摇杆滑块机构ppt
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1.曲柄摇杆机构
二、凸轮机构
凸轮廓线设计
设计方法：作图法，解析法 已知 γ0,e,S ,ω 转向。 作图法设计凸轮轮廓
反转法原理
1
2
3
4
O
r0
5
6 7 8
二、凸轮机构
手摇唧筒
一、平面连杆机构
平面四杆机构有曲柄的条件
B
b
C
aA d
c
D
（若1能绕A整周相对转动，则存在两个特殊位置）
a+d≤b+c
(1)
b<c+d-a即a+b≤c+d
(2)
c<b+d-a即a+c≤b+d
(3)
一、平面连杆机构
(1)+(2)得2a+b+d≤2c+b+d即a≤c (1)+(3)得 a≤b (2)+(3)得 a≤d
一、平面连杆机构
机构中从动件与连杆共线的位置称为机构的死点位置。 2. 死点的利用： 若以夹紧、增力等为目的，则机构的死点位置可以加以 利用。
B2
A
D
C2
B1 C1
地面 飞机起落架机构
一、平面连杆机构
3. 死点的克服
对传动机构来说，有死点是不利的，应采取措施
使其顺利通过。 措施： 加装飞轮，增大惯性；
1800-∠BCDmax ，由公式可知，当φ = 1800时，
有∠BCDmax 。即曲柄与机架拉值共线时，机构将出现
最大值。
2C
B
1 1
vc
F
3
maCx 2
A
4
D B2
A
D
一、平面连杆机构
曲柄滑块机构曲柄摇杆机构
回转副演化为移动副
19
任务实施
（2）．曲柄滑块机构的应用 汽车发动机活塞一连杆机构 中，将曲轴的回转运动转化 为活塞的往复运动，或是将 活塞的往复运动转化为曲轴 的回转运动。
曲柄滑块机构
20
任务实施
5．导杆机构
导杆机构可看成是改变曲柄滑块机构中的固定构件而演化来的。 取曲柄滑块机构的原连架 杆2为机架而得到的。 原连杆3为主动件， 若l3 l2，导杆1作整周运 动，称为转动导杆机构； 若l3 l2，导杆1作往复摆 动，称为摆动导杆机构。
17
任务实施
【ZYKC201302_B02_4_1_3】（动画十）飞机 起落架机构
动画十
飞机起落架机构
18
任务实施
通过用移动副取代转动副、变更杆件长度、变更机架和扩大转动副等途径， 还可以得到铰链四杆机构的其他演化型式——滑块四杆机构。
4．曲柄滑块机构
曲柄摇杆机构的摇杆长度增加到无穷长时，摇杆上的点的摆动变成为往复移 动，回转副演化为移动副，成为曲柄滑块机构。 曲柄摇杆机构，铰链中心C的轨迹为以D为圆心和CD为半径的圆弧。
双曲柄机构
平行双曲柄机构
反向双曲柄机构
12
任务实施
双曲柄机构的应用
【ZYKC201302_B02_4_1_3】（动画五）车门 开闭机构
动画五
车门开闭机构
13
任务实施
双曲柄机构的应用
【ZYKC201302_B02_4_1_3】（动画六）惯性 筛机构
动画六Biblioteka 惯性筛机构14任务实施
3、双摇杆机构
（1）、双摇杆机构 两连架杆均为摇杆的铰 链四杆机构。 （2）、双摇杆机构的应用
行双曲柄机构,该机构工作时，两曲柄回转方向相同，角速度相等。但当主动曲柄回 转方向不变，而各构件位于同一直线上时，从动曲柄的回转方向不确定，有可能变为 反向双曲柄机构，这时两曲柄回转方向相反，角速度不等。为防止平行双曲柄机构转 化为反向双曲柄机构，可以利用从动曲柄本身或附加质量的惯性来导向，也可采用机 构错位配置的办法使两组平行双曲柄机构不同时处于可能反向的位置，以保证机构正 常运转。
曲柄滑块机构运动分析与力学计算.ppt
曲柄滑块机构运动分析与力学计算
一、运动分析
S R L R c os L c os R(1 c os ) L(1 c os ) L s in R s in
s in R s in s in
L
R ( 0.08 ~ 0.2)
