機械設(shè)計基礎(chǔ)單元3--平面連桿機構(gòu)課件_第1頁
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文檔簡介

1、1.機構(gòu)的組成2.構(gòu)件的類型3.運動副的類型及分類1.學會構(gòu)件的表示法2.學會根據(jù)機構(gòu)實物繪制機構(gòu)運動簡圖任務(wù)1 繪制平面機構(gòu)運動簡圖知識目標:技能目標:首頁退出組成機構(gòu)的所有構(gòu)件都應(yīng)具有確定的相對運動,兩構(gòu)件直接接觸而形成的可動聯(lián)接稱為運動副。運動副分為低副和高副。任務(wù)1 繪制平面機構(gòu)運動簡圖1.運動副分類示意圖實物圖特點低副轉(zhuǎn)動副1.兩構(gòu)件之間是面接觸的運動副2.容易制造和維修,承載能力大,有較大的滑動摩擦,效率低,不能傳遞復雜運動移動副螺旋副高副1.兩構(gòu)件之間是點或線接觸的運動副2.制造維修困難,承載時單位面積壓力較大,接觸處易磨損、壽命短,可傳遞復雜運動首頁退出表3-1 運動副分類任務(wù)

2、1 繪制平面機構(gòu)運動簡圖2.運動副的表示分類運動副表示法低副轉(zhuǎn)動副移動副螺旋副高副齒輪副凸輪副首頁退出表3-3 構(gòu)件表示法任務(wù)1 繪制平面機構(gòu)運動簡圖構(gòu)件名稱簡圖桿、軸機架同一構(gòu)件兩構(gòu)件三副構(gòu)件首頁退出3.構(gòu)件的表示 機構(gòu)是由構(gòu)件組成的,構(gòu)件的運動取決于主動件的運動規(guī)律、運動副的數(shù)量、類型和各運動副相對位置的尺寸,與構(gòu)件的結(jié)構(gòu)、外形無關(guān)。 工程上對機械進行分析或設(shè)計時,采用一種用規(guī)定的簡單圖示符號表示構(gòu)件和運動副,并按適當?shù)谋壤L制的圖形,這種簡圖稱為平面機構(gòu)運動簡圖。 繪制平面機構(gòu)運動簡圖的步驟:(1)分析機構(gòu)運動規(guī)律,找出機架、主動件、從動件;(2)按運動路線,確定運動副的類型、數(shù)量和位置

3、;(3)選擇與構(gòu)件平面平行的投影平面;(4)測量各運動副之間的相對位置;(5)根據(jù)圖紙幅面及構(gòu)件實際尺寸,選擇適當?shù)谋壤遧,l單位一般是m/mm,當構(gòu)件實際尺寸較小時,也可是cm/mm或mm/mm;l=構(gòu)件實際長度/構(gòu)件圖示長度(6)用線條和符號繪制機構(gòu)運動簡圖。任務(wù)1 繪制平面機構(gòu)運動簡圖4.機構(gòu)運動簡圖繪制步驟首頁退出例題:圖示為家用縫紉機踏板機構(gòu),試繪制其平面機構(gòu)運動簡圖。分析:縫紉機的腳踏驅(qū)動機構(gòu)是通過撥動踏板1,將運動傳遞給連桿2、曲軸3和皮帶輪4的,如上圖所示。任務(wù)1 繪制平面機構(gòu)運動簡圖5.機構(gòu)運動簡圖繪制實例 縫紉機實物 縫紉機示意圖首頁退出步 驟內(nèi) 容1.確定各構(gòu)件縫紉機支

4、架為機架,腳踏板1為主動件,腳踏板1通過連桿2帶動從動件曲軸3,皮帶輪4是執(zhí)行元件2.確定運動副腳踏板1與連桿2聯(lián)接為轉(zhuǎn)動副,連桿2與曲軸3聯(lián)接為轉(zhuǎn)動副,腳踏板1和曲軸3與機架聯(lián)接均為轉(zhuǎn)動副3.選擇投影平面選擇縫紉機側(cè)面的平面為投影平面作圖4.測量運動副之間距離測定lAB=16cm,lBC=30cm,lCD=5cm,lAD=26cm5.確定比例尺寸確定比例尺寸l=5cm/mm6.繪制機構(gòu)運動簡圖(如右圖) 任務(wù)1 繪制平面機構(gòu)運動簡圖 表3-4 縫紉機機構(gòu)運動簡圖繪圖步驟首頁退出任務(wù)1 繪制平面機構(gòu)運動簡圖 練習題繪制圖示各機構(gòu)運動簡圖 (1)唧筒 (2)縫紉機下針機構(gòu) (3)沖床機構(gòu)機構(gòu)運動

