课题一 平面机构简图,课题二 平面四杆机构,课题三 凸 轮 机 构,课题一 平面机构简图,任务 绘制平面机构的简图,1.了解运动副及机构运动简图的概念；,2.掌握运动副的分类、应用及简图的画法；,3.会分析常用机构的运动及绘制机构运动简图。,课题一 平面机构简图,任务 绘制平面机构的简图,任务 绘制平面机构的简图,任务引入,分析图3-1-1图3-1-4中组成机器 (机构)的各构件之间的连接及运动形式，并根据所学知识绘制出机器 (机构)的运动简图。,任务分析,组成机器 (机构)的各构件都要以一定的方式与其他构件相互连接，且有一定的相对运动。 图3-1-1所示起重机由4个杆件组成，且各杆件间能相对转动。 图3-1-2所示手动抽水机构主要由活塞与唧筒组成，且活塞在唧筒内发生移动； 图3-1-3所示内燃机由齿轮机构、凸轮和曲柄滑块机构组成； 图3-1-4所示台虎钳由固定钳体和活动钳体组成，通过螺旋传动实现运动传递。,任务 绘制平面机构的简图,通过用简单的线条和符号就可以表示各构件之间的相对运动及运动特征，即用运动简图的形式来表达构件间的关系，减少和避免了在研究或设计机构时因机构复杂的结构外形对运动分析所带来的不便或混乱。如何画机构运动简图，这是本任务要研究的内容。,任务分析,任务 绘制平面机构的简图,一、运动副,运动副是指两构件直接接触而组成的可动连接。根据两构件之间接触形式（点、线或面）的不同，运动副可分为高副与低副两大类，其应用和特点见表3-1-1。,相关知识,任务 绘制平面机构的简图,任务 绘制平面机构的简图,任务 绘制平面机构的简图,二、机构运动简图,构件是组成机构的运动单元。在机构运动简图中，构件均用直线或小方框表示，如图3-1-5a所示；若构件固连在一起，则涂以焊缝符号，如图3-1-5b所示；阴影线的构件表示机架(固定不动)，如图3-1-5c所示；小圆圈表示转动副。,1.构件的表示方法,任务 绘制平面机构的简图,二、机构运动简图,（1）转动副。两构件组成转动副的表示方法如图3-1-6所示。,2.运动副的表示方法,任务 绘制平面机构的简图,二、机构运动简图,（2）移动副。两构件组成移动副的表示方法如图3-1-7所示。,2.运动副的表示方法,任务 绘制平面机构的简图,二、机构运动简图,（3）螺旋副。两构件组成螺旋副的表示方法如图3-1-8所示。,2.运动副的表示方法,任务 绘制平面机构的简图,二、机构运动简图,（4）高副。两构件组成平面高副的表示方法如图3-1-9所示。,2.运动副的表示方法,任务 绘制平面机构的简图,二、机构运动简图,（5）机构运动简图常用符号。见表3-1-2。,2.运动副的表示方法,任务 绘制平面机构的简图,任务 绘制平面机构的简图,任务 绘制平面机构的简图,二、机构运动简图,绘制平面机构运动简图一般应按下列步骤进行。 (1)分析机构的组成，明确主动构件、从动构件和机架，并将构件用数字(或字母)编号。 (2)从主动构件开始，沿运动传递路线分析各构件间运动副的类型，并确定各构件的运动性质。 (3)选择视图平面及机构运动简图位置。 (4)选择适当比例，按照各运动副间的距离和相对位置，用规定的符号将各运动副画出，然后用线条将同一构件上的运动副连接起来。,3. 平面机构运动简图的绘制,任务 绘制平面机构的简图,任务实施,1.试分析图311所示起重机各构件间运动副的类型并绘制机构运动简图。 解：各构件间的运动副都为转动副，机构运动简图如图3-1-10所示。,任务 绘制平面机构的简图,任务实施,2.试分析图3-1-2所示手动抽水机构各构件间运动副的类型并绘制机构运动简图。 解：各构件间运动副包含转动副和移动副。杆件1和杆件2，杆件1和杆件4，杆件2和唧筒3构成转动副，杆件4和唧筒3构成移动副。机构运动简图如图3-1-11所示。,任务 绘制平面机构的简图,任务实施,3.试分析图3-1-3所示内燃机各构件间运动副的类型并绘制机构运动简图。 解：各构件间的运动副包含转动副和移动副等低副及齿轮副和凸轮副等高副。