第3章平面连杆机构.docx
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第3章平面连杆机构
授课题目:
第3章平面连杆机构
3.1铰链四杆机构的基本类型和应用
3.2铰链四杆机构的演化
3.3相邻两构件作整周转动的条件
授课方式
(请打√)
理论课√讨论课□实验课□习题课□其他□
课时
安排
2
教学大纲要求:
铰链四杆机构的基本类型和应用;铰链四杆机构的演化;曲柄存在的条件。
教学目的、要求(分掌握、熟悉、了解三个层次):
掌握铰链四杆机构的基本类型;
掌握铰链四杆机构的演化方法;
掌握曲柄存在的条件。
教学重点及难点:
重点:
铰链四杆机构的演化;曲柄存在的条件。
难点:
曲柄存在的条件。
作业、讨论题、思考题:
思考题3-1、3-4
习题3-1、3-2
课后总结分析:
总结铰链四杆机构的演化结果;曲柄存在的条件。
教学内容
备注
第3章平面连杆机构
一、基本概念
连杆机构:
是由若干个刚性构件通过低副联接而组成的机构,所以又称为低副机构。
平面连杆机构:
所有的构件都在同一平面或平行平面内运动的连杆机构。
四杆机构:
是平面连杆机构中应用最广泛、结构最简单而且最具代表性的平面低副机构。
二、平面连杆机构的特点
1、优点
1)适用于传递较大的动力,常用于动力机械。
2)依靠运动副元素的几何形面保持构件间的相互接触,且易于制造,易于保证所要求的制造精度
3)能够实现多种运动轨迹曲线和运动规律,工程上常用来作为直接完成某种轨迹要求的执行机构
2、缺点
1)不宜于传递高速运动。
2)可能产生较大的运动累积误差。
3.1铰链四杆机构的基本类型和应用
构件之间的连接全部是转动副的四杆机构,称为铰链四杆机构。
如图3—1所示为一铰链四杆机构。
固定不动的杆4为机架。
与机架相连的杆1和杆3称为连架杆,其中能作整周回转的称为曲柄,只能在小于360º的一定范围内摆动的则称为摇杆。
连接两连架杆的杆2称为连杆。
图3—1
对于铰链四杆机构,按照其连架杆是曲柄还是摇杆,可分为以下三种型式:
曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。
3.1.1曲柄摇杆机构
两连架杆中一个为曲柄,另一个为摇杆的铰链四杆机构,称为曲柄摇杆机构。
如图3—2所示的雷达天线俯仰机构和图3—3所示的缝纫机踏板机构。
图3—2雷达天线俯仰机构图3—3缝纫机踏板机构
3.1.2双曲柄机构
两个连架杆都是曲柄的铰链四杆机构,称为双曲柄机构。
如图3—4所示的惯性筛的四杆机构就属于这种机构。
图3—4
当双曲柄机构中的四个杆件满足相对两杆平行且长度相等时,称为平行双曲柄机构或平行四边形机构。
它的运动特点是:
两曲柄则以相同的角速度同向转动,而连杆作平移运动。
如图3—5所示的火车联动机构和图3—6所示的摄影平台升降机构。
图3—5火车联动机构图3—6摄影平台升降机构
如果从动曲柄的转向发生反转,则该机构称为反平行四边形机构。
车门开闭机构,就利用反平行四边形机构的两曲柄转向相反的特性,使两车门同时打开或关闭,如图3—7所示。
图3—7
3.1.3双摇杆机构
两个连架杆都是摇杆的铰链四杆机构,称为双摇杆机构。
如图3—8所示的飞机起落架和图3—9所示的汽车、拖拉机等的前轮转向机构。
图3—8图3—9
3.2铰链四杆机构的演化
3.2.1将转动副转化为移动副
这种方法是通过改变构件的形状和相对尺寸,把转动副转化为移动副,从而形成滑块机构。
图3—10c所示为一个偏置曲柄滑块机构。
a)b)c)
图3—10
3.2.2取不同构件为机架
1.低副的运动可逆性用低副联接的两构件之间的相对运动关系,不因选取哪个构件为相对固定的构件而改变,这种特性称为低副的运动可逆性。
2.选取不同构件为机架实现机构的演化以低副运动的可逆性为基础,可提供选取不同构件作为机架实现机构的演化。
如图3—11a所示的曲柄摇杆机构,若选取构件1为机架,便演化为双曲柄机构,如图3—11b所示;若选取构件2为机架,便演化为另一曲柄摇杆机构,如图3—11c所示;若选取构件3为机架,便演化为双摇杆机构,如图3—11d所示。
(a)(b)(c)(d)
图3—11
图3—12a所示的曲柄滑块机构,若选构件1为机架,则演化为转动导杆机构,如图3—12b所示。
若选构件2为机架,则演化为曲柄摇块机构,如图3—12c所示。
若选构件3为机架,这时机构就演化成为直动导杆机构(也称定块机构),如图3—12d所示。
(a)(c)
(b)(d)
图3—12
3.2.3扩大转动副尺寸
如图3—13a所示的曲柄滑块机构,当曲柄的尺寸很小时,由于结构和强度的需要,常通过扩大转动副B的尺寸,将曲柄改作成为一个如图3—13c所示的几何中心与回转中心不重合的圆盘,此圆盘称为偏心轮,这种机构称为偏心轮机构。
(a)(b)
(c)
图3—13
3.3相邻两构件作整周转动的条件
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- 平面 连杆机构
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