L
c os 1 s in 2 1 2 s in 2
1 1 2 s in 2
2
s in 2 1 (1 c os 2 )
2
c os 1 1 2 (1 c os 2 )
4
S R(1 c os ) L 1 2 (1 c os 2 )
4
R (1 c os )
L R
1 4
(1 c os 2 )
R (1 c os )
m
f
M
pac
P
M pac
R
sin
2
sin
2
m
f
四、连杆的校验
M PAB RB PAB sin X 压弯组合
c
PAB
c os F
M W
PAB cos PAB RB PAB sin X
F
W
c
Q
N
Q
Md
12
O
R21
1 2
N21
F21
以轴颈中心为圆心，为半径作的圆称为摩擦圆，
为摩擦圆半径。
三、实际机构扭矩计算
理想机构：不计弹性变形；不计配合间隙 不计摩擦；不计惯性力
sin (RA RB )
L
M
' 2
PAB
m2
m2 RA R sin( )
PAB 2
R0
PAB 2
R0
PAB R0
一、运动分析
S R L R c os L c os R(1 c os ) L(1 c os ) L s in R s in
s in R s in s in
L
R ( 0.08 ~ 0.2)
L
c os 1 s in 2 1 2 s in 2
1 1 2 s in 2
2
s in 2 1 (1 c os 2 )
2
c os 1 1 2 (1 c os 2 )
4
S R(1 c os ) L 1 2 (1 c os 2 )
4
R (1 c os )
L R
1 4
(1 c os 2 )
R (1 c os )
m
f
M
pac
P
M pac
R
sin
2
sin
2
m
f
四、连杆的校验
M PAB RB PAB sin X 压弯组合
c
PAB
c os F
M W
PAB cos PAB RB PAB sin X
F
W
c
Q
N
Q
Md
12
O
R21
1 2
N21
F21
以轴颈中心为圆心，为半径作的圆称为摩擦圆，
为摩擦圆半径。
三、实际机构扭矩计算
理想机构：不计弹性变形；不计配合间隙 不计摩擦；不计惯性力
sin (RA RB )
L
M
' 2
PAB
m2
m2 RA R sin( )
PAB 2
R0
PAB 2
R0
PAB R0
1.曲柄摇杆机构
手摇唧筒
一、平面连杆机构
平面四杆机构有曲柄的条件
B
b
C
aA d
c
D
（若1能绕A整周相对转动，则存在两个特殊位置）
a+d≤b+c
(1)
b<c+d-a即a+b≤c+d
(2)
c<b+d-a即a+c≤b+d
(3)
一、平面连杆机构
(1)+(2)得2a+b+d≤2c+b+d即a≤c (1)+(3)得 a≤b (2)+(3)得 a≤d
插床六杆机构
机车车轮平行四边形机构
一、平面连杆机构
一、平面连杆机构
平行四边形机构有以下三个运动特点:
（1）两曲柄转速相等
机车车轮联动机构。
（2）连杆始终与机架平行
天平机构、所示的摄影车升降机构。
机车车轮联动机构
天平机构
摄影车升降机构
一、平面连杆机构
（3）运动的不确定性 为了克服运动的不确定性， 可以对从动曲柄施加外力，或 利用飞轮及构件本身的惯性作 用。也可以采用辅助曲柄等措施解决。
B2
CC1 DD
当曲柄以ω逆时针转过180°+θ时，摇杆从C1D位置 摆到C2D。所花时间为t1 , 平均速度为V1,那么有：
t1(18 0)/V1C1C2 t1 C 1C2/1 ( 80)
一、平面连杆机构
当曲柄以ω继续转过180°-θ时，摇杆从C2D,置摆到C1D，所 花时间为t2 ,平均速度为V2 ,那么有：
取最短构件为机架 ——双曲柄机构
取最短构件任一相邻构件为机架 ——曲柄摇杆机构