5、簡圖首頁退出任務(wù)2 平面機構(gòu)自由度的計算 1.構(gòu)件的類型2.自由度的概念知識目標:技能目標:1.正確分析機構(gòu)運動簡圖2.構(gòu)件自由度計算 首頁退出任務(wù)2 平面機構(gòu)自由度的計算 機構(gòu)中的構(gòu)件按其運動性質(zhì)可分為三類: (1)機架 機架是機構(gòu)中固定不動的構(gòu)件,它用來支承其它可動構(gòu)件。如各種機器的床身是機架,它支承著軸、齒輪、帶輪等活動構(gòu)件。 (2)原動件 已給定運動規(guī)律的活動構(gòu)件,是直接接受能源或最先接受能源作用有驅(qū)動力或力矩的構(gòu)件。如柴油機中的活塞等。 (3)從動件 機構(gòu)中隨著原動件的運動而運動的其他活動構(gòu)件。如柴油機中的連桿、曲軸、齒輪等都是從動件。1.構(gòu)件的類型首頁退出任務(wù)2 平面機構(gòu)自由度的計

6、算 構(gòu)件AB在坐標系xoy中,有三個獨立的運動,如圖(a)所示,構(gòu)件AB可隨意沿x軸或y軸運動,或在xoy坐標平面內(nèi)轉(zhuǎn)動。構(gòu)件作獨立運動的可能性稱為構(gòu)件的自由度。在一個平面內(nèi)構(gòu)件的自由度有三個,即x方向的移動、y方向的移動和xoy平面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)運動。2.構(gòu)件的自由度(a) (b)圖3-5 平面運動構(gòu)件自由度首頁退出任務(wù)2 平面機構(gòu)自由度的計算 兩構(gòu)件通過運動副聯(lián)接以后,相對運動會受到限制。如右圖所示,構(gòu)件1與構(gòu)件2相接觸形成移動副,構(gòu)件1只能相對構(gòu)件2作x方向的移動,而y方向的移動、xoy平面內(nèi)繞某點的旋轉(zhuǎn)都限制了,構(gòu)件1只有一個自由度。 運動副對成對的兩構(gòu)件間的相對運動所加的限制叫約束。3.運

7、動副的約束首頁退出任務(wù)2 平面機構(gòu)自由度的計算 假設(shè)一個構(gòu)件有N個構(gòu)件組成,其中有一個機架是固定件,機架自由度為0,實際活動的構(gòu)件還有n=N-1。 構(gòu)件如果沒有運動副聯(lián)接,自由度個數(shù)為3n個,當引入一個低速自由度減少2個。引入一個高副自由度減少1個。計算公式為:F=3n(2PLPH)=3n2PLPH式中 F機構(gòu)自由度個數(shù); n活動構(gòu)件個數(shù); PL低副個數(shù); PH高副個數(shù)。4.平面機構(gòu)自由度的計算首頁退出任務(wù)2 平面機構(gòu)自由度的計算 機構(gòu)具有確定運動的條件:F=W05.機構(gòu)具有確定相對運動的條件序號運動情況圖例計算分析結(jié)論1WFW=1F=3n-2PL-PH=34-25-0=2W=1機構(gòu)運動不確定

8、2WFW=2F=3n-2PL-PH=33-24-0=1W=2機構(gòu)最薄弱構(gòu)件或運動副可能被破壞3F=0F=3n-2PL-PH=32-23-0 =0構(gòu)件組合在一起形成剛性構(gòu)件,各構(gòu)件之間沒有相對運動,也不構(gòu)成機構(gòu)表3-5 FW機構(gòu)運動分析首頁退出任務(wù)2 平面機構(gòu)自由度的計算 (1)復合鉸鏈 兩個以上的構(gòu)件在同一處以轉(zhuǎn)動副相連構(gòu)成復合鉸鏈,如下圖所示,三個構(gòu)件在C處形成的不是一個簡單的轉(zhuǎn)動副,而是的復合鉸鏈,從b)圖所可看出C處是兩個轉(zhuǎn)動副,由此可得出推論,m個構(gòu)件同時在一處構(gòu)成復合鉸鏈,應(yīng)具有(m-1)個轉(zhuǎn)動副。 a) b)圖3-6 復合鉸鏈 首頁退出任務(wù)2 平面機構(gòu)自由度的計算 (2)局部自由度

