中職機電類機械基礎(chǔ)(主編林菊娥+北理工版)課件：第1章+常用機構(gòu)及其功能介紹022014238917360

1、1.1 鉸鏈四桿機構(gòu)2.死點位置的概念及其作用死點位置的概念及其作用當(dāng)曲柄與連桿處于共線位置時，這時驅(qū)動力對從動件的回轉(zhuǎn)當(dāng)曲柄與連桿處于共線位置時，這時驅(qū)動力對從動件的回轉(zhuǎn)力矩等于零。因此，無論作用力有多大，也不能推動曲柄轉(zhuǎn)力矩等于零。因此，無論作用力有多大，也不能推動曲柄轉(zhuǎn)動，使機構(gòu)處于卡死狀態(tài)，且轉(zhuǎn)向不確定，機構(gòu)的這種位置動，使機構(gòu)處于卡死狀態(tài)，且轉(zhuǎn)向不確定，機構(gòu)的這種位置就叫死點位置?？p紉機踏板機構(gòu)就叫死點位置?？p紉機踏板機構(gòu)(圖圖1-16)中。死點位置影中。死點位置影響機構(gòu)的正常傳遞運動，因此應(yīng)設(shè)法加以克服。通常是在從響機構(gòu)的正常傳遞運動，因此應(yīng)設(shè)法加以克服。通常是在從動件曲柄上安裝飛

2、輪，利用飛輪的運動慣性，使機構(gòu)按原來動件曲柄上安裝飛輪，利用飛輪的運動慣性，使機構(gòu)按原來的轉(zhuǎn)向通過死點位置。在取搖桿為主動件、曲柄為從動件的的轉(zhuǎn)向通過死點位置。在取搖桿為主動件、曲柄為從動件的曲柄搖桿機構(gòu)中曲柄搖桿機構(gòu)中(圖圖1-17 )，死點位置有兩個。，死點位置有兩個。上一頁 下一頁返回圖圖1-16 縫紉機踏板機構(gòu)運動簡圖縫紉機踏板機構(gòu)運動簡圖返回圖圖1-17 柄搖桿機構(gòu)的兩個死點位置柄搖桿機構(gòu)的兩個死點位置返回1.1 鉸鏈四桿機構(gòu)死點位置的特殊性使其常常在實際應(yīng)用中能實現(xiàn)一定的工作死點位置的特殊性使其常常在實際應(yīng)用中能實現(xiàn)一定的工作要求。如圖要求。如圖1-18所示的飛機起落架收放機構(gòu)，放

3、下機輪后，所示的飛機起落架收放機構(gòu)，放下機輪后，從動桿從動桿CD與連桿與連桿BC共線。當(dāng)飛機著陸時，機輪上雖然受到共線。當(dāng)飛機著陸時，機輪上雖然受到很大的作用力很大的作用力F，但因機構(gòu)處于死點位置，所以起落架不會，但因機構(gòu)處于死點位置，所以起落架不會收起，從而提高了起落架工作的可靠性。圖收起，從而提高了起落架工作的可靠性。圖1-19所示為一所示為一種鉆床連桿式快速夾具。當(dāng)通過手柄種鉆床連桿式快速夾具。當(dāng)通過手柄(即連桿即連桿BC)施加外力施加外力F，使連桿使連桿BC與連架桿與連架桿CD成一直線，這時構(gòu)件連架桿成一直線，這時構(gòu)件連架桿AB的左端的左端夾緊工件。夾緊工件。上一頁返回下一頁圖圖1-1