铰链四杆机构的应用实例PPT
A
D
E
B
C
汽车转向机构
曲柄滑块机构就是有曲柄摇杆机构演化得来得 下图为曲柄滑块机构得示意图
四杆机构演化定义
扩大转动副: 使转动副变为移动副。
• 从图中可以瞧出曲柄滑块机构就是由曲柄摇杆机构得摇杆 长度来决定得。
• 曲柄滑块机构可以分为两类:1偏置曲柄滑块机构,摇杆长度 大于e>0 如图所示
• 图示得滑块中心移动轨迹不通过曲柄中心时,存在急回特 性,滑块行程不就是曲柄长度得两倍。
铰链四杆机构的应用实例
平面连杆机构得组成
平面连杆机构:各构件就是用销轴、滑道等方式连接起 来
得,各构件间得相对运动均在同一平面内或互相平行得 平面内。最简单得平面连杆机构就是由四个杆件组成得, 简称平面四杆机构。由四个构件通过转动铰链联结而成
得机构,称为铰链四杆机构。
曲柄摇杆机构得应用实例
1、曲柄滑块机构在内燃机中得应用
曲柄摇杆机构在生产中应用很广泛,图示为一些应用实例。 图示得设备都就是以曲柄为主动件,摇杆为从动件组成得机构。
曲柄摇杆机构应用
C
2
3
B1
4
D
A
雷达天线得俯仰机构
汽车刮雨器就是
一个曲柄摇杆机 构,构件1(曲柄)做 等速转动通过连 杆2带动连架杆 3(摇杆)实现刮雨 效果。
பைடு நூலகம்
3 1
2
汽车刮雨器
缝纫机踏板机构就是以踏板(摇杆)为主动件得曲柄摇杆 机构,有死点位置
• 2 摆动导杆机构就就是固定了连杆为机架,滑块与曲柄直接 相连 。 如图所示:
应用:牛头刨床
移动导杆机构
• 移动导杆机构就就是以滑块为 固定机架,演化来得。如图所示
曲柄滑块机构曲柄摇杆机构
按照连架杆是曲柄还是摇杆，将铰链四杆机构分为三种基本型式：
B
曲柄
连杆
C
摇杆
C
曲柄
连 杆
B
曲柄 摇杆
B
连杆
C
摇 杆
A
机架
曲柄摇杆机构
D
A 机架 D
双曲柄机构
A
机架
双摇杆机构
D
6
任务实施
1、曲柄摇杆机构
（1）、曲柄摇杆机构 两个连架杆中，一个为曲柄， 另一个为摇杆，则此铰链四 杆机构称为曲柄摇杆机构。 曲柄为原动件，作匀速转动； 摇杆为从动件，作变速往复 摆动。 曲柄摇杆机构能将曲柄作整 周转动转换为摇杆的往复摆 动，或者将摇杆的往复摆动 转换为曲柄的整周转动。
9
【ZYKC201302_B02_4_1_3】（动画三）搅拌 机构
动画三
搅拌机构
10
【ZYKC201302_B02_4_1_3】（动画四）摄影 机抓片机构
动画四
摄影机抓片机构
11
任务实施
2、双曲柄机构
两连架杆均为曲柄的铰链四杆机构。 在双曲柄机构中，若两曲柄的长度相等，连杆与机架的长度也相等，则该机构称为平
4
4
3
3
4
3 1 2
2 1
曲柄滑块机构
移动导杆机构
2
1
摆动导杆机构
21
6．摇块机构
取曲柄滑块机构中的原连杆 3为机架而得到的。
当原曲柄2为原动件绕点转 动时，滑块4绕机架3上的铰 链中心摆动，故称该机构为 曲柄摇块机构或称为摆动滑 块机构。
4
曲柄滑块机构
2
3
1
曲柄摇杆机构
22
任务实施
B
曲柄
连杆
C
摇杆
C
曲柄
连 杆
B
曲柄 摇杆
B
连杆
C
摇 杆
A
机架
曲柄摇杆机构
D
A 机架 D
双曲柄机构
A
机架
双摇杆机构
D
6
任务实施
1、曲柄摇杆机构
（1）、曲柄摇杆机构 两个连架杆中，一个为曲柄， 另一个为摇杆，则此铰链四 杆机构称为曲柄摇杆机构。 曲柄为原动件，作匀速转动； 摇杆为从动件，作变速往复 摆动。 曲柄摇杆机构能将曲柄作整 周转动转换为摇杆的往复摆 动，或者将摇杆的往复摆动 转换为曲柄的整周转动。
9
【ZYKC201302_B02_4_1_3】（动画三）搅拌 机构
动画三
搅拌机构
10
【ZYKC201302_B02_4_1_3】（动画四）摄影 机抓片机构
动画四
摄影机抓片机构
11
