平面四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動特性.ppt

1 復(fù)習(xí)舊課 問題1 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中各個構(gòu)件的名稱是什么 搖桿 連桿 曲柄 機(jī)架 機(jī)架 2 連桿 1 3 連架桿 問題2 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)有哪三種基本形式 問題3 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中存在曲柄的條件 1 最短桿與最長桿長度之和小于或等于其它兩桿長度之和 稱為桿長之和條件 2 連架桿和機(jī)架中必有一桿是最短桿 2 平面四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動特性 問題1 觀察曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動 回答柄搖桿機(jī)構(gòu)中曲柄和搖桿的運(yùn)動各有什么特點(diǎn) 問題2 搖桿在空回行程和工作行程往復(fù)擺動的過程中 哪個行程運(yùn)動速度較快 一 急回特性 我們再來看上圖的曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 曲柄為主動件逆時針勻速轉(zhuǎn)動 當(dāng)搖桿從右向左擺動時速度較慢 從左向右擺動時速度較快 也就是說搖桿的返回速度較快 我們稱它具有急回運(yùn)動特性 為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢 下面我們來分析 問題搖桿在兩個極限位置時 所對應(yīng)的曲柄和連桿處于怎樣的位置關(guān)系 在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中 當(dāng)曲柄與連桿兩次共線時 搖桿位于兩個極限位置 簡稱極位 此時輸入構(gòu)件曲柄相對應(yīng)位置之間所夾角的銳角 稱為極位夾角 工作行程當(dāng)曲柄以 逆時針轉(zhuǎn)過180 時 搖桿從C2D位置擺到C1D 所花時間為t1 平均速度為V1 則有 空回行程當(dāng)曲柄以 繼續(xù)轉(zhuǎn)過180 時 搖桿從C1D位置擺到C2D 所花時間為t2 平均速度為V2 則有 推導(dǎo)結(jié)果 因曲柄轉(zhuǎn)角不同 故搖桿來回擺動時間不一樣 平均速度也不相等 t1 t2 V2 V1 急回特性的定義 主動件等速旋轉(zhuǎn)時 作往復(fù)運(yùn)動的從動件在空回行程中的平均速度大于工作行程的平均速度的這種運(yùn)動特性稱為急回特性 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的急回運(yùn)動程度可以用行程速比因數(shù)K來表示 K等于從動件空回行程的平均速度與工作行程的平均速度之比 只要 0 機(jī)構(gòu)就具有急運(yùn)動 并且 越大 K值越大 急回程度就越高 但機(jī)構(gòu)的平穩(wěn)性下降 故 可通過分析機(jī)構(gòu)中是否存在極位夾角 以及 的大小來判斷機(jī)構(gòu)是否有急回運(yùn)動以及急回運(yùn)動的程度 行程速比因數(shù)K 總結(jié)歸納 平面四桿機(jī)構(gòu)具有急回特性的條件 主動件作整周回轉(zhuǎn)運(yùn)動 從動件往返運(yùn)動且有極位 從動件存在兩極位時 主動件相應(yīng)的有極位夾角 且極位夾角 0 注意 4 拓展延伸 1 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的急回特性 2 擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)的急回特性 因?yàn)閺膭蛹瑝K導(dǎo)路的中心線不通過曲柄的回轉(zhuǎn)中心 c1 c2為滑塊的兩極限位置 極位夾角存在 故該機(jī)構(gòu)具有急回特性 滑塊行程不是曲柄長度的兩倍 偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 因滑塊導(dǎo)路的中心線通過曲柄的回轉(zhuǎn)中心 從動件滑塊位于極限位置時 無極位夾角 故機(jī)構(gòu)無急回特性 滑塊行程不是曲柄長度的兩倍 廣泛應(yīng)用于蒸汽機(jī) 內(nèi)燃機(jī)以及各種沖壓機(jī)器中 對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)的急回特性 該機(jī)構(gòu)具有急回運(yùn)動性質(zhì) 且具有最好的傳力性能 常用于牛頭刨床 插床等 應(yīng)用實(shí)例牛頭刨床主機(jī)構(gòu) 插床導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) 機(jī)構(gòu)急回特性的應(yīng)用實(shí)例 拓展應(yīng)用 設(shè)計目的 通過演示牛頭刨床主機(jī)構(gòu) 插床導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的實(shí)際工作過程 讓學(xué)生觀察分析 分組討論 從而得到急回特性的意義 利用機(jī)構(gòu)的急回特性 可縮短非生產(chǎn)工作時間 提高工作效率 