铰链四杆机构学习教案.ppt

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1、铰链铰链(jiolin)四杆机构四杆机构第一页，共36页。平面平面(pngmin)机构运动简图机构运动简图运动运动(yndng)副副回转副回转副移动副移动副低副低副(面接触面接触(jich)低副低副高副高副高副（点、线接触）高副（点、线接触）活塞泵机构活塞泵机构机构简图机构简图第1页/共34页第二页，共36页。机构机构(jgu)自由度计算公式自由度计算公式W0, , W= 主动件个数主动件个数消除消除1个自由度个自由度高副高副消除消除2个自由度个自由度低副低副机构具有确定机构具有确定(qudng)运运动的条件动的条件32LHWnPP3复合铰链复合铰链局部自由度局部自由度虚约束虚约束导路重合的虚

2、约束导路重合的虚约束第2页/共34页第三页，共36页。习题习题(xt)1：计算机构的自由度：计算机构的自由度椭圆规机构椭圆规机构观察视频：观察视频：作用作用(zuyng)？输出构件？输出构件？W W3n3n2P2PL LP PH H 3 3 2 2 3401第3页/共34页第四页，共36页。平面连杆机构的基本型式平面连杆机构的基本型式(xn sh)(xn sh)是铰链四杆机构是铰链四杆机构其余四杆机构均是由铰链四杆机构演化而成的其余四杆机构均是由铰链四杆机构演化而成的二杆二杆(r n)三杆三杆, 不可能不可能(knng).铰链四杆机构铰链四杆机构1.2 铰链四杆机构的基本型式和特征铰链四杆机构

3、的基本型式和特征第4页/共34页第五页，共36页。1.2 铰链四杆机构的基本铰链四杆机构的基本(jbn)型式和特征型式和特征一一.基本基本(jbn)型式型式连架杆连架杆机架机架连杆连杆(lin n)连架杆连架杆曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构双摇杆机构双摇杆机构双曲柄机构双曲柄机构1B2C31B2C34AD第5页/共34页第六页，共36页。结构特点：连架杆结构特点：连架杆1为曲柄，为曲柄，3为摇杆为摇杆运动变换：转动运动变换：转动摇动摇动举例举例(j l)：搅拌器机构、雷达天线机构：搅拌器机构、雷达天线机构1234特性特性(txng)：急回特征急回特征死点死点第6页/共34页第七页，共36页。v结构特

4、点：二连架杆均为曲柄结构特点：二连架杆均为曲柄v运 动 变 换 ： 转 动运 动 变 换 ： 转 动转 动 ， 通 常 二 转 速 不 相 等转 动 ， 通 常 二 转 速 不 相 等(xingdng)(xingdng)v举例：振动筛机构举例：振动筛机构第7页/共34页第八页，共36页。平行四边形机构平行四边形机构结构特点：二曲柄结构特点：二曲柄(qbng)等速等速运动不确定问题运动不确定问题车门开闭机构车门开闭机构反平行四边形机构反平行四边形机构结构结构(jigu)特点：二曲特点：二曲柄转向相反柄转向相反第8页/共34页第九页，共36页。v结构特点：二连架杆均为摇杆结构特点：二连架杆均为摇杆

5、v运动变换：摆动运动变换：摆动(bidng)(bidng)摆动摆动(bidng)(bidng)v举例举例: : 鹤式起重机鹤式起重机第9页/共34页第十页，共36页。 等腰梯形机构等腰梯形机构 实例实例: : 汽车汽车(qch)(qch)前轮转向机构前轮转向机构第10页/共34页第十一页，共36页。2.双曲柄双曲柄(qbng)机构机构插床机构插床机构惯性筛惯性筛3. 双摇杆机构双摇杆机构(jgu)鹤式起重机鹤式起重机飞机起落架飞机起落架第11页/共34页第十二页，共36页。二二. 铰链铰链(jiolin)四杆机构曲柄存在条件四杆机构曲柄存在条件（1 1）曲柄是最短杆；）曲柄是最短杆；（2 2）

6、最短杆长度）最短杆长度+ +最长杆长度最长杆长度 其余两杆长度之和。其余两杆长度之和。曲柄曲柄(qbng)(qbng)存在必存在必要条件要条件: :最短杆长度最短杆长度(chngd)+(chngd)+最长杆长度最长杆长度(chngd) (chngd) 其余两杆长度其余两杆长度(chngd)(chngd)之和。之和。双摇杆机构双摇杆机构: :第12页/共34页第十三页，共36页。变更机架后机构变更机架后机构(jgu)的演化的演化曲柄曲柄(qbng)摇杆机构摇杆机构曲柄曲柄(qbng)摇摇杆机构杆机构双曲柄机构双曲柄机构双摇杆机构双摇杆机构第13页/共34页第十四页，共36页。v推论推论(tuln

7、)1：v当当Lmax+Lmin L(其余两杆长度之和其余两杆长度之和)时时v最短杆是连架杆之一最短杆是连架杆之一 曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构v最短杆是机架最短杆是机架 双曲柄机构双曲柄机构v最短杆是连杆最短杆是连杆 双摇杆机构双摇杆机构v推论推论(tuln)2：v当当Lmax+Lmin L(其余两杆长度之和其余两杆长度之和)时时 双摇杆机构双摇杆机构ABCDabcd第14页/共34页第十五页，共36页。三三. 铰链四杆机构铰链四杆机构(jgu)的特性的特性1. 压力压力(yl)角角和传动角和传动角压力压力(yl)角角从动件受力方向和绝对速度方向的夹角从动件受力方向和绝对速度方向的夹角传动角传动角

