1、平面四桿機(jī)構(gòu)特性的工程應(yīng)用【一】能力目標(biāo)理解平面四桿機(jī)構(gòu)工作特性的工程應(yīng)用?！径恐R(shí)目標(biāo)理解平面四桿機(jī)構(gòu)的幾個(gè)工作特性【三】教學(xué)的重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：平面四桿機(jī)構(gòu)的工作特性。難點(diǎn)：急回特性?！舅摹拷虒W(xué)方法與手段利用動(dòng)畫輔助理解急回特性、死點(diǎn)位置概念，工程案例展示其應(yīng)用。【五】教學(xué)任務(wù)及內(nèi)容任務(wù)知識(shí)點(diǎn)平面四桿機(jī)構(gòu)特性的工程應(yīng)用鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件壓力角和傳動(dòng)角急回特性死點(diǎn)位置一、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件在餃鏈四桿機(jī)構(gòu)中，曲柄存在的條件為： 曲柄為最短構(gòu)件，又稱最短構(gòu)件條件；最短構(gòu)件與最長構(gòu)件長度之和小于或等于其他兩構(gòu)件長度之和，又稱構(gòu)件長度和條 件。結(jié)論：1、在餃鏈四桿機(jī)構(gòu)中，若最短桿與最長桿

2、的長度之和小于或等于其余兩桿長度 之和時(shí)：（1）取最短桿為連架桿，得曲柄搖桿機(jī)構(gòu)；（2）取最短桿為機(jī)架，得雙曲柄機(jī)構(gòu);（3）取最短桿為連桿，得雙搖桿機(jī)構(gòu)。2、在餃鏈四桿機(jī)構(gòu)中，若最短桿與最長桿的長度之和大于其余兩桿長度之和時(shí)， 則不論取哪一個(gè)構(gòu)件為機(jī)架，都只能得到雙搖桿機(jī)構(gòu)。二、壓力角和傳動(dòng)角平面連桿機(jī)構(gòu)不僅要保證實(shí)現(xiàn)預(yù)定的運(yùn)動(dòng)要求，而且應(yīng)當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)效率高，具有良好的傳力 特性。通常以壓力角或傳動(dòng)角表明連桿機(jī)構(gòu)的傳力特性。如圖所示的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，若忽略各桿的質(zhì)量和餃鏈中摩擦力影響，則連桿為二力構(gòu) 件，主動(dòng)件AB通過連桿對從動(dòng)件搖桿CD的作用力F沿BC方向。從動(dòng)件受力方向與受力點(diǎn)速度方向之間的銳角

3、稱壓力角，用a表示。將力F分解成沿 速度七方向的分力F，和垂直于七的分力Fr。Ft= F cosa是推動(dòng)搖桿繞D點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的有效 分力，壓力角愈小，有效分力就愈大，所以可用壓力角的大小來判斷機(jī)構(gòu)的傳力特性。Fr=Fsin偵，不但對搖桿無推動(dòng)作用，反而在鉸鏈處引起摩擦消耗動(dòng)力，因此它是有害分力， 愈小愈好。實(shí)用上為了度量方便，常用壓力角a的余角7判斷機(jī)構(gòu)傳力性能的優(yōu)劣，7角稱為傳動(dòng)角。由圖可知，傳動(dòng)角7是連桿BC與搖桿CD夾的銳角。傳動(dòng)角愈大，機(jī)構(gòu)傳力性能愈好。機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)，傳動(dòng)角是變化的。為使機(jī)構(gòu)正常工作，應(yīng)使最小傳動(dòng)角 7 minN40 50，輕載時(shí)取較小值，重載時(shí)取較大值。三、急回特性e在圖中，

4、設(shè)曲柄AB為主動(dòng)件作勻速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，搖桿CD為從動(dòng)件作往復(fù)擺動(dòng)。曲柄AB 在回轉(zhuǎn)一周的過程中兩次與連桿BC共線，此時(shí)搖桿CD分別位于C1D和C2D兩個(gè)極限位置。 搖桿在兩個(gè)極限位置間的夾角*稱擺角。搖桿在兩極限位置時(shí)，曲柄兩位置間所夾的銳角。 稱為極位夾角。當(dāng)曲柄AB1位置順時(shí)針轉(zhuǎn)過中1 (180+ )到達(dá)AB2位置時(shí)，搖桿由左極限位置C1D擺 到右極限位置C2D，設(shè)經(jīng)歷的時(shí)間為t1，C點(diǎn)的平均速度v1=C1C2/t2；曲柄再由AB2位置轉(zhuǎn) 過甲2 (8 -0)回到AB1位置時(shí)，搖桿自C2D擺回到C1D，設(shè)經(jīng)歷的時(shí)間為t2, C點(diǎn)的平均 速度v2=C2C1/t2。因曲柄作勻速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，經(jīng)歷的時(shí)間

5、與其相應(yīng)的轉(zhuǎn)角成正比，由甲1 甲2， t1t2,所以v2v1。搖桿擺回速度比擺去速度快的性質(zhì)，稱急回特性。v 2與v1的比值， 稱為從動(dòng)件的行程速度比系數(shù)，以K表示。即K =從動(dòng)件空載行程平均速度=v2 = CC2 /12 = t1 = % = 180。+0=從動(dòng)件工作行程平均速度=v： = C：C： /112 = 92 = 180。-0K的大小表示急回的程度。鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)有無急回運(yùn)動(dòng)特性取決于該機(jī)構(gòu)有無極位夾 角0，0角越大，急回運(yùn)動(dòng)特性也越顯著。四、死點(diǎn)在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，如圖所示，若以搖桿CD為主動(dòng)件，當(dāng)搖桿處于兩個(gè)極限位置C1D 和C2D時(shí)，連桿BC與曲柄AB共線，連桿傳給曲柄的力F通過

6、曲柄的回轉(zhuǎn)中心，其力矩為零， 因此不能推動(dòng)曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)。機(jī)構(gòu)的這種位置稱為死點(diǎn)位置。死點(diǎn)位置影響機(jī)構(gòu)的正常傳動(dòng)，因此要設(shè)法使它能順利地通過死點(diǎn)位置。通常是在曲柄 上安裝質(zhì)量較大的飛輪，利用飛輪的慣性使機(jī)構(gòu)按原來的轉(zhuǎn)向通過死點(diǎn)位置，例如拖拉機(jī)、 縫紉機(jī)（它的帶輪亦起飛輪的作用）等。在不宜安裝飛輪時(shí)，可用多組機(jī)構(gòu)錯(cuò)位排列的方法， 即使各組機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置錯(cuò)開，保證機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。工程上有時(shí)也利用死點(diǎn)位置進(jìn)行工作，如電氣開關(guān)上的分合閘機(jī)構(gòu)。小結(jié)：平面連桿機(jī)構(gòu)幾個(gè)工作特性作業(yè)與思考：1、雙搖桿機(jī)構(gòu)的四個(gè)構(gòu)件長度應(yīng)滿足什么條件？2、曲柄存在的條件是什么？3、什么是連桿機(jī)構(gòu)的壓力角、傳動(dòng)角？它們的大小對連桿機(jī)構(gòu)的工作有什么影響