单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第二章,平面连杆机构,第二章平面连杆机构,教,学,目,标,教学目标,1,、,知识目标,：,掌握平面机构的组成、类型及主,要特性。,2,、,能力目标,：,能绘制平面机构运动简图；能对,平面机构运动特性进行分析。,3,、,教育目标,：,从平面机构的应用和分析中感受,平面机构的重要作用，激发学生自我学习的能,力和热情，让学生在合作学习中学会交流、相,互评价，提高学生的合作意识与能力。,教学目标教学目标1、知识目标：掌握平面机构的组成、类型及主要,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。,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,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。,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,?,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,认识平面机构,绘制运动简图,分析运动特点,平面机构分析任务分解,?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,子任务一：认识平面机构,子任务一：认识平面机构,平面连杆机构：构件间用低副连接而成的平面机构,运动副,构,件,运,动,四杆机构：,具有四个构件的低副机构,铰链机构,1,2,3,4,平面机构基本概念,平面连杆机构：构件间用低副连接而成的平面机构运动副构件运动四,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。,由于低副,是面接触，压,强低，磨损量,小,制造方,便，容易获,得较高的精,度,容易实,现常见的转,动、移动及,其转换,低副中存,在的间隙不易,消除，会引起,运动误差,特点,1,特点,2,特点,3,特点,4,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,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,1,2,3,4,铰链四杆机构的组成,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,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,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,A,B,C,1,2,4,3,D,雷达天线俯仰机构,曲柄摇杆机构的应用,ABC1243D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,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,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,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,推论曲柄摇杆机构运动特点：摆动等速转动,惯性筛机构,A,B,D,C,1,2,3,4,E,6,双曲柄机构的应用,惯性筛机构ABDC1234E6双曲柄机构的应用,双曲柄机构特例,1,：,平行四边形机构,A,B,D,C,升降平台,天平,火车轮,双曲柄机构特例1：平行四边形机构ABDC升降平台天平火车轮,耕地,料斗,D,C,A,B,双曲柄机构特例,1,：平行四边形机构,播种机料斗机构,耕地料斗DCAB双曲柄机构特例1：平行四边形机构播种机料斗机,绘图仪,双曲柄机构特例,1,：平行四边形机构,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,A,B,C,D,AB = CD,BC = AD,B,C,平行四边形机构特征,平行四边形简图,?两曲柄同向同速转动?两连架杆等长且平行，连杆作平动ABCD,双曲柄机构特例,2,：,反向平行四边形机构,车门开闭机构,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,A,B,C,D,AB = CD,BC = AD,B,C,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,推论ABCDAB = CDBC = ADBC双曲柄机构双,鹤式起重机,Q,A,B,C,D,E,双摇杆机构的应用,鹤式起重机QABCDE双摇杆机构的应用,双摇杆机构的应用,A,B,C,D,双摇杆机构的应用ABCD,A,B,D,C,E,汽车转向机构,双摇杆机构特例,：等腰梯形机构,ABDCE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,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,子任务二：绘制机构简图,子任务二：绘制机构简图,绘制机构简图,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？,绘制机构简图问题1：通常采用怎样的符号来表达平面机构？问题2,平面机构常用表达符号,平面机构常用表达符号,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,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,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,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,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,子任务三：分析运动特点,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,?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,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？,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,C,l,1,l,2,4,l,3,A,B,D,C,?,l,1,l,2,l,4,l,3,B,?,A,A,B,?,?,C,?,?,D,l,1,l,2,l,4,l,3,3,2,4,1,l,l,l,l,?,?,?,?,?,由,B,?,C,?,D,可得：,3,1,4,2,),(,l,l,l,l,?,?,?,3,4,2,1,l,l,l,l,?,?,?,?,?,2,1,4,3,),(,l,l,l,l,?,?,?,2,4,3,1,l,l,l,l,?,?,?,?,?,曲柄存在的条件：,曲柄存在的条件,项,目,结,果,由,B,?,C,?,D,可得：,Cl1l24l3ABDC?l1l2l4l3B?AAB?C?,曲柄存在的条件,?,+,?,3,2,4,1,l,l,l,l,?,?,?,3,4,2,1,l,l,l,l,?,?,?,3,1,l,l,?,同理，可得：,4,1,l,l,?,?,?,?,2,1,l,l,?,?,+,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。