1、机械学基础机械学基础课程电子教案课程电子教案机械与电子工程学院机械与电子工程学院闫锋欣闫锋欣西北农林科技大学西北农林科技大学2Review平面机构运动简图平面机构运动简图运动副运动副回转副回转副移动副移动副低副低副(面接触面接触)低副低副高副高副高副（点、线接触）高副（点、线接触）活塞泵机构活塞泵机构机构简图机构简图平面机构的自由度平面机构的自由度机构自由度计算公式机构自由度计算公式W0,W=主动件个数主动件个数消除消除1个自由度个自由度高副高副消除消除2个自由度个自由度低副低副机构具有确定运动的条件机构具有确定运动的条件3复合铰链复合铰链局部自由度局部自由度虚约束虚约束导路重合的虚约束导路重
2、合的虚约束4习题习题1：计算机构的自由度：计算机构的自由度椭圆规机构椭圆规机构观察视频：观察视频：作用？作用？输出构件？输出构件？W W3n3n2P2PL LP PH H 3 3 2 2 34 01平面连杆机构的基本型式是平面连杆机构的基本型式是铰链四杆机构铰链四杆机构其余四杆机构均是由铰链四杆机构演化而成的其余四杆机构均是由铰链四杆机构演化而成的二杆二杆三杆三杆,不可能不可能.铰链四杆机构铰链四杆机构1.2 铰链四杆机构的基本型式和特征铰链四杆机构的基本型式和特征61.2 铰链四杆机构的基本型式和特征铰链四杆机构的基本型式和特征一一.基本型式基本型式连架杆连架杆机架机架连杆连杆连架杆连架杆曲
3、柄摇杆机构曲柄摇杆机构双摇杆机构双摇杆机构双曲柄机构双曲柄机构1B2C31B2C34AD71.曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构结构特点：结构特点：连架杆连架杆1为曲柄，为曲柄，3为摇杆为摇杆运动变换：运动变换：转动转动摇动摇动举例：举例：搅拌器机构、搅拌器机构、雷达天线机构雷达天线机构1234特性：特性：急回特征急回特征死点死点82.双曲柄机构双曲柄机构v结构特点：结构特点：二连架杆均为曲柄二连架杆均为曲柄v运动变换：运动变换：转动转动转动，通常二转速不相等转动，通常二转速不相等v举例：举例：振动筛机构振动筛机构9特殊双曲柄机构特殊双曲柄机构平行四边形机构平行四边形机构结构特点：结构特点：二曲柄等速二
4、曲柄等速运动不确定问题运动不确定问题车门开闭机构车门开闭机构反平行四边形机构反平行四边形机构结构特点：结构特点：二曲柄转向相反二曲柄转向相反10(3)双摇杆机构双摇杆机构 v结构特点：结构特点：二连架杆均为摇杆二连架杆均为摇杆v运动变换：运动变换：摆动摆动摆动摆动v举例举例:鹤式起重机鹤式起重机11特殊机构特殊机构等腰梯形机构等腰梯形机构实例实例:汽车前轮转向机构汽车前轮转向机构122.双曲柄机构双曲柄机构插床机构插床机构惯性筛惯性筛3.双摇杆机构双摇杆机构鹤式起重机鹤式起重机飞机起落架飞机起落架13二二.铰链四杆机构曲柄存在条件铰链四杆机构曲柄存在条件（1 1）曲柄是最短杆；）曲柄是最短杆；
5、2 2）最短杆长度）最短杆长度+最长杆长度最长杆长度 其余两杆长度之和。其余两杆长度之和。曲柄存在必要条件曲柄存在必要条件:最短杆长度最短杆长度+最长杆长度最长杆长度 其余两杆长度之和。其余两杆长度之和。双摇杆机构双摇杆机构:14变更机架后机构的演化变更机架后机构的演化曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构双曲柄机构双曲柄机构双摇杆机构双摇杆机构15v推论推论1：v当当Lmax+Lmin L(其余两杆长度之和其余两杆长度之和)时时最短杆是连架杆之一最短杆是连架杆之一 曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构最短杆是机架最短杆是机架 双曲柄机构双曲柄机构最短杆是连杆最短杆是连杆 双摇杆机构双摇杆机构
6、v推论推论2：v当当Lmax+Lmin L(其余两杆长度之和其余两杆长度之和)时时 双摇杆机构双摇杆机构ABCDabcd16三三.铰链四杆机构的特性铰链四杆机构的特性1.压力角压力角和传动角和传动角压力角压力角从动件受力方向和绝对速度方向的夹角从动件受力方向和绝对速度方向的夹角传动角传动角90-传动灵活传动灵活:衡量传力性能衡量传力性能F在在Vc向分力向分力Ft=Fcos诸如颚式破碎诸如颚式破碎机的最小传动机的最小传动角不低于角不低于50；对于小功率；对于小功率仪表指针可小仪表指针可小于于40。ABD 和和BCD及余弦定理可计及余弦定理可计算最小传动角。算最小传动角。17死点死点:传动角为零传
7、动角为零g g=0(=0(连杆与从动件共线连杆与从动件共线),),机构顶死机构顶死B1C1B2C24ABCD231=00=00=00C2B2=00BACB1C2.死点死点传动角：传动角：(90-)=0或或180 18C C防止死点防止死点:(1)利用利用惯性性(例如例如缝纫机机)；(2)用机构用机构错列的方法；列的方法；GGEFEF蒸汽机车两侧利蒸汽机车两侧利用错位排列的两用错位排列的两套曲柄滑块机构套曲柄滑块机构使车轮联动机构使车轮联动机构通过死点通过死点19死点的死点的应用防松用防松夹紧机构夹紧机构触点开关触点开关20v飞机起落架机构飞机起落架机构v折叠家具机构折叠家具机构=00死点的死点
