1.1分析平面四杆机构的运动（课件）-《机械基础》同步教学（高教版）

任务1 分析平面四杆机构的运动 一、平面四杆机构的结构 平面连杆机构是由多个构件在同一平面或相互平行的平面内组合而成的。 平面连杆机构的运动特点是将主动杆件的连续匀速转动转换成从动杆件的变速移动、移动或摆动。 4个杆件经过4个铰链（即转动副）连接而成，称为铰链四杆机构。 二、铰链四杆机构的类型 1.曲柄摇杆机构 如果铰链四杆机构中的两连架杆中有一个为曲柄，另一个为摇杆，则该机构称为曲柄摇杆机构。 二、铰链四杆机构的类型 2.双曲柄机构 如果铰链四杆机构中的两连架杆都是能做整周转动的曲柄，则该机构称为双曲柄机构。 二、铰链四杆机构的类型 3.双摇杆机构 如果铰链四杆机构中的两连架杆都为摇杆，该机构称为双摇杆机构。 二、铰链四杆机构的类型 4.曲柄滑块机构 当摇杆的长度为无限长时，摇杆的左、右极限位置的夹角将变成零，摇杆的摇动变成了滑动，曲柄摇杆机构将转化成曲柄滑块机构。 二、铰链四杆机构的类型 5.摆动导杆机构 如图1-11所示牛头刨床的摆动导杆机构中带有一个滑块的移动副，也是四杆机构的转化机构。当机架AB的长度大于曲柄BC的长度时，转化后的导杆机构中的导杆AC只能绕点A作一定角度范围内的摆动，称该机构为摆动导杆机构；当导杆AB的长度小于杆曲柄BC的长度时，转化后的导杆机构中的导杆AC能绕点A作圆周转动，称该机构为转动导杆机构。 二、铰链四杆机构基本型式的判别 1.从四杆机构各杆件的长度判断 如果最短杆与最长杆的长度之和大于其余两杆之和，则该机构不可能存在曲柄，只能是双摇杆机构。 【例1-1】如果四杆机构ABCD各杆件的长度分别为AB=160 mm，BC=300 mm，CD=250 mm，DA=200 mm，判断该四杆机构是否存在曲柄？ 2.从机架的杆件判别 如果最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆之和，则该机构可能存在曲柄，但还要看选取哪一个杆件作为机架，才能确定是否存在曲柄： （1）如果选取最短杆的相邻杆作为机架，则最短杆为曲柄，另一连架杆为摇杆，则该机构为曲柄摇杆机构。 （2）如果选取最短杆的相邻杆作为机架，则相邻两杆件均为曲柄，该机构为双曲柄机构。 （3）如果选取最短杆的对面杆件作为机架，则该机构无曲柄存在，为双摇杆机构。 【例1-2】如果四杆机构ABCD各杆件的长度分别为AB= 130 mm，BC= 300 mm，CD= 250 mm，DA= 200 mm，判断该四杆机构是否存在曲柄？ 所以，该四杆机构可能存在曲柄。但还与选取哪一个杆件作为机架有关。如果选取杆AB、BC或DA作机架，该四杆机构ABCD都会存在曲柄；如果选取杆CD作机架，该四杆机构ABCD不可能存在曲柄，只能是双摇杆机构。 四、平面四杆机构的两个运动特性 如图1-12所示的曲柄摇杆机构，当曲柄作匀速转动时，摇杆来回摆动的速度不相等。摆动回来的速度快，摆动过去的速度慢，摇杆快速摆回的特性称为急回特性。 1．急回特性 （1）运动特性分析 设曲柄AB为主动件，以等角速度 作顺时针转动；摇杆CD为执行件，向右摆动为工作行程，向左摆动为返回行程。 （2）工程应用 第一种情况是工作慢速前进、快速返回，以利于切削、冲压等工作的进行，如图1-13所示刨床的切削加工，具有急回特性，有利提高生产率。 第二种情况是正、反行程均在工作，无急回要求，如图1-14所示印染中布匹的定折机构，这时K=1。 第三种情况：某些要求快进慢退的机构，如用于矿山破碎矿石的颚式破碎机，要求颚板快进慢退，使被破碎的矿石能及时退出颚板，避免矿石破碎过细，如图1-15所示。 （1） 压力角与传动角 在图1-16所示的曲柄摇杆机构中，主动件曲柄经连杆传递到从动件摇杆上C点的力F，与受力点运动速度vc之间所夹的锐角 ，为该机构在该位置的压力角。压力角 的余角 称为传动角。压力角 和传动角 在机构运动过程中是变化的。 2. 传力特性 （2） 死点位置 在图1-17所示的曲柄摇杆机构中，如果取摇杆作为主动件，曲柄作为从动件，当摇杆在左、右两个极限位置时，连杆与曲柄共线，通过连杆施加于曲柄的作用力正好经过曲柄的转动中心，AB1C1或AB2C2共同在一条直线上，连杆对曲柄A点的推动力矩为零，无法使曲柄转动，出现顶死现象，使整个机构处于静止状态。机构的这种位置称为死点位置。 分析图1-20所示的B6065型牛头刨床结构示意图，说明其主体机构运动过程。 在曲柄滑块机构中，如果曲柄的长度较短，常用偏心轮轴作为曲柄，取偏心轮的几何中心和轮轴上任一点作为曲柄的两个转动副，成为图1-22所示的偏心轮机构。采用偏心轮轴的优点是增大了曲柄的强度，决了结构空间狭小的问题。 小结： 1.铰链四杆机构的类型，铰链四杆机构基本形式的判别。 2.平面四杆机构的运动特性。 谢 谢 $$