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1、機(jī)械學(xué)基礎(chǔ) 課程電子教案 機(jī)械與電子工程學(xué)院 閆鋒欣 西北農(nóng)林科技大學(xué) 2 Review 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 運(yùn)動(dòng)副 回轉(zhuǎn)副 移動(dòng)副 低副 (面接 觸 ) 低副 高副 高副（點(diǎn)、線接觸） 活塞泵機(jī)構(gòu) 機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 平面機(jī)構(gòu)的自由度 機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算公式 W0, W= 主動(dòng)件個(gè)數(shù) 消除 1個(gè)自由度 高副 消除 2個(gè)自由度 低副 機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件 32 LHW n P P 3 復(fù)合鉸鏈 局部自由度 虛約束 導(dǎo)路重合的虛約束 4 習(xí)題 1：計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度 橢圓規(guī)機(jī)構(gòu) 觀察視頻： 作用？ 輸出構(gòu)件？ W 3n 2PL PH 3 2 3 4 0
2、1 平面連桿機(jī)構(gòu)的基本型式是鉸鏈四桿機(jī)構(gòu) 其余四桿機(jī)構(gòu)均是由鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)演化而成的 二桿 三桿 , 不可能 . 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu) 1.2 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本型式和特征 6 1.2 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本型式和特征 一 .基本型式 連架桿 機(jī)架 連桿 連架桿 曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 雙搖桿機(jī)構(gòu) 雙曲柄機(jī)構(gòu) 1 B 2 C 3 4 A D 7 1 . 曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 連架桿 1為曲柄 ， 3為搖桿 運(yùn)動(dòng)變換： 轉(zhuǎn)動(dòng) 搖動(dòng) 舉例： 攪拌器機(jī)構(gòu) 、 雷達(dá)天線機(jī)構(gòu) 1 2 3 4 特性： 急回特征 死點(diǎn) 8 2.雙曲柄機(jī)構(gòu) 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 二連架桿均為曲柄
3、 運(yùn)動(dòng)變換： 轉(zhuǎn)動(dòng) 轉(zhuǎn)動(dòng) ， 通常二轉(zhuǎn)速不相等 舉例： 振動(dòng)篩機(jī)構(gòu) 9 特殊雙曲柄機(jī)構(gòu) 平行四邊形機(jī)構(gòu) 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 二曲柄等速 運(yùn)動(dòng)不確定問(wèn)題 車門開(kāi)閉機(jī)構(gòu) 反平行四邊形機(jī)構(gòu) 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 二曲柄轉(zhuǎn)向相反 10 (3) 雙搖桿機(jī)構(gòu) 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 二連架桿均為搖桿 運(yùn)動(dòng)變換： 擺動(dòng) 擺動(dòng) 舉例 : 鶴式起重機(jī) 11 特殊機(jī)構(gòu) 等腰梯形機(jī)構(gòu) 實(shí)例 : 汽車前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu) 12 2.雙曲柄機(jī)構(gòu) 插床機(jī)構(gòu) 慣性篩 3. 雙搖桿機(jī)構(gòu) 鶴式起重機(jī) 飛機(jī)起落架 13 二 . 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)曲柄存在條件 （ 1）曲柄是最短桿； （ 2）最短桿長(zhǎng)度 +