9、 機構(gòu)中常出現(xiàn)一種不影響整個機構(gòu)運動的局部獨立運動,稱為局部自由度。 a) b)圖3-7 局部自由度 如圖a)所示滾子從動件凸輪機構(gòu),當原動件凸輪1繞O點轉(zhuǎn)動,通過滾子4使從動件2沿機架3上下移動。機構(gòu)自由度F=3n2PL2W=1,而實際上此處只有一個原動件,說明機構(gòu)中有一個局部自由度,在計算自由度時要去掉局部自由度。 如果將滾子與從動件2焊接在一起,則B處的運動副就消失了,如圖b)所示. 機構(gòu)自由度F=3n2PLPH=1=W=1,運動確定,與實際情況相符。首頁退出任務(wù)2 平面機構(gòu)自由度的計算 (3)虛約束 不影響機構(gòu)運動傳遞的重復約束,在特定幾何條件或結(jié)構(gòu)條件下,某些運動副所引入的約束可能與

10、其它運動副所起的限制作用一致,這種不起獨立限制作用的運動副叫虛約束。 如圖a)所示凸輪機構(gòu)中的機架3對構(gòu)件2的約束,b)中的構(gòu)件5對構(gòu)件2、c)中機架4的約束為虛約束。在計算自由度時虛約束應(yīng)去除。 a) b) c)圖3-8 虛約束 首頁退出任務(wù)2 平面機構(gòu)自由度的計算 例:試分析圖示機構(gòu)運動簡圖,構(gòu)件1為逆時針旋轉(zhuǎn),計算該機構(gòu)自由度。7. 機構(gòu)自由度計算實例 步驟分析計算過程結(jié)論1.確定構(gòu)件個數(shù)目 原動件為1,活動構(gòu)件有AB、BC、CD、CE、滑塊6?;顒訕?gòu)件個數(shù)n=5n=52.確定運動副個數(shù) 低副有A、B、C、D、E五處為轉(zhuǎn)動副,滑塊6一處移動副,無高副,但C處為復合鉸鏈,計算時按(31)=

11、2計算轉(zhuǎn)動副。 PL=7,PH=0PL=7PH=03.計算自由度F F=3n2PLPH =35270=1F=14.判別運動 F=W=1該機構(gòu)具有確定的相對運動F=W=1運動確定首頁退出任務(wù)2 平面機構(gòu)自由度的計算 練習題計算圖示各機構(gòu)的自由度 (1) (2) (5)(3)牛頭刨床工作機構(gòu)(4)航空照相機快門機構(gòu)(5)首頁退出任務(wù)3 認識鉸鏈四桿機構(gòu) 201.鉸鏈四桿機構(gòu)的組成2.鉸鏈四桿機構(gòu)的分類知識目標:技能目標:1.鉸鏈四桿機構(gòu)的組成2.各機構(gòu)的工作特點 首頁退出構(gòu)件3(連架桿2)構(gòu)件2(連桿)構(gòu)件1(連架桿1)構(gòu)件4(機架)BCAD任務(wù)3 認識鉸鏈四桿機構(gòu)1.鉸鏈四桿機構(gòu)的組成 鉸鏈四桿

12、機構(gòu)由機架、連桿和連架桿組成。 固定不動的構(gòu)件叫機架,與機架相聯(lián)的構(gòu)件叫連桿。 曲柄:在連架桿中,能繞其軸線回轉(zhuǎn)360的連架桿。 搖桿:僅能繞其軸線往復擺動的連架桿。 首頁退出任務(wù)3 認識鉸鏈四桿機構(gòu) 鉸鏈四桿機構(gòu)根據(jù)連架桿中是否有曲柄可分為三種類型:曲柄搖桿機構(gòu)、雙曲柄機構(gòu)、雙搖桿機構(gòu)。 2.鉸鏈四桿機構(gòu)的基本類型(1)曲柄搖桿機構(gòu)兩連架桿中,其一為曲柄,另一為搖桿的鉸鏈四桿機構(gòu)叫曲柄搖桿機構(gòu)。AB為曲柄,繞A點作360整周旋轉(zhuǎn)運動,CD為搖桿,繞D點擺動,機架AD固定不動,BC連桿作平面運動。首頁退出任務(wù)3 認識鉸鏈四桿機構(gòu) 曲柄搖桿機構(gòu)示例:攪拌機攪拌機構(gòu)雷達天線俯仰角調(diào)節(jié)機構(gòu) 曲柄AB