8、的应用防松用防松213.急回特性急回特性v当回程所用时间小于工作行程所用时间时，称该机构具有当回程所用时间小于工作行程所用时间时，称该机构具有急回特征急回特征v摆角：摆角：极位夹角：极位夹角：v 1=const v 1=1 t1=1800+v 2=1 t2=1800-vt1 t2,v2 v1v 急回特性急回特性v行程速比系数行程速比系数K K v=0 or K=1 无急回特性（平行）无急回特性（平行）v K 急回特征越显著急回特征越显著1jB2C212v2v1慢快v应用：应用：牛头刨、插床（工作形成慢、匀）牛头刨、插床（工作形成慢、匀）B1C14ABCD231221 转动副转化为移动副2 变换
9、构件形态3 变更机架4 扩大转动副尺寸连杆连杆连架杆连架杆连架杆连架杆1234ABCD1.4 铰链四杆机构的演化铰链四杆机构的演化 曲柄滑块机构导杆机构23铰链四杆机构铰链四杆机构1B2C34AD曲线导轨曲柄滑块机构曲线导轨曲柄滑块机构lCD e 01B24AC3偏置曲柄滑块机构偏置曲柄滑块机构对心曲柄滑块机构对心曲柄滑块机构1B24AC3e3D1B2C4A对对CD杆等效转化杆等效转化转动副变成移动副转动副变成移动副24v选不同构件作机架选不同构件作机架机构倒置机构倒置v曲柄滑块机构曲柄滑块机构v导杆机构导杆机构变更机架变更机架曲柄滑块机构曲柄滑块机构导杆机构导杆机构v曲柄摇块机构曲柄摇块机构
10、v移动导杆机构移动导杆机构曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构移动导杆机构移动导杆机构25导杆机构导杆机构（转动导杆机构）（转动导杆机构）l1l2原动件原动件牛头刨、插床、回转式油泵牛头刨、插床、回转式油泵l1l226应用应用实例实例一一A41A4曲柄滑块机构曲柄滑块机构1B2C31B2C31B2C31B2C31B2C31B2C31B2C31B2C31B2C31B2C31B2C31B2C31B2C31B2C32作机架作机架A41A41A41A41A41A41A41A41A41A41A41A413B2C曲柄摇块机构曲柄摇块机构 液压作动筒液压作动筒车箱举升机构车箱举升机构272B12B12B1应用应用实例实
11、例二二1BA21BA2A41B2C3曲柄滑块机构曲柄滑块机构CA43定块定块机构机构C41BA21BA21BA23手动唧筒机构手动唧筒机构3作机架1B228应用应用实例实例三三C234A41B2C3曲柄滑块机构曲柄滑块机构作机架 A41B2C3导杆机构导杆机构C234C234C234C234C234C234C234C234C234C234C234C234回转导杆机构回转导杆机构lBC lAB，导杆导杆AC整周转动整周转动C234C234C234C234AB123C423C423C423C423C423C423C423C423C423C423C423C4lBC lAB，导杆导杆AC摆动摆动摆动导
12、杆机构摆动导杆机构32C4AB129偏心轮机构偏心轮机构v曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构(扩大回转副扩大回转副)v偏心轮机构偏心轮机构30v对心式曲柄滑块机构对心式曲柄滑块机构v偏心轮机构偏心轮机构1B24AC3h=2 lAB4C231BA B副扩大偏心轮机构偏心轮机构31其它其它v双移动副机构双移动副机构正弦机构正弦机构双转块机构双转块机构(十字滑块机构十字滑块机构)正弦机构正弦机构双滑块机构双滑块机构正切机构正切机构了解了解32v全低副（面接触），承受冲击力，易润滑，不易磨损全低副（面接触），承受冲击力，易润滑，不易磨损v运动副结构简单，易加工运动副结构简单，易加工v运动规律多样化、点的运动轨迹
13、多样化运动规律多样化、点的运动轨迹多样化v运动副累积误差大，效率低运动副累积误差大，效率低v惯性力难以平衡，不宜用于高速惯性力难以平衡，不宜用于高速v不能精确实现复杂的运动规律，设计计算较复杂不能精确实现复杂的运动规律，设计计算较复杂123ABC4机架连杆连架杆A1B2C3D44A12B3C56DE平面四杆机构的特点平面四杆机构的特点331 实现有轨迹、位置或运动规律要求的运动2 实现从动件运动形式及运动特性的改变3 实现较运距离的传动或操纵4 调节、扩大从动件行程5 获得较大的机械增益：输出力(矩)与输入力(矩)之比满足应用？满足应用？341 实现有轨迹、位置或运动规律要求的运动实现有轨迹、位置或运动规律要求的运动v圆轨迹复制机构圆轨迹复制机构vAMF保龄球置瓶机扫瓶机构保龄球置瓶机扫瓶机构CDABM
