6常用机构 - 图文

课 题 平面机构 教具 时 间 第 周14机2星期 第 节 知识目标 能力目标 情感目标 教学重点 教学难点 教学过程 引 入 新 课 教学方法 讲授、归纳 1、了解运动副的含义，铰链四杆机构的组成和三种基本型式； 2、熟悉曲柄存在的条件的判别方法。 熟悉铰链四杆机构的三种基本型式。 1、了解四杆机构的运动是将连续匀速的转动转变成变速的摇动或其他型式的运动机构，实现运动型式的转化； 2、熟悉三种常见的四连杆运动的基本型式。 熟悉铰链四杆机构的三种基本型式。 高低运动副的区分和四杆机构基本型式的判断。 教 师 活 动 机构、杆件是如何定义的？ 即构件的组合与构件之间具有相对的运动，如果没有相对的运动，就不成机构。 即长度与横截面尺寸之比（长径比）值较大的构件叫杆件。 一、运动副 1、定义：使两构件直接接触而又能产生一定相对运动的连接，称为运动副；（两构件之间既具有一定的约束又具有一定相对运动的连接） 2、分类： (1)按运动范围分为 1）平面运动副； 2）空间运动副； (2)按接触形式分为 1）低副是指两构件以面接触的运动副；如板擦与黑板之间是面接触、滑动轴承的曲面接触的低副连接等 ①组成运动副的两构件只能作相对直线移动的运动副称为移动副； ②组成运动副的两构件之间只能绕某一轴线作相对转动的运动副称为转动副。 2）高副是指两构件以点或线接触的运动副；如粉笔与黑板是点接触、滚动轴承是点线接触的高副连接等 二、平面机构 1、由若干刚性构件用低副连接而成的机构称为连杆机构，连杆机构又称为低副机构；（各构件间均以低副（转动副、移动副、球面副、圆柱副等）相连接的机构） 学生活动 思考、回答 新 课 教 师 活 动 2、分类 （1）平面连杆机构：各构件的相对运动都在一个平面内或者在相互平行的平面内（常用的机构大多数为平面机构）； （2）空间连杆机构：至少有两个构件能在三维空间中相对运动。 3、平面连杆机构分为四杆机构和多杆机构。 4、全部用铰链（转动副）相连的平面四杆机构，称为铰链四杆机构。 5、铰链四杆机构由机架、连架杆和连杆组成。 （1）机架：机构的固定构件； （2）连杆：不直接与机架连接的构件； （3）连架杆：与机架用转动副相连接的构件； （4）连架杆可分为： ?①曲柄：能绕机架作整周转动的连架杆； ?②摇杆：只能绕机架作小于360°的某一角度摆动的连架杆。 三、铰链四杆机构类型的判别 1、按两连架杆的运动形式，可分为三种基本形式:曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构。 2、铰链四杆机构有曲柄的条件 （1）最短杆条件：连架杆和机架中必有一杆是最短杆； （2）杆长之和条件：最短杆与最长杆长度之和小于或等于其它两杆长度之和。（lmin?lmax?l??l??） 3、在铰链四杆机构中，满足杆长之和条件时，有以下三种情况：（lmin?lmax?l??l??） （1）取最短杆为连架杆，得曲柄摇杆机构； （2）取最短杆为机架，得双曲柄机构； （3）取最短杆为连杆，得双摇杆机构。 4、在铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆的长度之和大于其余两杆长度之和时，则不论取哪一个构件为机架，都只能得到双摇杆机构。（lmin?lmax?l??l??） 注意：铰链四杆机构必须满足四构件组成的封闭多边形条件：最长杆的杆长<其余三杆长度之和。 （lmax?lmin?l??l??） 学生活动 新 课 教 师 活 动 例1：如图所示，已知L1＝40mm，L2=50mm，L3＝55mm，L4=60mm，构件1为原动件，（1）机构是否存在曲柄？（2）以AD构件作为机架，可构成什么机构？ 学生活动 解：（1）因为L1+L4=40+60 40 +55 且最短杆为连杆， ∴该机构为双摇杆机构。 对图(b) ∵20 +80 <40 +70， 且最短杆为连架杆， ∴该机构为曲柄摇杆机构。 例3：若要求该机构为曲柄摇杆机构，问AB杆尺寸应为多少？ 新 课 教 师 活 动 学生活动 解：1、设AB为最短杆； 即，LAB+110≤60 +70 ∴LAB ≤20 2、设AB为最长杆； 即，LAB + 60≤110 +70 ∴LAB≤120 例4已知，LAB=82mm，LBC=50mm，LCD=96mm，LAD=120mm问： （1）此机构中，当取构件AB为机架时，是否存在曲柄？如果存在，指出是哪一构件？（必须根据计算结果说明理由） （2）当分别取构件AD、BC、CD为机架时，各将得到什么机构？ 解：(1) 因为LBC +LAD =50+120< LAB + LCD =82+96，满足铰链四杆机构曲柄存在条件，且构件LBC为最短杆， 所以，当取构件AB为机架时，构件LBC为曲柄。 （2）根据机构性质，以AD构件作为机架，该机构为双摇杆机构；以BC构件作为机架，该机构为双曲柄机构；以CD构件作为机架，该机构为曲柄摇杆机构。 例5:有四根杆件，其长度分别为A杆20mm，B杆30mm，C杆40mm，D杆50mm，画简图表示相互连接和选择机架才能组成以下几种机构： （1）曲柄摇杆机构（2）双曲柄机构（3）双摇杆机构 新 课 课 堂 小 结 教 师 活 动 解： （1）曲柄摇杆机构 学生活动 （2）双曲柄机构 （3）双摇杆机构 1、使两构件直接接触而又能产生一定相对运动的连接，称为运动副，按接触形式分为不同，可分为低副和高分； 2、平面连杆机构主要由低副联接而成的四杆机构，根据组成条件，可以分为曲柄连杆机构，双曲柄机构和双摇杆机构，这主要取决于四杆机构中是否存在曲柄，并取何杆件作为机架来决定。 课 外 练习册P57~P58 作 业 教 学 后 记 一、二、三

课 题 铰链四杆机构的运动特性 教具 时 间 第 周14机2星期 第 节 知识目标 能力目标 情感目标 教学重点 教学难点 教学过程 引 入 教学方法 讲授、归纳 了解铰链四杆机构三种基本型式的运动特性与应用。 熟悉铰链四杆机构三种基本型式的运动特性及应用场合 1、了解四杆机构的运动是将连续匀速的转动转变成变速的摇动或其他型式的运动机构，实现运动型式的转化； 2、熟悉铰链四杆机构三种常见的四连杆运动的基本型式的特点。 熟悉铰链四杆机构三种基本型式的运动特点及应用场合。 同向与反向双曲柄机构的运动特点。 教 师 活 动 铰链四杆机构有曲柄的条件？ （1）最短杆条件：连架杆和机架中必有一杆是最短杆； （2）杆长之和条件：最短杆与最长杆长度之和小于或等于其它两杆长度之和。（lmax?lmin?l??l??） 