8、90- 传动灵活传动灵活: 衡量传力性能衡量传力性能F在在Vc向分力向分力Ft=Fcos诸如颚式破碎诸如颚式破碎机的最小传动机的最小传动角不低于角不低于50；对于小功率仪表对于小功率仪表指针可小于指针可小于40。ABD 和和BCD及余弦定理可计及余弦定理可计算最小传动角。算最小传动角。第15页/共34页第十六页，共36页。死点死点: :传动角为零传动角为零g=0(g=0(连杆与从动件共线连杆与从动件共线(n xin),(n xin),机构顶死机构顶死B1C1B2C24ABCD231Fv=00Fv=00=00C2B2=00BACB1C2. 死点死点传动传动(chundng)角：角：( 90- )

9、=0或或180 第16页/共34页第十七页，共36页。C C防止防止(fngzh)死点死点:(1)利用利用(lyng)惯性惯性(例如缝纫例如缝纫机机)；(2)用机构错列用机构错列(cu li)的的方法；方法；GGEFEF蒸汽机车两侧利用蒸汽机车两侧利用错位排列的两套曲错位排列的两套曲柄滑块机构使车轮柄滑块机构使车轮联动机构通过死点联动机构通过死点第17页/共34页第十八页，共36页。死点死点(s din)的应用防松的应用防松夹紧夹紧(ji jn)机构机构触点开关触点开关第18页/共34页第十九页，共36页。v飞机飞机(fij)(fij)起落架机构起落架机构v折叠家具折叠家具(ji j)(ji

10、j)机构机构=00死点死点(s din)的应用防松的应用防松第19页/共34页第二十页，共36页。3. 急回特性急回特性v当回程所用时间小于工作行程当回程所用时间小于工作行程(xngchng)(xngchng)所用时间时，称该机构具所用时间时，称该机构具有急回特征有急回特征v摆角：摆角： 极位夹角：极位夹角： v1 = const 1 = const v1 = 1 = 1 t1 =1800 + 1 t1 =1800 + v2 = 2 = 1 t2 =1800 - 1 t2 =1800 - vt1 t2 , v2 v1t1 t2 , v2 v1v 急回特性急回特性v行程行程(xngchng)(x

11、ngchng)速比系数速比系数K K v=0 or K=1 无急回特性（平行无急回特性（平行(pngxng)）vq K 急回特征越显著急回特征越显著1jB2C212v2v1 00212112122112180180tttCCtCCvvK/11180 KK 慢快v应用应用(yngyng)：牛头刨、插床（工作：牛头刨、插床（工作形成慢、匀）形成慢、匀）B1C14ABCD231第20页/共34页第二十一页，共36页。1 转动副转化为移动副2 变换构件形态(xngti)3 变更机架4 扩大转动副尺寸连杆连杆连架杆连架杆连架杆连架杆1234ABCD1.4 铰链铰链(jiolin)四杆机构的演化四杆机构的

12、演化 曲柄(qbng)滑块机构导杆机构第21页/共34页第二十二页，共36页。铰链铰链(jiolin)四杆机构四杆机构1B2C34AD曲线导轨曲柄曲线导轨曲柄(qbng)滑块机构滑块机构lCD e 01B24AC3偏置偏置(pin zh)曲柄滑块机曲柄滑块机构构对心曲柄滑块机构对心曲柄滑块机构1B24AC3e3D1B2C4A对对CD杆等效转化杆等效转化转动副变成移动副转动副变成移动副第22页/共34页第二十三页，共36页。v选不同构件选不同构件(gujin)(gujin)作机架作机架机构倒置机构倒置v曲柄曲柄(qbng)滑块机构滑块机构v导杆机构导杆机构(jgu)变更机架变更机架曲柄滑块机构曲

13、柄滑块机构导杆机构导杆机构v曲柄摇块机构曲柄摇块机构v移动导杆机构移动导杆机构曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构移动导杆机构移动导杆机构第23页/共34页第二十四页，共36页。导杆机构导杆机构(jgu)（转动导杆机构（转动导杆机构(jgu)） l1l2原动件原动件牛头刨、插床、回转式油泵牛头刨、插床、回转式油泵l1l2第24页/共34页第二十五页，共36页。A41A4曲柄曲柄(qbng)(qbng)滑块机构滑块机构1B2C31B2C31B2C31B2C31B2C31B2C31B2C31B2C31B2C31B2C31B2C31B2C31B2C31B2C32作机架作机架A41A41A41A41A41A41A

14、41A41A41A41A41A413B2C曲柄曲柄(qbng)(qbng)摇块机构摇块机构 液压作动筒液压作动筒车箱举升机构车箱举升机构第25页/共34页第二十六页，共36页。2B12B12B11BA21BA2A41B2C3曲柄曲柄(qbng)(qbng)滑块机构滑块机构CA43定块机构定块机构(jgu)(jgu)C41BA21BA21BA23手动唧筒机构手动唧筒机构3作机架1B2第26页/共34页第二十七页，共36页。C234A41B2C3曲柄曲柄(qbng)滑块机构滑块机构作机架 A41B2C3导杆机构导杆机构(jgu)C234C234C234C234C234C234C234C234C234C234C234C234回转导杆机构回转导杆机构lBC lAB，导杆导杆AC整周转动整周转动C234C234C234C234AB123C423C423C423C423C423C423C423C423C423C423C423C4lBC 其余两杆长度之和。1. 压力角和传动角。(1)利用惯性(例如缝纫机)。死点的应用防松。选不同构件作机架机构倒置。运动规律多样化、点的运动轨迹多样化。1 实现有轨迹、位置或运动规律要求的运动。感谢您的观看第三十六页，共36页。