任务实施
2、双曲柄机构
两连架杆均为曲柄的铰链四杆机构。 在双曲柄机构中，若两曲柄的长度相等，连杆与机架的长度也相等，则该机构称为平
4
4
3
3
4
3 1 2
2 1
曲柄滑块机构
移动导杆机构
2
1
摆动导杆机构
21
6．摇块机构
取曲柄滑块机构中的原连杆 3为机架而得到的。
当原曲柄2为原动件绕点转 动时，滑块4绕机架3上的铰 链中心摆动，故称该机构为 曲柄摇块机构或称为摆动滑 块机构。
4
曲柄滑块机构
2
3
1
曲柄摇杆机构
22
任务实施
摇杆滑块机构
k
8-16 图示为一已知的曲柄摇杆机构，现要求用一连杆将 摇杆CD 和滑块F 联接起来，使摇杆的三个已知位置C1D、 C2D、C3D和滑块的三个位置F1、F2、F3 相对应。试确定 连杆长度及其与摇杆CD 铰链点的位置。
解：1) 以摇杆第二位置作为基准位置、分别量取第一、第三位置到其之间的夹角。
4.14 图示为一用于控制装置的摇杆滑块机构， 若已知摇杆与滑块的对应位置为：φ1=60º 、 s1=80 mm, φ2 = 90º 、s2 = 60mm，φ3=120º 、 s3 = 40mm。偏距e =20mm。试设计该机构。
LAB=38.86mm LBC=53.56mm
以AD1为基准（可能为 基准标线），以AD2C2及 机架为钢体，同时使得 AD1与AD2重合，使得角 度∠D2AD1大小等于角度 ∠C2AC2´大小。以A点 为圆心，以AC2长度为半 径画圆，角线与圆弧的 交点即为C2´点。对心 （无偏置）为偏距e为零 连接DF1、DF3，并根据反转法原理，将其分别绕D点反转12、32角，得到 点F1’、F3’。
3) 分别连接F1’F2、 F2F3’ ，并作其中垂线交于一点，即为铰链点E2。 4) C2、D、 E2在同一构件上，连接E2F2，即为连杆长度。
四杆机构习题答案ppt课件
从位置Ⅰ到位置Ⅱ是炉门 开启的过程。检验E点是否 与炉外壁干涉。
E B1 Ⅰ
A C1 B2
Ⅱ C2
课后作业：8-23~8-28
D
ppt课件
24
2 设计检验
（1 ）炉门闭启时是否与炉 外壁干涉
从位置Ⅰ到位置Ⅱ是炉门 开启的过程。检验E点是否 与炉外壁干涉。
P24
E
P12 B1
VE
1
A P14
Ⅰ 2 C1 P23
）
a 240mm,
解：1 ） a杆为最短杆，C杆为最长杆时 b 600mm
a c b d 满足曲柄存在条件
c 400mm,
c b d a 600 500 240 860mm d 500mm.
2） 假设C杆为最短杆，则有：
b
2
c b＞a d 不满足曲柄存在条件 B
B
得出： C
ppt课件
11
3）在图上标出极位夹角θ，；最小传动角γmin ；
比较 m in 、 min 取小值。
C
B
C
m in
A
B
B
min
D
ppt课件
12
例5 假设图示导杆机构各部尺寸为已知，求：
n
1 . 该机构曲柄存在的条件；
2 . 图示位置机构的压力角和传动角；
已知和LAB和LAD （在图中已按比例画出），试用作图法确定 铰链C 的位置。要求注明四杆机构ABCD。
E
B1
C
A
B1
E1
E1 E2
D
A
B2
ppt课件
D
29
摇杆CD在第二位置为极限位置
E B1 Ⅰ
A C1 B2
Ⅱ C2
课后作业：8-23~8-28
D
ppt课件
24
2 设计检验
（1 ）炉门闭启时是否与炉 外壁干涉
从位置Ⅰ到位置Ⅱ是炉门 开启的过程。检验E点是否 与炉外壁干涉。
P24
E
P12 B1
VE
1
A P14
Ⅰ 2 C1 P23
）
a 240mm,
解：1 ） a杆为最短杆，C杆为最长杆时 b 600mm
a c b d 满足曲柄存在条件
c 400mm,
c b d a 600 500 240 860mm d 500mm.