机构运动简图如图3-1-12所示。,任务 绘制平面机构的简图,任务实施,4.试分析图3-1-4所示台虎钳各构件间运动副的类型并绘制机构运动简图。 解：各构件间运动副包含转动副、移动副和螺旋副。台虎钳机构运动简图如图3-1-13所示。,任务 绘制平面机构的简图,课题一 平面机构简图,课题二 平面四杆机构,课题三 凸 轮 机 构,课题二 平面四杆机构,任务1 分析平面四杆机构的类型,任务2 掌握平面四杆机构的运动特点,1.了解铰链四杆机构的基本类型及运动特性；,2.掌握铰链四杆机构基本类型的判别方法；,3.了解铰链四杆机构的演化形式。,课题二 平面四杆机构,任务1 分析平面四杆机构的类型,任务1 分析平面四杆机构的类型,任务引入,图3-2-1a所示为汽车车窗刮水器实物图，图3-2-1b所示为其机构运动简图。各杆件长度已知，AB=210mm、BC=350mm、CD=330mm、AD=280mm。当刮水器工作时，通过CD杆的延长部分往复摆动实现刮窗动作。那么，刮水器机构采用了哪种类型的运动机构？这种机构有何特点？各构件之间又是如何实现运动的？,任务分析,图3-2-1b所示的刮水器机构是由AB、BC、CD、AD 四个构件通过铰链相互连接而组成的铰链四杆机构。 铰链四杆机构是最基本、最常见的形式，那么铰链四杆机构还有哪些基本形式? 图3-2-1a所示刮水器机构属于哪种基本形式? 如何判断? 它们的特点是什么? 在机械传动中的具体应用又如何呢? 下面就来学习铰链四杆机构的相关知识。,任务1 分析平面四杆机构的类型,一、铰链四杆机构的组成,在图3-2-2所示的铰链四杆机构中，固定不动的构件AD称为机架。不与机架相连的构件BC称为连杆。与机架以铰链 (低副)相连的构件AB和CD称为连架杆。连架杆按其运动特征可分为曲柄和摇杆两种。 曲柄:能绕其回转中心做整周转动的连架杆。 摇杆:仅能在小于360的某一角度内摆动的连架杆。,相关知识,任务1 分析平面四杆机构的类型,二、铰链四杆机构的分类及应用,在铰链四杆机构中，根据连架杆运动形式的不同，可分为以下三种类型:曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。 1.曲柄摇杆机构：铰链四杆机构的两个连架杆中，其中一个是曲柄，另一个是摇杆的称为曲柄摇杆机构。 2.双曲柄机构：铰链四杆机构中两个连架杆均为曲柄的称为双曲柄机构。 3.双摇杆机构：铰链四杆机构中两个连架杆均为摇杆的称为双摇杆机构。,任务1 分析平面四杆机构的类型,三、铰链四杆机构三种类型的判别方法,若铰链四杆机构中最短杆件与最长杆件长度之和小于或等于其余两杆件长度之和时，则铰链四杆机构3种类型的判别方法见表3-2-4。 若铰链四杆机构中最短杆件与最长杆件长度之和大于其余两杆件长度之和时，则无论以哪一杆件为机架，均为双摇杆机构。,任务1 分析平面四杆机构的类型,任务1 分析平面四杆机构的类型,任务实施,在图3-2-1所示的刮水器机构中，主动杆件AB 做匀速转动，由连杆BC带动从动杆件CD 往复摆动，由已知条件可判断: 最短杆AB=210mm，最长杆BC=350mm 因为 210+350330+280 即 AB+BCCD+AD 又因为该机构以AD杆为机架，那么最短杆的邻边为机架，所以判断此机构为曲柄摇杆机构。 由此可以看出，铰链四杆机构基本类型不仅取决于机构中各构件相对长度之间的关系，还与选定哪个构件作为机架有关。,任务1 分析平面四杆机构的类型,一、曲柄滑块机构,知识链接,图3-2-4所示为曲柄滑块机构，当曲柄AB旋转时，通过连杆BC带动滑块C做往复直线运动，不难看出它是将图3-2-5所示曲柄摇杆机构中的摇杆CD转化为滑块而形成的一种演化机构。,任务1 分析平面四杆机构的类型,二、导杆机构,知识链接,机构中与另一运动构件组成移动副的构件称为导杆，连架杆中至少有一个构件为导杆的平面四杆机构称为导杆机构。 