13、為主動件轉(zhuǎn)動,帶動連桿BC作平面運動,配合容器自身的旋轉(zhuǎn)運動,從而對容器內(nèi)物體進行攪拌。 曲柄AB為主動件轉(zhuǎn)動,通過連桿BC,使固定在搖桿CD上的天線作一定角度的擺動,以調(diào)整天線的俯仰角。首頁退出任務(wù)3 認識鉸鏈四桿機構(gòu) (2)雙曲柄機構(gòu)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)。雙曲柄機構(gòu)中,通常主動曲柄作勻速轉(zhuǎn)動,從動曲柄作同向變速轉(zhuǎn)動。 首頁退出任務(wù)3 認識鉸鏈四桿機構(gòu) 雙曲柄機構(gòu)可分為等長雙曲柄機構(gòu)和不等長雙曲柄機構(gòu)。 當兩個曲柄的長度相等,連桿與機架的長度也相等時,如兩曲柄轉(zhuǎn)向相同,稱為平行雙曲柄機構(gòu),如圖(1); (1)平行雙曲柄機構(gòu)首頁退出任務(wù)3 認識鉸鏈四桿機構(gòu) 若兩曲柄轉(zhuǎn)

14、向相反,稱為反向雙曲柄機構(gòu),如圖(2)所示。 (2)反向雙曲柄機構(gòu)首頁退出任務(wù)3 認識鉸鏈四桿機構(gòu) 雙曲柄機構(gòu)實例: 當曲柄AB等角速度旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動時,曲柄CD作變角速度旋轉(zhuǎn),通過構(gòu)件CE使篩子E產(chǎn)生變速直線運動,靠物料的慣性來篩選。慣性篩機構(gòu) 機構(gòu)為平行雙曲柄機構(gòu),當曲柄AB等速旋轉(zhuǎn)時,曲柄CD也作等速旋轉(zhuǎn)運動,連桿BC與機架平行相等,工作臺始終保持水平狀態(tài)。攝影臺升降機構(gòu)首頁退出任務(wù)3 認識鉸鏈四桿機構(gòu) (3)雙搖桿機構(gòu) 兩個連架桿均為搖桿的鉸鏈四桿機構(gòu)稱為雙曲柄機構(gòu)。 在雙搖桿機構(gòu)中,兩搖桿可以分別為主動件。首頁退出任務(wù)3 認識鉸鏈四桿機構(gòu) 雙搖桿機構(gòu)實例: 當主動搖桿AB擺動到AB時,從動

15、搖桿CD也隨之擺到CD,使懸掛于E點的重物Q沿近似水平的直線運動到E點鶴式起重機(動畫)首頁退出任務(wù)3 認識鉸鏈四桿機構(gòu) 3.鉸鏈四桿機構(gòu)實例分析家用縫紉機的運動特性分析步驟機構(gòu)運動簡圖實物或示意圖分析1.繪制機構(gòu)運動簡圖 根據(jù)家用縫紉機的尺寸,確定適當比例,繪制機構(gòu)運動簡圖。2.分析縫紉機腳踏板機構(gòu)腳踏板CD為主動件,CD繞D點往復擺動,通過連桿CB,使AB繞A點作圓周運動,帶動帶輪旋轉(zhuǎn),從而通過帶傳動帶動機器工作。此機構(gòu)為曲柄搖桿機構(gòu),AB為曲柄,CD為搖桿。此時搖桿CD為主動件,曲柄AB為從動件。首頁退出任務(wù)3 認識鉸鏈四桿機構(gòu) 練習題1.選擇題(1)鉸鏈四桿機構(gòu)中,各構(gòu)件之間以_相連接