2） 假设C杆为最短杆，则有：
b
2
c b＞a d 不满足曲柄存在条件 B
B
得出： C
ppt课件
11
3）在图上标出极位夹角θ，；最小传动角γmin ；
比较 m in 、 min 取小值。
C
B
C
m in
A
B
B
min
D
ppt课件
12
例5 假设图示导杆机构各部尺寸为已知，求：
n
1 . 该机构曲柄存在的条件；
2 . 图示位置机构的压力角和传动角；
已知和LAB和LAD （在图中已按比例画出），试用作图法确定 铰链C 的位置。要求注明四杆机构ABCD。
E
B1
C
A
B1
E1
E1 E2
D
A
B2
ppt课件
D
29
摇杆CD在第二位置为极限位置
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解此方程组。为简化起见，通常选取j0=0，s0=0 。这样使得待求参数为三个，简化后的方程为
•
• 为简写上式，令
•
(3.6.2-6)
• 由此得
•
(3.6.2-7)
•
为解三个参数，需建立三个方程。为此按给定三组对应位置（ji,si）（i=1，2，3）代入式(3.6.2-
7)可得以下三个方程
•
(3.6.2-8)
• 最简单的连杆机构是由四个构件和四个低副组成的四杆机 构。机构中必有一个构件为机架。与机架相连的构件称为 连架杆，其中能绕定轴作整周回转的构件称为曲柄；绕定 轴作往复摆动的构件称为摇杆(或摆杆)。不与机架相连的 构件称为连杆。只作往复移动的构件称为滑块。
-
• 摇杆滑块的介绍
摇杆滑块是带有一个移动副的机构。一般有作为机 架的3个构件。 构件3与构件4用移动副相连，又与连杆2用转动副相 连，称为滑块。构件3作为机架，BC成为铰链C摆动 的摇杆，AC杆成为滑块做往返移动。这就是摇杆滑 块机构。
-
-
•
-
• 坐标系oxy选择如图3.6.2-3所示。同样按连杆定长的原则，建立以下关系式
(3.6.2-5)
• B点的坐标值：
• C点的坐标值：
•
将各坐标值代入式(3.6.2-5)，即可得到待求参数和给定运动参数的关系式。同上述铰链四杆机构
一样，为确定五个待求参数a、b、e、j0和s0 ，应按给定五组对应位置（ji,si）值建立五个方程，并
• 由以上方程组可解出R1，R2，R3，再由式(3.6.2-6)解出a、b、e三个尺寸参数。
-
小结
摇杆滑块的机构原理比较简单，实例并不是很 多，比如手压水井等普通的用品。因此我们从 平面连杆机构这一大的方面来入手，对其一些 特性和运动形式等做简短的介绍。希望通过我 们的演讲能够给大家对这方面有一个更好的理 解。
在连杆机构中，压力角α=90o或传动角γ=0o的 位置称为机构的死点位置。
•
在图13所示的机构中，若摇杆3为主动件，
则存在死点位置，在的结果。
-
-
摇杆滑块的设计简介
• 如图所示的摇杆滑块机构中，给定摇杆与 滑块若干对应位置（ji,si）（i=1 ~ n）。 设计任务是确定构件的长度a、b，偏距e， 摇杆起始角j0和滑块的起始位置s0 。
-
• 3）压力角与传动角 不计摩擦力、惯性力和重力， 机构中从动件受力方向与受力点速度方向之间所 夹的锐角，称为机构的压力角，用α表示。α角的 余角γ称为传动角，即γ= 90o－α。
压力角是衡量机构传力效果优劣的一个重要参 数。在设计机构时应控制最大压力角αmax不超过 许用值[α]。
• 4) 机构的死点位置
摇杆滑块机构
第三小组
-
• 1阐述平面连杆机构的基本知识 • 2摇杆滑块的介绍 • 3特性的讲解 • 4摇杆滑块的设计简介 • 5小结
-
•平面连杆机构的基本知识
• 平面连杆机构是由若干刚性构件（一般多呈杆状和滑块状） 用低副联接而组成。各运动构件均在相互平行的平面上运 动。由于组成低副的两构件为面接触，因此运动副中压强 小、磨损轻，故能承受较大载荷。又由于运动副（转动副 和移动副）本身几何形状就能保证两构件可靠的活动联接， 因此连杆机构工作可靠，安装方便。由于上述优点，连杆 机构被广泛用于各种机械和仪器设备中，尤其是某些大、 重型设备中。
-
手压抽水机工作视频
-
• 特性的讲解
• 1）急回特性 • 当曲柄AB顺时针以等角速度ω转动φ1=180+θ时，摇
杆自C1D摆至C2D称为工作行程，所需时间为t1，C点的 平均速度为V1。 • 当曲柄AB继 续 转 过φ2=180－θ时，摇杆自C2D摆回C1D 称为空回行程 ，所需时间为t2，C 点的平均速度为V2。 由于φ1>φ2，所以t1 > t2，V2 > V1。V2 > V1 表明空回行 程快于工作行程，这种特性称为机构的急回特性。 • 2)从动件的行程速比系数 • 从动件的行程速比系数是从动件空回行程的平均速度/ 从动件工作行程的平均速度的比值 • K=180°+Q/180°-Q • Q=( k-1/k+1)*180° • K ＝ V2 / V1 ＝ t1 / t2 ＝ φ1 /φ2 = (180＋θ) / (180－θ) θ＝ 180( K－1 ) / ( K＋1 )