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第二章 平面连杆机构,教学目标,教学目标,教学重点与难点,教学重点与难点,教学重点：平面机构类型判定、机构简图、运动特点教学难点：平面机构简图的绘制、类型的判定方法以及运动特性（急回特性、死点）产生的原因,教学关键：通过对生活中机构的观察，消除学生对平面机构的陌生感，确保运动简图的绘制及机构分析的具体实施。,平面机构分析,任务：绘制机构简图并分析运动特点,仔细观察生活中常使用的机械，如缝纫机、公交车门启闭装置、电扇摇头机构，要求绘制其运动简图并分析其运动特点。,类型的判定 机构的特性 知识拓展,常用表达符号 运动简图绘制步骤 案例分析,平面机构基本概念 铰链四杆机构组成 铰链四杆机构类型,平面机构分析任务分解,子任务一：认识平面机构,铰链机构,平面机构基本概念,较难准确实现预定的连续的运动规律，设计方法复杂； 惯性力难以平衡； 运动副有间隙，磨损后间隙难以补偿。,平面机构基本概念,铰链四杆机构：构件间用四个转动副相连的平面四杆机构组成（如右图）： 机架：固定件（构件4） 连杆：不直接与机架相连的杆（构件2） 连架杆：与机架相连的杆（构件1、3）,连架杆,曲柄：作整周转动的连架杆,摇杆：仅能在某一角度内摆动的连架杆,铰链四杆机构的组成,曲柄摇杆机构,双曲柄机构,双摇杆机构,两连架杆中：一个是曲柄；一个是摇杆的铰链四杆机构,两个连架杆都是曲柄的铰链四杆机构,两个连架杆都是摇杆的铰链四杆机构,铰链四杆机构基本类型,雷达天线俯仰机构,曲柄摇杆机构的应用,曲柄摇杆机构的应用,飞剪,汽车刮雨器,曲柄摇杆机构的应用,搅拌机,曲柄摇杆机构的应用,推 论,曲柄摇杆机构运动特点：,摆 动,等速转动,惯性筛机构,双曲柄机构的应用,双曲柄机构特例1：平行四边形机构,升降平台,天平,火车轮,双曲柄机构特例1：平行四边形机构,播种机料斗机构,绘图仪,双曲柄机构特例1：平行四边形机构,两曲柄同向同速转动,两连架杆等长且平行，连杆作平动,平行四边形机构特征,平行四边形简图,双曲柄机构特例2：反向平行四边形机构,车门开闭机构,推 论,双曲柄机构,双曲柄机构的运动特点：,普通双曲柄机构 主动曲柄等速转动 从动曲柄变速转动,平行双曲柄机构 两曲柄转动的角速度始终相等,反向双曲柄机构 双曲柄的转向相反，且长度也相等,鹤式起重机,双摇杆机构的应用,双摇杆机构的应用,汽车转向机构,双摇杆机构特例：等腰梯形机构,双摇杆机构运动特点：,摆动 摆动（摆幅相等或不相等）,双摇杆机构,推 论,子任务二：绘制机构简图,绘制机构简图,导入.,问题1：通常采用怎样的符号来表达 平面机构？,问题2：假设我们已经掌握了规定的 表达平面机构的符号，那么 我们怎么运用这些符号表达 出机构的简图呢？,平面机构常用表达符号,平面机构常用表达符号,平面机构简图绘制步骤,案例分析,绘制简图步骤： （1）、分析：偏心轮2以O为圆心做旋转运动，滑块4做直线移动 （2）、件1与件2，件2与件3，件3与件4构成转动副；件4与机架构成移动副 （3）、如图测出相对位置 （4）、运用平面机构表达符号在图纸上表达出来，见左下图,绘制简图提示,要点：1、绘制简图时注意去掉与运动无关的结构部分 2、运动部分要抽象成刚性构件 3、绘图时只绘制与运动有关的结构要求：1、每组每位同学绘制一张A4图纸，具体绘制哪个 机构由小组讨论决定，但小组内必须为不同机构。 2、在图纸右侧详细说明整个绘图步骤,子任务三：分析运动特点,养成良好学习习惯，是节省学习时间和提高学习效率的最为基本的方法 此刻打盹，你将做梦；而此刻学习，你将圆梦 今天学习不努力，明天努力找工作 相信自己我们可以,学习寄语,铰链四杆机构类型,1、铰链四杆机构运动特点？