16、。a)轉(zhuǎn)動副 b)移動副 c)螺旋副(2)在鉸鏈四桿機構(gòu)中,能相對機架作整周旋轉(zhuǎn)運動的桿為_。a)連桿 b)搖桿 c)曲柄(3)汽車車門啟閉機構(gòu)采用的是_機構(gòu)。a)反向雙曲柄 b)曲柄搖桿 c)雙曲柄(4)家用縫紉機采用的是_機構(gòu)。a)雙曲柄 b)雙搖桿 c)曲柄搖桿(5)汽車雨刷采用的是_機構(gòu)。a)雙曲柄 b)雙搖桿 c)曲柄搖桿2.試列舉生產(chǎn)日常生活中,鉸鏈四桿機構(gòu)的應(yīng)用實例。 (5)首頁退出任務(wù)4 鉸鏈四桿機構(gòu)的基本性質(zhì) 1.鉸鏈四桿機構(gòu)基本類型的判別2.鉸鏈四桿機構(gòu)曲柄存在的條件3.機構(gòu)的急回特性和死點位置的意義知識目標:技能目標:1.正確判別鉸鏈四桿機構(gòu)的基本類型2.急回特性和死點的

17、應(yīng)用首頁退出任務(wù)4 鉸鏈四桿機構(gòu)的基本性質(zhì) 1.鉸鏈四桿機構(gòu)存在曲柄的條件 鉸鏈四桿機構(gòu)的三種基本形式,區(qū)別在于有無曲柄和有幾個曲柄。四個桿相對長度對機構(gòu)有無曲柄起著決定的影響,鉸鏈四桿機構(gòu)的三種基本形式與機構(gòu)中四個桿相對長度關(guān)系如表。條件有無曲柄機架組成機構(gòu)最短桿最長桿其余兩桿長度之和一個曲柄一個搖桿連架桿相鄰桿曲柄搖桿機構(gòu)兩個曲柄最短桿雙曲柄機構(gòu)兩個搖桿最短桿對面桿雙搖桿機構(gòu)最短桿最長桿其余兩桿長度之和無曲柄任何桿雙搖桿機構(gòu)首頁退出任務(wù)4 鉸鏈四桿機構(gòu)的基本性質(zhì) 2.急回特性 在曲柄搖桿機構(gòu),曲柄AB為是主動件作等角速度轉(zhuǎn)動,BC為連桿,CD為搖桿,當CD桿處于C1D、C2D兩極限位置時,

18、搖桿在兩極限位置之間所夾角度稱為搖桿的擺角;主動曲柄AB相對應(yīng)之間所夾銳角稱為極位夾角。曲柄(AB)搖桿(CD)AB1轉(zhuǎn)到AB2AB2轉(zhuǎn)到AB1C1D擺動到C2DC2D擺動到C1DAB轉(zhuǎn)過角度1180+AB轉(zhuǎn)過角度2180-CD擺動速度CD擺動速度12t1t2 21t1、1曲柄順時針從AB1轉(zhuǎn)到AB2,搖桿從C1D擺動到C2D所需時間、速度t2、2曲柄順時針AB2從轉(zhuǎn)到AB1,搖桿從C2D擺動到C1D所需時間、速度首頁退出任務(wù)4 鉸鏈四桿機構(gòu)的基本性質(zhì) 主動件曲柄AB以等角速度轉(zhuǎn)動時,從動件搖桿CD往復擺動的平均速度不相等。從動件空行程速度2比工作行程速度1快,這個性質(zhì)稱為機構(gòu)的急回特性。空行

19、程速度2與工作行程速度1之比稱為急回特性系數(shù),用K表示:首頁退出極位夾角,即搖桿在極限位置時,曲柄兩位置之間所夾銳角。K1時有機構(gòu)急回特性,K越大,機構(gòu)急回特性越明顯;K1時機構(gòu)無急回特性。任務(wù)4 鉸鏈四桿機構(gòu)的基本性質(zhì) 3.死點位置在鉸鏈四桿機構(gòu)中,當搖桿CD為主動件、曲柄AB為從動件時,當連桿BC與曲柄AB處于共線位置時,如下圖所示,這時無論連桿BC給從動件曲柄AB的力多大,曲柄AB不動,我們把機構(gòu)中,連桿與從動件曲柄共線時出現(xiàn)的從動件不能轉(zhuǎn)動,或轉(zhuǎn)向不確定的位置,叫死點位置。首頁退出 以搖桿作為主動件的曲柄搖桿機構(gòu),在運動過程中,從動曲柄與連桿兩次共線,有兩個死點位置。 例如在家用縫紉機

