2016机械设计基础（高教版第五版）精品教案：第2章平面四杆机构.docVIP

授课内容：第2章 平面四杆机构 目的要求:了解铰链四杆机构的基本型式和特性、铰链四杆机构有整转副的条件 重点难点：重点：平面四杆机构的基本特性 难点：平面四杆机构的基本特性 计划学时：2 第一节 铰链四杆机构的基本型式和特性 1）曲柄摇杆机构:两连架杆中，一个为曲柄，而另一个为摇杆。 2）双曲柄机构 两连架杆均为曲柄。 3）双摇杆机构 两连架杆均为摇杆。 急回特性 v1 =C1C2/t1 v2 =C1C2/t2 (1=180°+θ, (2=180°-θ ∵ (1(2 , ∴ t1t2 , v1v2 行程速比系数 K = 输出件空回行程的平均速度 输出件工作行程的平均速度 θ=180°（K-1）/（K+1） 机构的死点位置 摇杆为主动件，且连杆与曲柄两次共线时，有:γ＝0 此时机构不能运动，称此位置为：“死点” 避免措施：两组机构错开排列，如火车轮机构;靠飞轮的惯性 第二节 铰链四杆机构有整转副的条件 平面四杆机构具有整转副可能存在曲柄 整转副存在的条件最长杆与最短杆的长度之和应≤其他两杆长度之和 整转副是由最短杆（曲柄）与其邻边组成的 当满足杆长条件时，说明存在整转副，当选择不同的构件作为机架时，可得不同的机构。如 曲柄摇杆1 、曲柄摇杆2 、双曲柄、 双摇杆机构 授课内容：第2章 平面四杆机构（§2.3—§2.4） 目的要求:了解铰链四杆机构的基本型式和特性、铰链四杆机构有整转副的条件 重点难点：重点：平面四杆机构的基本特性 难点：平面四杆机构的基本特性 计划学时：2 2.3 铰链四杆机构的演化 通过前面的学习，我们知道在铰链四杆机构中，可根据两连架杆是曲柄还是摇杆，把铰链四杆机构分为三种基本形式——曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构，而后两种可视为曲柄摇杆机构取不同构件作为机架的演变。通过用移动副取代回转副、变更杆件长度、变更机架和扩大回转副等途径，还可以得到铰链四杆机构的其他演化形式。下面我们分别用几幅图来说明。 2.3.1 曲柄滑块机构 请看下图所示的曲柄滑块机构。 曲柄滑块机构 2.3.2 曲柄滑块机构的演化 1．导杆机构 见下图的曲柄滑块机构演化的导杆机构。 曲柄滑块机构的演化 2．摇块机构 见下所示的卡车车厢自动翻转卸料机构。 自卸货车 3．定块机构 见下图所示的抽水唧筒。 抽水唧筒 2.3.3 双滑块机构 双滑块机构：是具有两个移动副的四杆机构。我们可以认为是铰链四杆机构两杆长度趋于无穷大演化而成。 下图所示的这种机构中的两种，一种是从动件3的位移与原动件转角的正切成正比，称为正切机构。另外一种是从动件3的位移与原动件转角的正弦成正比，称为正弦机构。 正切机构 正弦机构 2.3.4 偏心轮机构 再来看下图所示的为偏心轮机构。杆1为圆盘，其几何中心为。因运动时该圆盘绕偏心转动，故称偏心轮。，之间的距离称为偏心距。按照相对运动关系，可画出该机构的运动简图。偏心轮是回转副扩大到包括回转副而形成的，偏心距即是曲柄的长度。 偏心轮机构 2.4 平面四杆机构的设计 平面四杆机构的设计归纳起来主要有两类问题: 1．按照给定从动件的运动规律（位置、速度、加速度）设计四杆机构； 2．按照给定轨迹设计四杆机构。 平面四杆机构的设计方法： 1.???????? 图解法：直观清晰 2.???????? 解析法：结果精确 3.???????? 实验法：简便易行 2.4.1 按给定的行程速度变化系数设计四杆机构 铰链四杆机构在下所示的曲柄摇杆机构中，已知行程速度变化系数、摇杆的长度和摆动的角度，要求设计四杆机构。 设计步骤如下: 1．计算极位夹角， 。 2．任意选定转动副的位置，并按的长度和角大小画出摇杆的两个极限位置和。 3．连接，过作，过作直线垂直于，与相交于点。作三点的外接圆，则圆弧上任意一点与连线的夹角。故曲柄的回转中心应在圆弧上。若再给定其他辅助条件，如机架转动副间的距离，或处的传动角，则点的位置便可完全确定。 按行程速度变化系数设计铰链四杆机构 4．点位置确定后，按曲柄摇杆机构极限位置，曲柄与连杆共线的原理可得 ，由此可求出 曲柄长度 连杆长度 2.4.2 按给定连杆的两个或三个位置设计四杆机构 如下所示，是连杆要通过的三个位置，该四杆机构可如下求得: 按给定连杆三个位置设计四杆机构 1．连接。 2．分别作的中垂线，两条中垂线相交于点。 3．分别作的中垂线，两条中垂线相