4、最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度 其余兩桿長(zhǎng)度之和。 曲柄存在必要條件 : 最短桿長(zhǎng)度 +最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度 其余兩桿長(zhǎng)度之和。 雙搖桿機(jī)構(gòu) : 14 變更機(jī)架后機(jī)構(gòu)的演化 曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 雙曲柄機(jī)構(gòu) 雙搖桿機(jī)構(gòu) 15 推論 1： 當(dāng) Lmax+Lmin L(其余兩桿長(zhǎng)度之和 )時(shí) 最短桿是連架桿之一 曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 最短桿是機(jī)架 雙曲柄機(jī)構(gòu) 最短桿是連桿 雙搖桿機(jī)構(gòu) 推論 2： 當(dāng) Lmax+Lmin L(其余兩桿長(zhǎng)度之和 )時(shí) 雙搖桿機(jī)構(gòu) A B C D a b c d 16 三 . 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的特性 1. 壓力角 和傳動(dòng)
5、角 壓力角 從動(dòng)件受力方向和絕對(duì)速度方向的夾角 傳動(dòng)角 90- 傳動(dòng)靈活 : 衡量傳力性能 F在 Vc向分力 Ft=Fcos 諸如顎式破碎 機(jī)的最小傳動(dòng) 角不低于 50 ；對(duì)于小 功率儀表指針 可小于 40 。 ABD 和 BCD 及余弦定理可計(jì) 算最小傳動(dòng)角。 17 死點(diǎn) :傳動(dòng)角為零 g=0(連桿與從動(dòng)件共線 ),機(jī)構(gòu)頂死 B 1 C 1 B2 C2 4 A B C D 2 3 1 F v g=00 Fv g=00 g=00 C 2 B2 g=00 B A C B1 C 2. 死點(diǎn) 傳動(dòng)角： ( 90- )=0或 180 18 C C 防止死點(diǎn) : (1
6、)利用慣性 (例如縫紉機(jī) )； (2)用機(jī)構(gòu)錯(cuò)列的方法； G G E F E F 蒸汽機(jī)車兩側(cè)利 用錯(cuò)位排列的兩 套曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 使車輪聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu) 通過(guò)死點(diǎn) 19 死點(diǎn)的應(yīng)用防松 夾緊機(jī)構(gòu) 觸點(diǎn)開(kāi)關(guān) 20 飛機(jī)起落架機(jī)構(gòu) 折疊家具機(jī)構(gòu) g=00 死點(diǎn)的應(yīng)用防松 21 3. 急回特性 當(dāng)回程所用時(shí)間小于工作行程所用時(shí)間時(shí)，稱該機(jī)構(gòu)具有 急回特征 擺角： 極位夾角： 1 = const 1 = 1 t1 =1800 + 2 = 1 t2 =1800 - t1 t2 , v2 v1 急回特性 行程速比系數(shù) K =0 or K=
7、1 無(wú)急回特性（平行） K 急回特征越顯著 1 j B2 C2 1 2 v2 v1 0 0 2 1 2 1 121 221 1 2 1 8 01 8 0tttCC tCCvvK // 11180 KK 慢 快 應(yīng)用： 牛頭刨、插床（工作形成慢、 勻） B1 C1 4 A B C D 2 3 1 22 1 轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)化為移動(dòng)副 2 變換構(gòu)件形態(tài) 3 變更機(jī)架 4 擴(kuò)大轉(zhuǎn)動(dòng)副尺寸 連桿 連架桿 連架桿 1 2 3 4 A B C D 1.4 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化 曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) 23 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu) 1 B 2 C 3 4 A D 曲線
8、導(dǎo)軌曲柄滑塊機(jī)構(gòu) lCD e 0 1 B 2 4 A C 3 偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 1 B 2 4 A C 3 e 3 D 1 B 2 C 4 A 對(duì) CD桿等效轉(zhuǎn)化 轉(zhuǎn)動(dòng)副變成移動(dòng)副 24 選不同構(gòu)件作機(jī)架 機(jī)構(gòu)倒置 曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) 變更機(jī)架 曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) 曲柄搖塊機(jī)構(gòu) 移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) 曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) 25 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) （轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)） l1l2 原動(dòng)件 牛頭刨 、 插床 、 回轉(zhuǎn)式油泵 l1 l2 26 應(yīng)用 實(shí)例 一 A 4 1 A 4 曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 1 B 2 C 3 1 B 2 C 3 1