,曲柄存在的条件?+?3241llll?3421llll?,?,l,min,+,l,max,l,余,1,+,l,余,2,；,?,最短杆为机架或连架杆。,C,l,1,l,2,l,4,l,3,A,B,D,若,l,min,+,l,max,其余两杆长度和,最短杆为机架,双曲柄机构,最短杆的邻,杆为机架,曲柄摇杆机构,最短杆的对,边为机架,双摇杆机构,N,，无整转副,Y,，存在整转副,曲柄存在的条件,?lmin+lmax l余1+l余2；?最短杆为机架或连架,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？,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,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,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,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。,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,请欣赏美景,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,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,C,?,?,1,且,2,1,t,t,?,?,2,1,?,?,?,?,1,2,v,v,?,?,A,B,C,A,2,B,2,C,D,1,2,3,4,2,?,?,1,B,1,C,1,?,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。,曲柄,摇杆,工作行程,回程,1,B,1,?,2,B,2,B,1,B,2,?,1,t,2,t,2,1,C,C,2,1,C,C,?,1,1,2,1,1,t,C,C,v,?,2,2,1,2,t,C,C,v,?,机构的特性,C?1且21tt?21?12vv?ABCA2B2,摇杆处于极限位置时曲柄之间所夹锐角。,定义：,（角）速度,输出构件工作行程平均,）速度,输出构件回程平均（角,?,K,1,2,v,v,?,2,1,t,t,?,2,1,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,180,180,K,行程速比系数,K,1,1,180,?,?,?,K,K,?,?,?,?,?,?,?,?,?,180,180,1,2,1,2,2,1,/,/,t,C,C,t,C,C,?,极位夹角,机构的特性,摇杆处于极限位置时曲柄之间所夹锐角。定义：（角）速度输出构件,（,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,:,F,F,“,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,（1）定义：摇杆为主动件，且连杆与曲柄两次共线时，有：此时无,死点的工程应用,死点的工程应用,工,件,夹具,A,B,C,D,1,2,3,4,工件,P,Q,死点的工程应用,工件夹具ABCD1234工件PQ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,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,1.,回转副转化成移动副,曲柄摇杆机构,回转副, 移动副,曲柄滑块机构,演化：,知识扩展,铰链四杆机构的演化,1. 回转副转化成移动副曲柄摇杆机构回转副 移动副曲柄滑,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,曲柄滑块机构（偏距e）对心曲柄滑块机构，e=0类型应用偏置曲,曲柄滑快机构,2.,扩大回转副,演化：,扩大回转副,B,偏心轮机构,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：扩大回转副B偏心轮机构知,3,、机架置换（选取不同的构件为机架）,AB,为曲柄，,CD,为摇杆,A,、,B,-,周转副（整转副）,C,、,D,-,摆转副,1,2,3,4,双曲柄机构,曲柄摇杆机构,双摇杆机构,曲柄摇杆机构,知识扩展,铰链四杆机构的演化,3、机架置换（选取不同的构件为机架）AB为曲柄，CD为摇杆A,3,1,4,A,2,B,C,曲柄滑块机构,3,1,4,A,2,B,C,导杆机构,转动导杆机构,摆动导杆机构,定块机构,3,1,4,A,2,B,C,摇块机构,3,1,4,A,2,B,C,知识扩展,铰链四杆机构的演化,314A2BC曲柄滑块机构314A2BC导杆机构转动导杆机构,牛头刨床,A,B,D,C,1,2,4,3,C,2,C,1,A,B,D,C,E,1,2,3,4,5,6,小型刨床,导杆机构的应用,演化后机构的应用,牛头刨床ABDC1243C2C1ABDCE123456小型刨,B,2,3,4,C,1,A,自卸卡车举升机构,A,C,B,1,2,3,4,3,1,4,A,2,B,C,摇块机构的应用,演化后机构的应用,B234C1A自卸卡车举升机构ACB1234314A2BC摇,3,1,4,A,2,B,C,定块机构,手摇唧筒,B,C,3,2,1,4,A,A,B,C,3,2,1,4,定块机构的应用,演化后机构的应用,314A2BC定块机构手摇唧筒BC3214AABC3214定,1,2,3,4,双滑块机构的应用,演化后机构的应用,1234双滑块机构的应用演化后机构的应用,滨,州,职,业,学,院,BinZhou V,ocational College,机,械,设,计,基,础,THANKS,滨州职业学院BinZhou Vocational Colle,?,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,?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,请欣赏美景,请欣赏美景,不同杆做机架机构的演化,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,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,内燃机配置飞轮,缝纫机配置飞轮,缝纫机配置飞轮,火车车轮错列布置,火车车轮错列布置,A,B,C,1,2,4,3,D,A,B,D,C,1,2,3,4,E,6,耕地,料斗,D,C,A,B,回顾前面所学内容,ABC1243DABDC1234E6耕地料斗DCAB回顾前面,