2、如何判定机构属于哪种类型？,由BCD可得：,曲柄存在的条件：,曲柄存在的条件,由BCD可得：,曲柄存在的条件,+,同理，可得：,+,曲柄存在条件：,最短杆与最长杆的长度和小于等于其余两杆长度和杆长条件；最短杆是机架或连架杆,推论：四杆机构满足杆长条件时，其最短杆两端均为周转副。, lmin+lmax l余1+l余2；, 最短杆为机架或连架杆。,讨论,N，无整转副,Y，存在整转副,曲柄存在的条件,机构运动分析,？,上述各简图分别表示的是什么机构，有怎样的运动特点？,课下分组完成任务提示,要点：1、注意平面机构的类型 2、注意主动件的确定 3、注意平面机构工作特性要求：1、由小组成员共同对第一阶段任务形成的平 面机构的简图进行分析，并拿出所有机构运动 特点分析结论。 2、由小组推举一人进行汇报 3、小组互评，教师点评,教学板书,一、铰链四杆机构存在曲柄的条件： （1）最短杆与最长杆的长度之和，小于或等于其余两杆长度之和； （2）连架杆和机架中必有一个是最短杆。二、根据上述曲柄存在条件可得以下推论： 杆长条件存在，则 a、取最短杆的相邻杆为机架时，得曲柄摇杆机构； b、取最短杆为机架时，得双曲柄机构； c、取与最短杆相对的杆为机架时，得双摇杆机构。 杆长条件不存在，则只能得双摇杆机构。,请欣赏美景,一、急回特性和急回特性系数,当主动曲柄等速转动时，作往复运动的从动件，在工作行程有较慢的平均速度，而在回程有较快的平均速度。,机构的特性,曲柄摇杆机构 1=C，当曲柄转动一周，曲柄与连杆共线两次，摇杆处于两极限位置。,机构的特性,摇杆处于极限位置时曲柄之间所夹锐角。,定义：,行程速比系数 K,极位夹角 ,机构的特性,（1）定义：摇杆为主动件，且连杆与曲柄两次共线时，有：此时无论施多大力，均不能使曲柄转动，且方向无法确定，称此位置为:,“死点”,克服的方法：,安装飞轮，利用惯性克服死点（例如：内燃机、缝纫机）多个机构错位排列（例如：火车车轮）,二、死点位置,机构的特性,死点的工程应用,夹具,死点的工程应用,运动分析提示,要点：1、注意平面机构的类型 2、注意主动件的确定 3、注意平面机构工作特性要求：1、由小组成员共同对第一阶段任务形成的平 面机构的简图进行分析，并拿出所有机构运动 特点分析结论。 2、由小组推举一人进行汇报,1. 回转副转化成移动副,曲柄摇杆机构,曲柄滑块机构,演化：,知识扩展铰链四杆机构的演化,曲柄滑块机构（偏距e）对心曲柄滑块机构， e=0,类型,应用,偏置曲柄滑块机构，e0,滑块运动线与曲柄回转中心共线,活塞式内燃机，空气压缩机，冲床等。,滑块运动线与曲柄回转中心不共线,特点：曲柄等速回转，滑块具有急 回特性。,知识扩展铰链四杆机构的演化,曲柄滑快机构,2. 扩大回转副,演化：,偏心轮机构,知识扩展铰链四杆机构的演化,知识扩展铰链四杆机构的演化,导杆机构,转动导杆机构,摆动导杆机构,定块机构,摇块机构,知识扩展铰链四杆机构的演化,牛头刨床,小型刨床,导杆机构的应用,演化后机构的应用,摇块机构的应用,演化后机构的应用,手摇唧筒,定块机构的应用,演化后机构的应用,双滑块机构的应用,演化后机构的应用,滨 州 职 业 学 院BinZhou Vocational College,机 械 设 计 基 础,谢谢!,THANKS,养成良好学习习惯，是节省学习时间和提高学习效率的最为基本的方法 此刻打盹，你将做梦；而此刻学习，你将圆梦 今天学习不努力，明天努力找工作 相信自己我们可以,学习寄语,请欣赏美景,不同杆做机架机构的演化,摆动导杆机构,转动导杆机构,导杆机构的演示,内燃机配置飞轮,缝纫机配置飞轮,火车车轮错列布置,回顾前面所学内容,