学生活动 思考、回答 新 课 一、曲柄摇杆机构 1、定义：两个连架杆中，一个为曲柄，另一个为摇杆的铰链四杆机构，称为曲柄摇杆机构； 2、特点：曲柄与连杆出现一次共线、一次重合； 3、应用： (1)通常曲柄为原动件，并作匀速转动，摇杆为从动件，作变速往复摆动；例如调整雷达天线俯仰角的曲柄摇杆机构、汽车雨刮、搅拌机等 (2)摇杆为原动件时，可将摇杆的往复摆动转变为曲柄的连续转动，例如缝纫机踏板机构等 二、双曲柄机构 1、定义：两个连架杆均为曲柄的铰链四杆机构，称为双曲柄机构； 2、特点： (1) 摇杆与连杆均未出现重合(或共线)现象； (2) 固定铰链均为整周回转铰链；连杆上两活动铰链均为非整周回转铰链。 3、应用： (1)如果两曲柄的长度不相等，主动曲柄等速回转一周，从动曲柄变速回转一周；如惯性筛等 新 课 教 师 活 动 （2）如果两曲柄的长度相等，且连杆与机架的长度也相等，称为平行双曲柄机构，其特点是两曲柄的角速度始终保持相等，在机器中应用也很广泛，如火车 (3)若两曲柄转向相反且角速度不等，则称为反向平行双曲柄机构。如公共汽车车门启闭机构即通过从动曲柄朝相反方向转动，从而保证两扇车门同时开启和关闭 三、双摇杆机构 1、定义：两个连架杆均为摇杆的铰链四杆机构，称为双摇杆机构； 2、特点：摇杆与连杆均出现重合或共线； 3、应用： （1）例如飞机起落架中，ABCD构成一个双摇杆机构，当摇杆CD摆动，带动摇杆AB摆动，使飞机轮子放下收起，保证飞机正常着陆； (2)港口用起重机运用了双摇杆原理。在主动摇杆的驱动下，随着机构的运动，连杆的外伸端点M获得近似直线的水平运动，使吊重Q能作水平移动而大大节省了移动吊重所需要的功率。 结论： 若要连架杆能整周回转(即成为曲柄)，则另一连架杆与连杆不能出现重合或共线。 四、铰链四杆机构的运动特性 1、急回特性： (1)极位：当曲柄与连杆共线时，机构中摇杆所处的位置； (2)极位夹角θ：当机构处于两极限位置时，曲柄所在线所夹的锐角； (3)在曲柄摇杆机构中，当曲柄等速回转的情况下，从动件（摇杆）往复摆动的平均速度不相等，从动件回程速度比工作行程速度快的运动称为急回运动，称机构具有的急回运动特性为急回特性； (4)铰链四杆机构具有急回特性的条件： 1）原动件作等角速整周转动； 2）从动件具有正、反行程的往复运动； 3）极位夹角? ?0。 2、死点： (1)在曲柄摇杆机构中，当连杆与曲柄在一条直线上，这时连杆作用在从动件上的力通过了从动件的回转中心，将无法使从动件产生运动，此时称机构处于死点位置； (2)死点位置的影响及措施 学生活动 新 课 教 师 活 动 1）死点位置影响机构的正常传动，因此要设法使 它能顺利地通过死点位置； 2）措施： ①通常是在曲柄上安装质量较大的飞轮，利用飞轮的惯性使机构按原来的转向通过死点位置；如颚式破碎机 ②可用多组机构错位排列的方法，即使各组机构的死点位置错开。如火车轮 3）死点位置的应用：工件夹紧机构，飞机起落架 思考题： 1、曲柄摇杆机构是否一定具有急回特性？ 答：曲柄为原动件，当机构有极位夹角时，就有急回特性；? =0、K=1时，无急回特性。 2、曲柄摇杆机构是否肯定有死点位置？ 答：存在死点位置的标志是：连杆与从动件共线。 摇杆为原动件，有2个死点位置； 曲柄为原动件，没有死点位置，因为此时连杆与从动杆不会共线。 3、铰链四杆机构中有可能存在死点位置的机构有哪些？它们存在死点位置的条件是什么？试举出一些克服死点位置的措施和利用死点位置的实例。 答：曲柄摇杆机构：以摇杆为主动件，曲柄与连杆共线即为死点； 家用缝纫机的皮带轮即是飞轮，可克服死点，飞机起落架即是利用死点的最典型的实例。 学生活动 新 课 课 堂 小 结 课 外 作 业 教 学 后 记 教 师 活 动 学生活动 新 课 课 堂 小 结 教 师 活 动 学生活动 1、铰链四杆机构三种基本形式的特点及应用； 2、铰链四杆机构的运动特性。 课 外 练习册P59~P60 作 业 教 学 后 记 一、二、三、四、五