4、8 飛機起落架收放機構(gòu)飛機起落架收放機構(gòu)返回圖圖1-19 夾緊機構(gòu)夾緊機構(gòu)返回1.1 鉸鏈四桿機構(gòu)鉸鏈四桿機構(gòu)3.壓力角和傳動角壓力角和傳動角(1)壓力角壓力角是衡量一個機構(gòu)的力傳遞性能好壞的主要壓力角壓力角是衡量一個機構(gòu)的力傳遞性能好壞的主要標(biāo)志。如圖標(biāo)志。如圖1-20所示的曲柄搖桿機構(gòu)中，曲柄所示的曲柄搖桿機構(gòu)中，曲柄AB為主動件。為主動件。AB桿經(jīng)過連桿桿經(jīng)過連桿BC作用于作用于CD桿上桿上C點的力為點的力為F,F可分解為沿可分解為沿點點C速度方向的分力速度方向的分力 及沿及沿CD方向的分力方向的分力 ;分力分力 經(jīng)經(jīng)CD桿桿作用在鉸鏈作用在鉸鏈D上，由圖可知上，由圖可知其中是作用在從動

5、件上力的方向和從動件受力點的速度方向其中是作用在從動件上力的方向和從動件受力點的速度方向之間所夾銳角之間所夾銳角 ，稱為機構(gòu)的壓力角。從上式可見，壓力角，稱為機構(gòu)的壓力角。從上式可見，壓力角越小，有效分力越小，有效分力 越大，而越大，而 越小，對機構(gòu)越有利越小，對機構(gòu)越有利上一頁 下一頁返回tFnFnFcosFFttFnF圖圖1-20 壓力角和傳動角壓力角和傳動角返回1.1 鉸鏈四桿機構(gòu)鉸鏈四桿機構(gòu)(2)傳動角為了度量的方便，令傳動角為了度量的方便，令 。 是壓力角的余是壓力角的余角，稱為傳動角。顯然，壓力角角，稱為傳動角。顯然，壓力角 越小，或者傳動角越小，或者傳動角 越大，越大，使從動桿運

6、動的有效分力就越大，對機構(gòu)傳動越有利。使從動桿運動的有效分力就越大，對機構(gòu)傳動越有利。運轉(zhuǎn)時其傳動角是變化的，為了保證機構(gòu)傳動性能良好，設(shè)運轉(zhuǎn)時其傳動角是變化的，為了保證機構(gòu)傳動性能良好，設(shè)計時一般應(yīng)使，計時一般應(yīng)使， ，對高速大功率機械應(yīng)使，對高速大功率機械應(yīng)使 。為此，必須確定為此，必須確定 時機構(gòu)的位置并檢驗時機構(gòu)的位置并檢驗 的值的值是否大于等于上述的許用值。是否大于等于上述的許用值。鉸鏈四桿機構(gòu)運轉(zhuǎn)時，其最小傳動角出現(xiàn)的位置可由下述方鉸鏈四桿機構(gòu)運轉(zhuǎn)時，其最小傳動角出現(xiàn)的位置可由下述方法求得。法求得。上一頁 下一頁返回0900min400min50minmin1.1 鉸鏈四桿機構(gòu)鉸鏈

7、四桿機構(gòu)如圖如圖1-21(a)所示的偏置曲柄滑塊機構(gòu)中，當(dāng)曲柄為主動件所示的偏置曲柄滑塊機構(gòu)中，當(dāng)曲柄為主動件時，傳動角時，傳動角 為連桿為連桿BC與導(dǎo)路垂線的夾角。當(dāng)曲柄處于垂直與導(dǎo)路垂線的夾角。當(dāng)曲柄處于垂直于導(dǎo)路方向位置且于導(dǎo)路方向位置且B點距導(dǎo)路中心位置最大時，可得到最小點距導(dǎo)路中心位置最大時，可得到最小傳動角傳動角 。對于對心曲柄滑塊機構(gòu)，其最小傳動角。對于對心曲柄滑塊機構(gòu)，其最小傳動角 也也可同樣確定。在圖可同樣確定。在圖1-21(b)所示的導(dǎo)桿機構(gòu)中，當(dāng)曲柄為主所示的導(dǎo)桿機構(gòu)中，當(dāng)曲柄為主動件且不考慮摩擦?xí)r，滑塊動件且不考慮摩擦?xí)r，滑塊2對導(dǎo)桿對導(dǎo)桿3的作用力方向始終垂直的作用力