20、的踏板機構(gòu)中就存在死點位置。動畫任務(wù)4 鉸鏈四桿機構(gòu)的基本性質(zhì) 機構(gòu)存在是不利的,工程上常采取以下措施使機構(gòu)順利地通過死點位置。(1)利用從動件的慣性順利地通過死點位置。如家用縫紉機的踏板機構(gòu)中大帶輪就相當于飛輪,利用慣性通過死點;(2)采用機構(gòu)錯位排列地方法順利地通過死點位置,例如下圖所示機車車輪聯(lián)動機構(gòu),當一個機構(gòu)處于死點位置時,借助另一機構(gòu)來越過死點。首頁退出動畫任務(wù)4 鉸鏈四桿機構(gòu)的基本性質(zhì) 死點位置的應(yīng)用:在工程上也常常利用機構(gòu)的死點來實現(xiàn)一定的工作要求,如圖3-21所示的快速夾緊機構(gòu),當工件5被夾緊時,鉸鏈中心,B、C、D共線,工件經(jīng)加在桿1上的反作用力無論多大,也不能使桿3轉(zhuǎn)動。

21、這就保證外力P去掉后,仍能可靠地夾緊工件,當需要取出工件時,只要向上扳動手柄(連桿2),即能松開夾具。首頁退出快速夾緊機構(gòu)任務(wù)4 鉸鏈四桿機構(gòu)的基本性質(zhì) 4.實例首頁退出步驟示意圖機構(gòu)運動簡圖運動分析1.繪制飛機起落架機構(gòu)運動簡圖飛機起落架由搖桿AB和搖桿CD組成雙搖桿機構(gòu),CD桿為主動搖桿2.起落架收起當搖桿CD在外力作用下向上擺動,通過連桿BC拉動搖桿AB向上擺動,帶動起落架向上運動,將起落架收起3.起落架放下當搖桿CD向下擺動,通過連桿CB推動搖桿AB向下擺動,將起落架放下,這時CD和BC共線,處于死點,無論受多大力,搖桿CD都不會擺動動畫任務(wù)4 鉸鏈四桿機構(gòu)的基本性質(zhì) 練習題 1.圖(

22、1)示鉸鏈四桿機構(gòu)中,機架lAB=40mm,兩連架桿長度分別為lAB=18mm和lCD=45mm,則當連桿lBC的長度在什么范圍內(nèi)時,該機構(gòu)為曲柄搖桿機構(gòu)? 2.圖(2)示鉸鏈四桿機構(gòu)中,已知各桿長度分別為lAD=240mm,lAB=600mm,lBC=400mm,lCD=500mm,試問當分別以BC和AD桿為機架時,各得到什么機構(gòu)? 3.圖(3)示鉸鏈四桿機構(gòu)中,各桿尺寸為lAB=130mm,lBC=150mm,lCD=175mm,lAD=200mm。若取AD桿為機架時,試判斷此機構(gòu)屬于哪一種基本形式?首頁退出 1) 2) 3)4.什么叫平面連桿機構(gòu)的死點位置?5.用什么辦法克服平面連桿機構(gòu)

23、的死點位置?試舉兩例說明。 任務(wù)5 鉸鏈四桿機構(gòu)的演化 1.鉸鏈四桿機構(gòu)的演化原理2.曲柄滑塊機構(gòu)的原理知識目標:技能目標:1.掌握鉸鏈四桿機構(gòu)演化形式2.各種導桿機構(gòu)的應(yīng)用首頁退出任務(wù)5 鉸鏈四桿機構(gòu)的演化 1.曲柄滑塊機構(gòu) 首頁退出如圖a)所示曲柄搖桿機構(gòu)中,當曲柄AB繞A點旋轉(zhuǎn)時,搖桿CD上的C點在以CD為半徑的圓弧C1C2上擺動。將搖桿CD做成滑塊,如圖b),滑塊在導軌C1C2內(nèi)往復運動,運動性質(zhì)沒有變化。此時鉸鏈四桿機構(gòu)已演化為曲柄滑塊機構(gòu)。如將搖桿的半徑增至無限大,則鉸鏈C的軌跡將變成直線,如圖c)所示。 b) c)圖3-25 鉸鏈四桿機構(gòu)的演化任務(wù)5 鉸鏈四桿機構(gòu)的演化 首頁退出

