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机械设计

机械设计教程-4平面四杆机构

时间:2012-03-07 08:50:06   作者:未知   来源:网络文摘   阅读:4341   评论:0

第一讲

一、教学目标
(一)能力目标
能准确判断具体实例属于哪种平面四杆机构类型
()知识目标
熟悉平面四杆机构的基本型式、应用及其演化
二、教学内容
1.平面连杆机构概述
2.平面连杆机构基本类型
3.平面连杆机构的演化
三、教学的重点与难点
(一)重点
平面四杆机构的基本型式、应用及其演化。
()难点
平面四杆机构类型的判断。
四、教学方法与手段
    多媒体教学,采用动画展示平面连杆机构的运动特点,注重启发学生理论联系实际。
4.1 概述
平面连杆机构定义:由若干构件通过低副(铰链或滑道)连接而成的机构。因构件形状多呈杆状,所以称连杆机构。
平面连杆机构的特点:(1)能够进行多种运动形式的转换;(2)构件之间连接处是面接触,单位面积上的压力较小,磨损较慢,可以承受较大载荷;(3)两构件接触表面是圆柱面或平面,制造容易;(4)连接处的间隙造成的积累误差较大;(5)连杆机构运动时产生惯性力,不适用于高速场合。
平面连杆机构的应用:各种机器和仪器中,例如金属加工机床、起重运输机械、采矿机械、农业机械、交通运输机械和仪表等。
4.4  四杆机构的基本型式及演化
平面四杆机构的基本型式是铰链四杆机构。其它型式的四杆机构都可看成是在它的基础上通过演化而成的。
由四个构件用铰链连接而成的机构称为铰链四杆机构。如图所示,机构中固定不动的构件AD称为机架,与机架相连的构件AB和CD称为连架杆。如果连架杆能绕轴线作360 o的回转运动,称为曲柄;若只能在某一角度(小于360°)内摆动,称为摇杆。与机架不相连接的构件BC称为连杆。
铰链四杆机构可按有无曲柄、摇杆,分为以下三种基本型式。
机械设计教程-4平面四杆机构
1、曲柄摇杆机构
定义:在铰链四杆机构中,若两连架杆之一为曲柄,另一个是摇杆,此机构称为曲柄摇杆机构。
应用:在曲柄摇杆机构中,当曲柄为主动件时,可将曲柄的连续回转运动转换成摇杆的往复摆动。如雷达天线俯仰角调整机构。当摇杆为主动件时,可将摇杆的往复摆动转换成曲柄的连续回转运动,如缝纫机踏板机构。
机械设计教程-4平面四杆机构              机械设计教程-4平面四杆机构
雷达天线俯仰角调整机构                  缝纫机踏板机构 
2、双曲柄机构
定义:铰链四杆机构中,若两连架杆均为曲柄时,此机构称为双曲柄机构。
在双曲机构中,如果两曲柄的长度不相等,主动曲柄等速回转一周,从动曲柄变速回转一周,如惯性筛。如果两曲柄的长度相等,且连杆与机架的长度也相等,称为平行双曲柄机构。这种机构运动的特点是两曲柄的角速度始终保持相等,在机器中应用也很广泛,如机车车轮联动机构。
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惯性筛                                机车车轮联动机构
3、双摇杆机构
定义:铰链四杆机构中,若两连架杆均为摇杆时,此机构称为双摇杆机构。
在双摇杆机构中,两摇杆可分别为主动件,当主动摇杆摆动时,通过连杆带动从动摇杆作摆动运动。如码头起重机中的双摇杆机构,当CD摇杆摆动时,连杆BC上悬挂重物的点M近似水平直线移动。
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码头起重机
4.4.2 平面四杆机构的演化
1、曲柄滑块机构
如图所示,由曲柄AB、连杆BC、滑块C及机架组成的平面连杆机构,称为曲柄滑块机构。
机械设计教程-4平面四杆机构
在曲柄滑块机构中,若曲柄为主动件,当曲柄连续回转时,通过连杆带动滑块作往复直线运动;反之,若滑块为主动件,当滑块作往复直线运动时,通过连杆带动曲柄作连续回转运动。
2、导杆机构
导杆机构由曲柄、滑块、导杆和机架组成。
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1)摆动导杆机构
如图所示,若L4>L1,则该机构称为摆动导杆机构,它由曲柄、滑块、摆动导杆和机架组成。在摆动导杆机构中,当曲柄连续转动时,滑块一方面沿着导杆滑动,另一方面带动导杆绕铰链A往复摆动。摆动导杆机构常用作回转式油泵、插床和等的传动机构。
2)转动导杆机构
L4<L1,则该机构称为转动导杆机构,构件3为转动导杆。如牛头刨床机构。
3、摇块机构和定块机构
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1)摇块机构
如图所示为摇块机构的简图。当曲柄为主动件转动或摆动时,连杆相对滑块滑动,并一起绕C点摆动。例如卡车自动卸料机构就是应用的摇块机构。
2)定块机构
在曲柄滑块机构中,若取滑块为机架,则得到定块机构。定块机构常用于抽水机筒中。
4、偏心轮机构
在实际生产中,当传递力较大,滑块行程又较小,曲柄也就很短,以致于曲柄两端很难安装铰销时,往往用一个回转中心与几何中心不相重合的偏心轮代替曲柄,连杆的一端有大圆环套在偏心轮上,这种机构称偏心轮机构。
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这种机构常用于冲床、剪床等机器中。
小结:
1.平面连杆机构概述
2.平面连杆机构基本类型
3.平面连杆机构的演化
作业与思考:
1、铰链四杆机构有那几种基本型式?各有什么特点?
2、铰链四杆机构可以通过那几种方式演变成其它型式的四杆机构?试说明曲柄摇块机构是如何演化而来的?
3、什么是偏心轮机构?它主要用于什么场合?
该文章所属专题:机械设计教程

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