8、方向始終垂直于導(dǎo)桿，而導(dǎo)桿上力作用點的速度方向也總是垂直于導(dǎo)桿，于導(dǎo)桿，而導(dǎo)桿上力作用點的速度方向也總是垂直于導(dǎo)桿，因此，壓力角始終等于零，傳動角恒等于因此，壓力角始終等于零，傳動角恒等于 ，所以導(dǎo)桿，所以導(dǎo)桿機構(gòu)的傳力性能好。機構(gòu)的傳力性能好。上一頁 下一頁返回minmin090圖圖1-21 曲柄滑塊機構(gòu)、導(dǎo)桿機構(gòu)的曲柄滑塊機構(gòu)、導(dǎo)桿機構(gòu)的最小傳動角的位置最小傳動角的位置返回1.1 鉸鏈四桿機構(gòu)鉸鏈四桿機構(gòu)4.急回特性急回特性在曲柄搖桿機構(gòu)中在曲柄搖桿機構(gòu)中(見圖見圖1-22)，曲柄，曲柄AB以等角速度以等角速度 順時順時針回轉(zhuǎn)，自針回轉(zhuǎn)，自 ，回轉(zhuǎn)到，回轉(zhuǎn)到 即轉(zhuǎn)過角度即轉(zhuǎn)過角度 時，搖桿

9、時，搖桿CD 自自 擺動到擺動到 ，擺動的角度為，擺動的角度為 ，曲柄，曲柄AB繼續(xù)由繼續(xù)由 回轉(zhuǎn)到回轉(zhuǎn)到 ，轉(zhuǎn)過的角度為，轉(zhuǎn)過的角度為 ，由圖可知，由圖可知 ，曲柄，曲柄AB在作等速轉(zhuǎn)動時，搖桿在作等速轉(zhuǎn)動時，搖桿CD在極限位置間作往復(fù)擺動，且在極限位置間作往復(fù)擺動，且往復(fù)兩次擺動所用時間不等，平均速度也不相同。往復(fù)兩次擺動所用時間不等，平均速度也不相同。通常搖桿由通常搖桿由 擺動到擺動到 的過程為機構(gòu)中從動件的工作行的過程為機構(gòu)中從動件的工作行程，搖桿由程，搖桿由 擺動到擺動到 的過程作為從動件的空回行程，的過程作為從動件的空回行程，以使空回行程的時間縮短，有利于提高生產(chǎn)率。以使空回行程的

10、時間縮短，有利于提高生產(chǎn)率。上一頁 下一頁返回1AB2AB1DC1DC22AB1AB212DC1DC2DC2DC1圖圖1-22曲柄搖桿機構(gòu)曲柄搖桿機構(gòu)返回1.1 鉸鏈四桿機構(gòu)鉸鏈四桿機構(gòu)機構(gòu)的急回特性用急回特性系數(shù)機構(gòu)的急回特性用急回特性系數(shù)K機構(gòu)有無急回特性，取決于機構(gòu)有無急回特性，取決于K的值。的值。K 1時，機構(gòu)有急回特時，機構(gòu)有急回特性，并且性，并且K值越大，急回特性越顯著值越大，急回特性越顯著上一頁 下一頁返回00212112180180ttvvK度從動件工作行程平均速從動件空行程平均速度1.1 鉸鏈四桿機構(gòu)鉸鏈四桿機構(gòu)1.1.4 鉸鏈四桿機構(gòu)的衍生形式鉸鏈四桿機構(gòu)的衍生形式 鉸鏈四