24、 在曲柄滑塊機構(gòu)中,當偏心距e=0時,則轉(zhuǎn)化成對心式曲柄滑塊機構(gòu),其滑塊的行程H=2r(r為曲柄的長度),如圖所示。對心式曲柄滑塊機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)動畫任務(wù)5 鉸鏈四桿機構(gòu)的演化 曲柄滑塊機構(gòu)應(yīng)用: 首頁退出類型應(yīng)用實例機構(gòu)運動簡圖特點對心曲柄滑塊機構(gòu) 內(nèi)燃機工作時,活塞3在汽缸內(nèi)上下運動,通過連桿BC帶動曲柄AB轉(zhuǎn)動偏置曲柄滑塊機構(gòu) 曲柄AB每旋轉(zhuǎn)一周,通過連桿BC推動滑塊3就從料槽中推出一個工件5偏心曲柄滑塊機構(gòu) 轉(zhuǎn)動中心A與幾何中心B不重合的偏心輪作為曲柄AB,偏心輪轉(zhuǎn)動,通過連桿BC帶動滑塊作往復直線運動任務(wù)5 鉸鏈四桿機構(gòu)的演化 2.導桿機構(gòu) 首頁退出導桿機構(gòu)是由曲柄滑塊機構(gòu)演化而成的

25、,選擇不同構(gòu)件作為機架可以演化為導桿機構(gòu)、搖動滑塊機構(gòu)、固定滑塊機構(gòu)等。在機構(gòu)中與滑塊做相對移動的構(gòu)件稱為導桿,具有導桿的機構(gòu)稱為導桿機構(gòu)。類型機構(gòu)運動簡圖應(yīng)用實例運動特點曲柄滑塊機構(gòu)構(gòu)件AC為機架,構(gòu)件AB為主動件導桿機構(gòu)小型刨床運動機構(gòu)構(gòu)件AB為機架,構(gòu)件BC為主動件:(1)lABlBC時,該機構(gòu)稱為轉(zhuǎn)動導桿機構(gòu);(2)lABlBC時,該機構(gòu)稱為擺動導桿機構(gòu)任務(wù)5 鉸鏈四桿機構(gòu)的演化 首頁退出類型機構(gòu)運動簡圖應(yīng)用實例運動特點曲柄搖塊機構(gòu)汽車自動翻轉(zhuǎn)卸料機構(gòu) 構(gòu)件BC為機架,構(gòu)件AB(或?qū)UAC)為主動件。 當擺動式油缸內(nèi)的壓力油推動活塞桿從油缸中伸出,車廂繞車身的B點傾轉(zhuǎn),將貨物自動卸下。

26、移動導桿機構(gòu)唧筒機構(gòu) 滑塊為機架,構(gòu)件AB為主動件。 擺動手柄AB,可以使活塞桿(導桿4)在唧筒(固定滑塊3)內(nèi)上下移動,從而完成抽水動作。動畫動畫任務(wù)5 鉸鏈四桿機構(gòu)的演化 3.實例分析 首頁退出試繪制刨削運動的機構(gòu)運動簡圖,分析牛頭刨床刨削運動特性。 (a) (b)牛頭刨床任務(wù)5 鉸鏈四桿機構(gòu)的演化 表3-16 牛頭刨床的運動特性分析首頁退出步驟機構(gòu)運動簡圖運動分析1.繪制機構(gòu)運動簡圖根據(jù)牛頭刨床的工作原理,大致繪制刨削運動的機構(gòu)運動簡圖2.分析刨削運動該機構(gòu)是以AB為機架,曲柄BC為主動件作整周回轉(zhuǎn)運動,通過滑塊3帶動導桿ACD往復擺動,從而帶動滑枕左右往復直線運動,實現(xiàn)刨削加工。該機構(gòu)

27、lABlBC,機構(gòu)為擺動導桿機構(gòu)。3.機構(gòu)的運動特性牛頭刨床刨削過程中,刨削工作行程比空行程用的時間多,刨削工作速度小于空行程時速度,該機構(gòu)具有急回特性任務(wù)5 鉸鏈四桿機構(gòu)的演化 練習題首頁退出1.是非題(1)在內(nèi)燃機中應(yīng)用曲柄滑塊機構(gòu),是將往復直線運動轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運動。()(2)牛頭刨床滑枕的往復運動是導桿機構(gòu)來實現(xiàn)的。 ()(3)曲柄滑塊機構(gòu)是由曲柄搖桿機構(gòu)演化而來的。 ( )2.選擇題(1)有一四桿機構(gòu),其中一桿能作整周運動,一桿能作往復擺動,該機構(gòu)叫_。 a)雙曲柄機構(gòu) b)曲柄搖桿機構(gòu) c)曲柄滑塊機構(gòu)(2)牛頭刨床的主運動機構(gòu)是應(yīng)用了四桿機構(gòu)中的_機構(gòu)。a)轉(zhuǎn)動導桿機構(gòu) b)擺動導桿

