構(gòu)演化為雙曲選擇不同構(gòu)件為機(jī)架可將曲柄搖桿機(jī)構(gòu)演化為雙曲柄機(jī)構(gòu)和雙搖桿機(jī)構(gòu)。即可用一個(gè)基本機(jī)構(gòu)型式表示三柄機(jī)構(gòu)和雙搖桿機(jī)構(gòu)。即可用一個(gè)基本機(jī)構(gòu)型式表示三種不同的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。實(shí)質(zhì)上種不同的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。實(shí)質(zhì)上 ,根據(jù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理,根據(jù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理,當(dāng)給整個(gè)機(jī)構(gòu)加一個(gè)共同的運(yùn)動(dòng)時(shí),各構(gòu)件之間的相對(duì)當(dāng)給整個(gè)機(jī)構(gòu)加一個(gè)共同的運(yùn)動(dòng)時(shí),各構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)并不發(fā)生變化,而各構(gòu)件的絕對(duì)運(yùn)動(dòng)卻改變了,這運(yùn)動(dòng)并不發(fā)生變化,而各構(gòu)件的絕對(duì)運(yùn)動(dòng)卻改變了,這樣就形成與原機(jī)構(gòu)所不同的機(jī)構(gòu)。在圖樣就形成與原機(jī)構(gòu)
6、所不同的機(jī)構(gòu)。在圖3-5所示的曲柄搖所示的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中,構(gòu)件桿機(jī)構(gòu)中,構(gòu)件4為機(jī)架,曲柄為機(jī)架,曲柄1以角速度以角速度1轉(zhuǎn)動(dòng),現(xiàn)如轉(zhuǎn)動(dòng),現(xiàn)如給整個(gè)機(jī)構(gòu)加一個(gè)角速度為給整個(gè)機(jī)構(gòu)加一個(gè)角速度為“-“-1”的公共運(yùn)動(dòng),顯然各的公共運(yùn)動(dòng),顯然各構(gòu)件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)并不發(fā)生改變,但此時(shí)原曲柄構(gòu)件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)并不發(fā)生改變,但此時(shí)原曲柄1卻因其卻因其角速度變?yōu)榻撬俣茸優(yōu)?-1=0 0而成為而成為“機(jī)架機(jī)架”,原機(jī)架,原機(jī)架4則變?yōu)閯t變?yōu)橐越撬俣纫越撬俣取?“-1”轉(zhuǎn)動(dòng)的連架桿,于是整個(gè)機(jī)構(gòu)演化成雙轉(zhuǎn)動(dòng)的連架桿,于是整個(gè)機(jī)構(gòu)演化成雙曲柄機(jī)構(gòu)。曲柄機(jī)構(gòu)。3鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)特性鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)特性 (1)急回運(yùn)
7、動(dòng)性質(zhì)和行程速比系數(shù)急回運(yùn)動(dòng)性質(zhì)和行程速比系數(shù) 圖圖3-6所所示示為為曲曲柄柄搖搖桿桿機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu),當(dāng)當(dāng)曲曲柄柄為為原原動(dòng)動(dòng)件件并并作作等等速速回回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)時(shí)時(shí),從從動(dòng)動(dòng)搖搖桿桿作作往往復(fù)復(fù)變變速速擺擺動(dòng)動(dòng),具具有有急急回回運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)的的性性質(zhì)質(zhì)。用用行行程程速比系數(shù)速比系數(shù)K來表示急回運(yùn)動(dòng)的相對(duì)程度,即來表示急回運(yùn)動(dòng)的相對(duì)程度,即二、學(xué)習(xí)指導(dǎo)二、學(xué)習(xí)指導(dǎo) 在圖在圖3-5中,中,為極位夾角為極位夾角(當(dāng)曲柄與連桿兩次共線時(shí),曲當(dāng)曲柄與連桿兩次共線時(shí),曲柄所夾的銳角柄所夾的銳角);為擺角為擺角(搖桿在兩極限位置間的夾角搖桿在兩極限位置間的夾角)。上式表明,曲柄搖桿機(jī)構(gòu)有無急回運(yùn)動(dòng)性質(zhì),取決于有無上式表明,
8、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)有無急回運(yùn)動(dòng)性質(zhì),取決于有無極位夾角極位夾角。對(duì)于一個(gè)機(jī)構(gòu),若對(duì)于一個(gè)機(jī)構(gòu),若=0=0,K K=1=1,則該機(jī)構(gòu)沒有急回則該機(jī)構(gòu)沒有急回運(yùn)動(dòng)性質(zhì);若運(yùn)動(dòng)性質(zhì);若0 0,K K11,則該機(jī)構(gòu)具有急回運(yùn)動(dòng)性質(zhì),且則該機(jī)構(gòu)具有急回運(yùn)動(dòng)性質(zhì),且角越大,角越大,K K 值越大,急回運(yùn)動(dòng)性質(zhì)也越顯著。值越大,急回運(yùn)動(dòng)性質(zhì)也越顯著。或或二、學(xué)習(xí)指導(dǎo)二、學(xué)習(xí)指導(dǎo)圖圖3-6二、學(xué)習(xí)指導(dǎo)二、學(xué)習(xí)指導(dǎo)(2)壓力角和傳動(dòng)角(見圖壓力角和傳動(dòng)角(見圖3-7)壓壓力力角角 :從從動(dòng)動(dòng)件件所所受受的的壓壓力力F與與受受力力點(diǎn)點(diǎn)絕絕對(duì)對(duì)速速度度方方向向線線vc之之間間所所夾夾的的銳銳角角 稱稱為為壓壓力力角角。壓
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