9、 B 2 C 3 1 B 2 3 1 B 2 C 3 1 B 2 C 3 1 B 2 C 3 1 B 2 C 3 1 B 2 C 3 1 B 2 C 3 B 2 1 B 2 1 B 2 2作機(jī)架 A 4 1 A 4 1 A 4 A 4 1 A 4 1 A 4 1 A 4 1 A 4 1 A 4 1 A 4 1 A 4 1 3 B 2 C 曲柄搖塊機(jī)構(gòu) 液壓作動(dòng)筒 車箱舉升機(jī)構(gòu) 27 2 B 1 2 B 1 1 應(yīng)用 實(shí)例 二 1 B A 2 1 B A 2 A 4 1 B 2 C 3 曲柄滑塊機(jī)構(gòu) C A 4 3 定塊 機(jī)構(gòu) C 4 1 B A 2 3 手動(dòng)唧筒機(jī)構(gòu) 3作機(jī)架
10、 1 B 2 28 應(yīng)用 實(shí)例 三 C 2 3 4 A 4 1 B 2 C 3 曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 作機(jī)架 A 4 1 B 2 C 3 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) C 2 3 4 C 2 3 4 C 2 3 4 C 2 3 4 C 2 3 4 C 2 3 4 C 2 3 4 C 2 3 4 C 2 3 4 C 2 3 4 C 2 3 4 回轉(zhuǎn)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) lBC lAB， 導(dǎo)桿 AC整周轉(zhuǎn)動(dòng) C 2 3 4 C 2 3 4 C 2 3 4 C 3 4 A B 1 2 3 C 4 2 3 C 4 2 3 C 4 2 3 C 4 2 3 C 4 2 3 C 4 2 3 C 4 2 3 C 4 2 3 C 4
11、2 3 C 4 2 3 C 4 lBC < lAB， 導(dǎo)桿 AC擺動(dòng) 擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) 3 2 C 4 A B 1 29 偏心輪機(jī)構(gòu) 曲柄搖桿機(jī)構(gòu) (擴(kuò)大回轉(zhuǎn)副 ) 偏心輪機(jī)構(gòu) 30 對(duì)心式曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 偏心輪機(jī)構(gòu) 1 B 2 4 A C 3 h=2 lAB 4 C 2 3 1 B A B副擴(kuò)大 偏心輪機(jī)構(gòu) 31 其它 雙移動(dòng)副機(jī)構(gòu) 正弦機(jī)構(gòu) 雙轉(zhuǎn)塊機(jī)構(gòu) (十字滑塊機(jī)構(gòu) ) 正弦機(jī)構(gòu) 雙滑塊機(jī)構(gòu) 正切機(jī)構(gòu) 了解 32 全低副 （ 面接觸 ） ， 承受沖擊力 ， 易潤(rùn)滑 ， 不易磨損 運(yùn)動(dòng)副結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ， 易加工 運(yùn)動(dòng)規(guī)律多樣化 、 點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡多樣化
12、 運(yùn)動(dòng)副累積誤差大 ， 效率低 慣性力難以平衡 ， 不宜用于高速 不能精確實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 ， 設(shè)計(jì)計(jì)算較復(fù)雜 1 2 3 A B C 4 機(jī)架 連桿 連架桿 A 1 B 2 C 3 D 4 4 A 1 2 B 3 C 5 6 D E 平面四桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn) 33 1 實(shí)現(xiàn)有軌跡 、 位置或運(yùn)動(dòng)規(guī)律要求的運(yùn)動(dòng) 2 實(shí)現(xiàn)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)形式及運(yùn)動(dòng)特性的改變 3 實(shí)現(xiàn)較運(yùn)距離的傳動(dòng)或操縱 4 調(diào)節(jié) 、 擴(kuò)大從動(dòng)件行程 5 獲得較大的機(jī)械增益：輸出力 (矩 )與輸入力 (矩 )之比 滿足應(yīng)用？ 34 1 實(shí)現(xiàn)有軌跡、位置或運(yùn)動(dòng)規(guī)律要求的運(yùn)動(dòng) 圓軌跡復(fù)制機(jī)構(gòu) AMF保齡球置瓶機(jī)掃瓶機(jī)構(gòu) C D A B M
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