11、桿機構(gòu)常見的衍生形式有鉸鏈四桿機構(gòu)常見的衍生形式有:導(dǎo)桿機構(gòu)、曲柄滑塊機構(gòu)、導(dǎo)桿機構(gòu)、曲柄滑塊機構(gòu)、曲柄搖塊機構(gòu)和定塊機構(gòu)。這里介紹前兩種常用的衍生形成。曲柄搖塊機構(gòu)和定塊機構(gòu)。這里介紹前兩種常用的衍生形成。1.導(dǎo)桿機構(gòu)簡介導(dǎo)桿機構(gòu)簡介 連架桿中至少有一個構(gòu)件為導(dǎo)桿的平面四桿機構(gòu)稱為導(dǎo)桿機連架桿中至少有一個構(gòu)件為導(dǎo)桿的平面四桿機構(gòu)稱為導(dǎo)桿機構(gòu)。導(dǎo)桿機構(gòu)可以看成是改變曲柄滑塊機構(gòu)中固定件的位置構(gòu)。導(dǎo)桿機構(gòu)可以看成是改變曲柄滑塊機構(gòu)中固定件的位置衍生而成。導(dǎo)桿是機構(gòu)中與另一運動構(gòu)件組成移動副的構(gòu)件。衍生而成。導(dǎo)桿是機構(gòu)中與另一運動構(gòu)件組成移動副的構(gòu)件。(1)擺動導(dǎo)桿機構(gòu)如圖擺動導(dǎo)桿機構(gòu)如圖1-23

12、(a)所示的曲柄滑塊機構(gòu)，當(dāng)取所示的曲柄滑塊機構(gòu)，當(dāng)取桿桿1為固定件時，即可得到為固定件時，即可得到 1-23 (b),(c)所示的導(dǎo)桿機構(gòu)。所示的導(dǎo)桿機構(gòu)。上一頁 下一頁返回圖圖1-23導(dǎo)桿機構(gòu)擺動導(dǎo)桿機構(gòu)導(dǎo)桿機構(gòu)擺動導(dǎo)桿機構(gòu)返回1.1 鉸鏈四桿機構(gòu)鉸鏈四桿機構(gòu)(2)轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機構(gòu)如圖轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機構(gòu)如圖1-24(a)所示為回轉(zhuǎn)式液壓泵，其中所示為回轉(zhuǎn)式液壓泵，其中缸體缸體4相當(dāng)于導(dǎo)桿，當(dāng)缸體相當(dāng)于導(dǎo)桿，當(dāng)缸體4繞定軸繞定軸A轉(zhuǎn)動，構(gòu)件轉(zhuǎn)動，構(gòu)件2繞另一定繞另一定軸軸B轉(zhuǎn)動時，活塞轉(zhuǎn)動時，活塞3沿缸體相對移動。圖沿缸體相對移動。圖1-24(b)為回轉(zhuǎn)式為回轉(zhuǎn)式液壓泵轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機構(gòu)運動簡圖。因液壓泵轉(zhuǎn)

13、動導(dǎo)桿機構(gòu)運動簡圖。因BC AB，當(dāng)桿，當(dāng)桿2整周回整周回轉(zhuǎn)時，桿轉(zhuǎn)時，桿4也作整周的回轉(zhuǎn)，這種導(dǎo)桿機構(gòu)稱為轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機也作整周的回轉(zhuǎn)，這種導(dǎo)桿機構(gòu)稱為轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機構(gòu)。構(gòu)。(3)曲柄搖塊機構(gòu)如圖曲柄搖塊機構(gòu)如圖1-25所示為牛頭刨床中擺動導(dǎo)桿機構(gòu)所示為牛頭刨床中擺動導(dǎo)桿機構(gòu)的應(yīng)用實例。桿的應(yīng)用實例。桿BC為主動件，作等速回轉(zhuǎn)運動?？梢姅[動導(dǎo)為主動件，作等速回轉(zhuǎn)運動?？梢姅[動導(dǎo)桿機構(gòu)具有急回特性。為實現(xiàn)滑枕作往復(fù)直線運動，在機架桿機構(gòu)具有急回特性。為實現(xiàn)滑枕作往復(fù)直線運動，在機架A處導(dǎo)桿的導(dǎo)槽中設(shè)置了一個滑塊，使導(dǎo)桿在擺動時滑塊能處導(dǎo)桿的導(dǎo)槽中設(shè)置了一個滑塊，使導(dǎo)桿在擺動時滑塊能上下移動。上下移動。