這樣可以使學(xué)生對急回特性的應(yīng)用有了進(jìn)一步的感性認(rèn)識 實(shí)例1 牛頭刨主機(jī)構(gòu) 這是一個六桿機(jī)構(gòu) 曲柄整周勻速轉(zhuǎn)動 帶動刨刀往復(fù)移動 該機(jī)構(gòu)利用擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的急回特性使刨刀快速退回 縮短非生產(chǎn)工作時間 以提高工作效率 實(shí)例2 插床導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) 利用擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的急回特性使插刀快速退回 縮短非生產(chǎn)工作時間以提高工作效率 你用過縫紉機(jī)嗎 當(dāng)你踩縫紉機(jī)踏板時 由于操作不當(dāng) 遇到過踩不動或使縫紉機(jī)飛輪反轉(zhuǎn)的情況嗎 這是為什么呢 二 死點(diǎn)位置 F V 1 死點(diǎn)的概念曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中 搖桿為主動件 曲柄為從動件 當(dāng)連桿與從動曲柄共線時 機(jī)構(gòu)的傳動角 0 90 此時搖桿CD通過連桿作用于從動曲柄AB上的力恰好通過曲柄回轉(zhuǎn)中心 故出現(xiàn)了不能使曲柄AB轉(zhuǎn)動的卡死現(xiàn)象 機(jī)構(gòu)的這種連桿與從動件共線 傳動角為零時的位置稱為機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置或死點(diǎn) 死點(diǎn) 死點(diǎn) 復(fù)習(xí) 壓力角 從動件受力方向與受力點(diǎn)線速度方向之間所夾的銳角 A B C D 傳動角 壓力角的余角 也等于連桿與從動件之間所夾的銳角 注意 平面四桿機(jī)構(gòu)是否存在 死點(diǎn) 取決于從動件與連桿是否共線 總結(jié)機(jī)構(gòu)具有死點(diǎn)位置的條件 a 主動件為搖桿 b 從動件與連桿共線 即 壓力角為 90 傳動角 0 機(jī)構(gòu)處于死點(diǎn)位置 從動件會出現(xiàn)卡死 機(jī)構(gòu)自鎖 或運(yùn)動方向不確定的現(xiàn)象 1 死點(diǎn)的利用在工程中也常常應(yīng)用死點(diǎn)位置實(shí)現(xiàn)工作要求 如工件加緊機(jī)構(gòu) 飛機(jī)起落架等 連桿2與連架桿3共線 此時不管N多大 作用在1上的力由2傳給3時總是通過3的回轉(zhuǎn)中心D 無法使其轉(zhuǎn)動 2 死點(diǎn)的利弊 應(yīng)用實(shí)例1 工件加緊機(jī)構(gòu) BC CD共線 機(jī)構(gòu)處于死點(diǎn)位置 承受著陸時的地面反力 作用于CD的力通過其鉸鏈中心D 故起落架不會反轉(zhuǎn) 搖桿CD不會轉(zhuǎn)動 從而使飛機(jī)的降落更加安全可靠 應(yīng)用實(shí)例2 飛機(jī)起落架 0 F 飛機(jī)起落架機(jī)構(gòu) 2 死點(diǎn)的缺陷對于傳動機(jī)構(gòu) 存在死點(diǎn)位置是一個缺陷 常采用下列措施使機(jī)構(gòu)順利通過死點(diǎn)位置 克服死點(diǎn)的措施 利用系統(tǒng)的慣性 如縫紉機(jī)的腳踏機(jī)構(gòu) 利用多組機(jī)構(gòu)錯列 如火車輪機(jī)構(gòu) 應(yīng)用實(shí)例1 縫紉機(jī)的腳踏機(jī)構(gòu) 腳踏機(jī)構(gòu)將踏板的往復(fù)擺動變換為帶輪的單向轉(zhuǎn)動 就是借助帶輪的慣性通過死點(diǎn)位置 并使帶輪轉(zhuǎn)向不變的 利用慣性 應(yīng)用實(shí)例2 火車輪機(jī)構(gòu) 利用兩組機(jī)構(gòu)錯開排列 5 演練反饋 扣住本節(jié) 我設(shè)置了五個習(xí)題 通過學(xué)生的回答 教師歸納總結(jié)使學(xué)生更好的區(qū)分急回特性和死點(diǎn)產(chǎn)生條件的不同 1 當(dāng)曲柄為原動件時 具有急回特性的機(jī)構(gòu)有 A曲柄搖桿機(jī)構(gòu)B偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)C擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)D雙曲柄機(jī)構(gòu) 2 有急回特性的平面連桿機(jī)構(gòu)的行程速度變化系數(shù) A K 1B K 1 K 1D K 1 3 極位夾角越大 機(jī)構(gòu)的急回特性越顯著 判斷 4 已知曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的行程速比因素數(shù)K為1 4 求極位夾角 5 如圖所示 30 該機(jī)構(gòu)的行程速比因數(shù)k為多少 6 課堂小結(jié) 在演練反饋的基礎(chǔ)上 我采用對比法總結(jié)出本節(jié)重點(diǎn)內(nèi)容 急回特性和死點(diǎn)產(chǎn)生的條件 加深學(xué)生印象 機(jī)構(gòu)具有死點(diǎn)位置的條件 主動件為搖桿 從動件與連桿共線 即 壓力角為 90 傳動角 0 平面四桿機(jī)構(gòu)具有急回特性的條件 主動件作整周回轉(zhuǎn)運(yùn)動 從動件往返運(yùn)動且有極位 從動件存在兩極位時 主動件相應(yīng)的有極位夾角 且極位