28、機構(gòu) c)曲柄滑塊機構(gòu)(3)曲柄滑塊機構(gòu)中,若機構(gòu)存在死點位置,則主動件為_。a)連桿 b)機架 c)滑塊(4)_為曲柄滑塊機構(gòu)的應(yīng)用實例。a)自卸汽車卸料裝置 b)手動抽水機 c)滾輪送料機(5)在曲柄滑塊機構(gòu)中,往往用一個偏心輪代替_。a)滑塊 b)機架 c)曲柄3.在生產(chǎn)實踐中,仔細觀察牛頭刨床的切削運動是如何實現(xiàn)的? 任務(wù)6 平面四桿機構(gòu)的設(shè)計 首頁退出1.平面四桿機構(gòu)的設(shè)計步驟2.平面四桿機構(gòu)的設(shè)計方法知識目標:技能目標:平面四桿機構(gòu)的設(shè)計任務(wù)6 平面四桿機構(gòu)的設(shè)計 1.按給定的急回特性系數(shù)K設(shè)計曲柄搖桿機構(gòu)首頁退出機構(gòu)的設(shè)計就是根據(jù)給定的條件選擇機構(gòu)的型式,確定機構(gòu)的幾何參數(shù)。平面

29、連桿機構(gòu)的設(shè)計方法有解析法、圖解法和實驗法三種。知道急回特性系數(shù)K,就可計算極位夾角,用圖解法可方便作出平面機構(gòu)。已知急回特性系數(shù)K、搖桿lCD長度、擺角,圖解法設(shè)計曲柄搖桿機構(gòu)的步驟見表。任務(wù)6 平面四桿機構(gòu)的設(shè)計 表3-17 圖解法設(shè)計曲柄搖桿機構(gòu)的步驟設(shè)計步驟設(shè)計計算過程(1)機構(gòu)情況分析在已知lCD、的情況下,只要確定鉸鏈A點的位置,在量得AC1和AC2長度后就可確定曲柄的長度lAB和連桿長度lBC,lAB=(lAC2-lAC1)/2,lBC=(lAC2+lAC1)/2,lAD長度可直接量得。由于A點是極位夾角的頂點,即C1AC2=,如過AC1C2三點作一輔助圓,則該圓上任取一點為A點

30、,C1AC2=,C1OC2=2,極易求得點O(2)作圖步驟1)計算2)作搖桿的極限位置選擇合適的比例尺l,根據(jù)lCD及擺角作出C1D、C2D兩極限位置3)作輔助圓連接C1、C2,并作與C2成90-的兩直線,其交點O即為圓心點,以O(shè)點為圓心作輔助圓4)確定曲柄、連桿長度在輔助圓上任取一點作為鉸鏈中心A,連接AC1、AC2,測量lAC1、lAC2長度,通過比例尺求實際長度5)其它桿長度機架lAD長度可直接測量通過比例尺l求AD實際長度(3)其它情況分析由于A點是輔助圓上的任意一點,所以實際有無窮多解,如能給一些如曲柄長度lAB、機架長度lAD等,則可能有唯一解。實際設(shè)計時多數(shù)有輔助條件,如實在沒有也可根據(jù)情況確定任務(wù)6 平面四桿機構(gòu)的設(shè)計 2.按給定的急回特性系數(shù)K設(shè)計導桿機構(gòu)首頁退出 已知機架長度lAC和急回特性系數(shù)K,設(shè)計擺動導桿機構(gòu)的步驟見表所示。設(shè)計步驟設(shè)計計算過程(1)機構(gòu)情況分析擺動導桿機構(gòu)的極位夾角與導桿的擺角相等,設(shè)計擺動導桿機構(gòu)就是確定曲柄長度lAB(2)計算(3)作導桿的兩極限位置任選一點為固定鉸鏈C點的中心,按=作導桿的兩極限位置Cm、Cn,使mCn=(4)確定A點及曲柄AB長度根據(jù)確定的比例尺l,作擺角的平分線,并在其上取CA=lAC/l,得曲柄回轉(zhuǎn)中心A點,過A作Cm、Cn的垂線A

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