导杆机构中的转动导杆机构(LBC LAB)、摆动导杆机构(LBC LAB) 、曲柄摇块机构和移动导杆机构，都可以看做是在曲柄滑块机构中选取不同构件为机架演化而成，图3-2-6表示了曲柄滑块机构向导杆机构的演化关系。,任务1 分析平面四杆机构的类型,知识链接,任务1 分析平面四杆机构的类型,课题二 平面四杆机构,任务1 分析平面四杆机构的类型,任务2 掌握平面四杆机构的运动特点,1.掌握急回特性及相关参数的概念；,2.了解死点的概念；,3.掌握用图解法设计摆动导杆机构的方法。,课题二 平面四杆机构,任务2 掌握平面四杆机构的运动特点,任务2 掌握平面四杆机构的运动特点,任务引入,图3-2-7所示为牛头刨床示意图，图3-2-8所示为牛头刨床主体机构运动简图。电动机通过带传动使小齿轮带动大齿轮 (曲柄)转动，大齿轮的侧面利用销轴装有滑块，当滑块随大齿轮转动时，导杆做往复摆动，使刨头做往复直线移动，从而使刨刀产生刨削动作。试设计一个能实现牛头刨床刨削动作的运动机构。,任务分析,牛头刨床是由床身、曲柄 (即大齿轮)、滑块、导杆和刨刀等构件组成的摆动导杆机构。刨头切削运动时，刨头左行时刨刀进行切削，要求刨头的速度较低且平稳，以提高切削质量。刨头右行时，刨刀不工作，要求刨头的速度较高，以提高生产率。如何设计一个能缩短非切削时间且提高工作效率的牛头刨床摆动导杆机构? 下面就来学习用图解法设计牛头刨床摆动导杆机构的相关知识。,任务2 掌握平面四杆机构的运动特点,一、急回特性,急回特性是平面连杆机构具有的运动特性之一，如图3-2-9所示。急回特性的相关参数和定义见表3-2-7。,相关知识,任务2 掌握平面四杆机构的运动特点,任务2 掌握平面四杆机构的运动特点,一、急回特性,由分析可知：极位夹角越大，K 值越大，急回运动的性质也越显著，但机构运动的平稳性也越差。因此，在设计时，应根据其工作要求，恰当地选择K值，在一般机械中1K2。,任务2 掌握平面四杆机构的运动特点,二、死点位置,表3-2-1所示的缝纫机踏板机构中，踏板CD（即摇杆，为主动件）做往复摆动时连杆BC与曲柄AB在两处出现共线 (见图3-2-10)，致使曲柄AB不转动或出现倒转的现象，机构的这种状态位置称为死点位置。,1.死点位置的概念,任务2 掌握平面四杆机构的运动特点,二、死点位置,死点位置会使机构的从动件出现卡死或运动不确定现象，出现死点对传动机构来说是一种缺陷，这种缺陷可以利用回转机构的惯性或添加辅助机构来克服。,2.死点的危害及克服方法,家用缝纫机的脚踏机构就是利用带轮的惯性作用使机构能通过死点位置，从而连续正常运转。,任务2 掌握平面四杆机构的运动特点,二、死点位置,工程上有时也利用机构死点位置的性质来实现某些特殊要求。图3-2-11所示为飞机起落架机构，当飞机着陆时机轮5虽受力很大，但因摇杆1和连杆2共线，机构处于死点位置，机轮5不能折回，从而提高了起落架的工作可靠性。,3. 死点位置的利用,任务2 掌握平面四杆机构的运动特点,任务实施,已知机架长度AD 和行程速比系数K，设计牛头刨床摆动导杆机构。设计步骤如下 (见图3212)。,1.计算极位夹角。 2.计算导杆摆角。 在摆动导杆机构中，极位夹角与导杆摆角相等。 3.确定铰链中心A 的位置。 任取一点为固定铰链中心D，作C1DC2 =，并作其角平分线，然后在角平分线上取机架长度AD，得固定铰链中心A。 4.确定曲柄长度。 过A点作导杆两极限位置的垂线AC1(或AC2)，则该线段即为曲柄长度。,任务2 掌握平面四杆机构的运动特点,课题一 平面机构简图,课题二 平面四杆机构,课题三 凸 轮 机 构,课题三 凸 轮 机 构,任务1 认识凸轮机构,任务2 认识凸轮轮廓曲线,1.了解凸轮机构的组成及分类；,2.了解凸轮机构的工作过程；,3.了解影响凸轮机构工作的主要参数。,课题三 凸 轮 机 构,任务1 认识凸轮机构,任务1 认识凸轮机构,任务引入,图3-3-1所示为内燃机配气机构，工作时要求在一个工作循环内，