9.3 铰链四杆机构的运动特性与演化（教学设计）-《汽车机械基础》同步教学（高教版）

教 师 授 课 教 案 20 /20 学年 第 学期 课程 汽车机械基础 章节课题 第九章 平面连杆机构 第3节 铰链四杆机构的运动特性与演化 授课方法 讲 授 所需教具 多媒体课件 授课时间 月 日 节 月 日 节 月 日 节 月 日 节 授课班级 目的要求 1.了解铰链四杆机构的运动特性。 2.知道铰链四杆机构的演化形式。 旧知复习 1.平面连杆机构的基本形式。 2.铰链四杆机构的形式判别。 重点难点 1.平面四杆机构的运动特性。 2.铰链四杆机构的演化形式。 教学过程 复习 5分钟 第3节 铰链四杆机构的运动特性与演化 35分钟 小结 5分钟 课后作业 教学后记 教学内容 旧知复习：1.平面连杆机构的基本形式。 2.铰链四杆机构的形式判别。 讲授新课： 第九章 平面连杆机构 第3节 铰链四杆机构的运动特性与演化 一、曲柄摇杆机构的两个运动特性 1．急回特性 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，曲柄摇杆机构的摇杆快速摆回的特性称为急回特性。 （1）运动特性分析 设曲柄AB为主动件，以等角速度ω1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。 主动件作等速转动时，作往复运动的执行件在返回行程中的平均速度大于工作行程的平均速度的特性，称为急回特性。 （2）工程应用 第一种情况：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9-22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：正、反行程均在工作，无急回要求，如图9-23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，K<1。 2. 传力特性 （1） 压力角与传动角 在图9-25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α，称为机构在该位置的压力角。压力角α的余角γ称为传动角。 结论：压力角α和传动角γ在机构运动过程中是变化的。 （2） 死点位置 在图9-21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。 结论：为了使机构可以顺利地通过死点，可以在曲柄上安装飞轮，利用转动惯性轮闯过死点位置，或用错位的方法来克服死点位置。 二、铰链四杆机构的演化 1.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。 分类：曲柄滑块机构按曲柄转动中心与滑块是否在同一条直线上，分为对心曲柄滑块机构和偏心曲柄滑块机构两种，如图9-29所示。 2.偏心轮机构 在曲柄摇杆机构中，如果曲柄的长度较短，常用一个偏心轮作为曲柄，取偏心轮的几何中心和轮上任意点分别作为曲柄的两个转动副，则成为偏心轮机构。 此外，随着取曲柄滑块机构中不同的杆件作为机架，可以演化成多种带有一个移动副的四杆机构，如牛头刨床上的导杆机构、曲柄摇块机构、直动滑块机构等。 课堂练习 小结： 1.平面四杆机构的运动特性。 2.铰链四杆机构的演化形式。 学科网（北京）股份有限公司 $$