14、下一頁返回上一頁圖圖1-24 回轉(zhuǎn)式液壓泵中的轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿回轉(zhuǎn)式液壓泵中的轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機構(gòu)機構(gòu)返回圖圖1-25牛頭創(chuàng)床中的擺動導(dǎo)桿機構(gòu)牛頭創(chuàng)床中的擺動導(dǎo)桿機構(gòu)圖曲柄搖塊機構(gòu)圖曲柄搖塊機構(gòu)返回1.1 鉸鏈四桿機構(gòu)鉸鏈四桿機構(gòu)如圖如圖1-26所示為曲柄搖塊機構(gòu)在自卸裝置中的應(yīng)用實例。所示為曲柄搖塊機構(gòu)在自卸裝置中的應(yīng)用實例。車廂車廂(桿桿1)可繞車架可繞車架(機架機架2)，活塞桿，活塞桿(導(dǎo)桿導(dǎo)桿4)、液壓缸、液壓缸(搖搖塊塊3)可繞車架上的可繞車架上的C點擺動，當(dāng)液壓缸中的活塞桿運動時，點擺動，當(dāng)液壓缸中的活塞桿運動時，車廂繞車廂繞B點轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)到一定角度時貨物自動卸下。點轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)到一定角度時貨物自動卸下

15、。(4)定塊機構(gòu)當(dāng)取構(gòu)件定塊機構(gòu)當(dāng)取構(gòu)件3為固定件時，此機構(gòu)通常以桿為固定件時，此機構(gòu)通常以桿1為主為主動件，桿動件，桿1回轉(zhuǎn)時，桿回轉(zhuǎn)時，桿2繞繞C點擺動，桿點擺動，桿4僅相對固定滑塊作僅相對固定滑塊作往復(fù)移動。圖往復(fù)移動。圖1-27所示手搖泵中的定塊機構(gòu)，當(dāng)搖動手柄所示手搖泵中的定塊機構(gòu)，當(dāng)搖動手柄2時，活塞時，活塞4便在缸體便在缸體3中作往復(fù)移動，實現(xiàn)泵水的動作。中作往復(fù)移動，實現(xiàn)泵水的動作。上一頁 下一頁返回圖圖1-26自卸裝置中的曲柄自卸裝置中的曲柄搖塊機構(gòu)圖搖塊機構(gòu)圖 1-車廂車廂;2-車架車架;3-液壓缸液壓缸;4-活塞桿活塞桿返回圖圖1-27定塊機構(gòu)在手搖泵中的應(yīng)用定塊機構(gòu)在手

16、搖泵中的應(yīng)用1-連桿連桿;2-手柄手柄;3-缸體缸體;4-活塞活塞返回1.1 鉸鏈四桿機構(gòu)鉸鏈四桿機構(gòu)2.曲柄滑塊機構(gòu)簡介曲柄滑塊機構(gòu)簡介 曲柄滑塊機構(gòu)是由一個曲柄和一個滑塊組成的平面四桿機構(gòu)，曲柄滑塊機構(gòu)是由一個曲柄和一個滑塊組成的平面四桿機構(gòu)，其中的滑塊是由曲柄搖桿機構(gòu)中的搖桿演化而來的。當(dāng)搖桿其中的滑塊是由曲柄搖桿機構(gòu)中的搖桿演化而來的。當(dāng)搖桿CD的長度趨向無窮大，原來沿圓弧作往復(fù)運動的的長度趨向無窮大，原來沿圓弧作往復(fù)運動的C點變成沿點變成沿直線作往復(fù)移動，也就是搖桿變成了沿導(dǎo)軌往復(fù)運動的滑塊，直線作往復(fù)移動，也就是搖桿變成了沿導(dǎo)軌往復(fù)運動的滑塊，曲柄搖桿機構(gòu)就演化成如圖曲柄搖桿機構(gòu)就演化成如圖1-28所示的曲柄滑塊機構(gòu)。所示的曲柄滑塊機構(gòu)。曲柄滑塊機構(gòu)在機械中應(yīng)用廣泛