课 题 凸轮机构 教具 时 间 第 周14机2星期 第 节 知识目标 能力目标 情感目标 教学重点 教学难点 教学过程 引 入 新 课 教学方法 讲授、归纳 1、了解凸轮机构的组成、特点和基本类型； 2、掌握凸轮机构的应用实例。 1、掌握凸轮的运动特点和组成； 2、能够分析凸轮机构中的凸轮运动与从动件运动轨迹的关系。 善于从凸轮应用的实例中归纳总结出凸轮应用的规律。 1、凸轮机构的运动特点； 2、凸轮机构的应用。 如何根据工作条件来选择合适的凸轮机构。 教 师 活 动 学生活动 听讲、思考 死点的出现既有弊也有利，这是事物的二重性，应善于克服缺点，将弊转化成利，为生产实践服务。 一、凸轮机构的组成、特点 1、凸轮是具有特定曲线轮廓或沟槽的构件； 2、含有凸轮的机构称为凸轮机构； 3、组成：凸轮机构由凸轮、从动件和机架组成，凸轮是凸轮机构的主动件； 4、特点： （1）优点： 1）实现各种复杂的运动要求； 2）结构简单、紧凑； 3）设计方便； 3）适于传递运动。 （2）缺点： 1）点、线接触，易磨损； 2）不适合高速、重载，不宜传递动力。； 二、凸轮机构的类型 1、按凸轮形状分： (1)盘形凸轮，凸轮呈径向变化构成曲线廓线，结构简单，应用最广泛，但从动件的行程不能太大，故多用于行程较短的场合；如补鞋机的手摇轮 (2)移动凸轮，凸轮呈板型，可视为盘形凸轮的回转轴心处于无穷远处时演化而成，相对机架作往复直线移动；如电子自动配钥匙机 盘形凸轮和移动凸轮与从动件产生的相对运动为平面运动，故统称为平面凸轮机构。 新 课 教 师 活 动 (3)圆柱凸轮，凸轮轮廓做在圆柱体上，可近似看作将移动凸轮卷绕在一圆柱体上演化而成；由于凸轮与从动件之间的相对运动为空间运动，故称为空间凸轮机构，可使从动件得到较大的行程； (4)圆锥凸轮，在圆锥表面制成合乎要求的封闭曲线槽，使从动件沿一倾斜导轨移动。 注意：设法使凸轮与从动件始终保持接触←重力、弹簧力、凸轮上的凹槽。 2、按从动件的运动形式分： (1) 直动推杆：往复移动、轨迹为直线； (2) 摆动推杆：往复摆动、轨迹为圆弧。 3、按从动件端部形状分： (1)尖顶从动件，尖底始终能够与凸轮轮廓保持接触，可实现复杂的运动规律，构造简单、动作灵敏，但易磨损，只宜用于轻载、低速； (2)滚子从动件，滚子与凸轮廓线之间为滚动摩擦，产生的摩擦、磨损较小，适用于传递较大动力的场合； (3)平底从动件，平底与凸轮廓线之间更易于形成油膜，故润滑状况好，传动效率高，常用于高速场合，但灵敏性较差。 三、凸轮机构的应用 广泛应用于各种自动机械、自动控制装置和自动化生产线中，主要用于，受力不大的控制机构或调节机构； 1、实现运动与动力特性要求；如内燃机配气机构、车床仿形机构等 2、实现预期的位置要求；如自动车床横刀架进给机构、自动送料机构等 3、实现预期的运动规律要求；如绕线机 四、凸轮机构的有关参数 1、基圆半径：基圆，以凸轮轮廓最小半径所作的圆，基圆半径rb； 2、推程：从动件尖顶被凸轮轮廓推动，以一定的运动规律由离回转中心最近位置到达最远位置的过程； 3、行程：从动件在推程中所走过的距离，h； 4、转角：与推程相应的凸轮转动的角度，δ。（又称运动角） 思考题： 凸轮机构的类型有哪些？在选择凸轮机构类型时应考虑哪些因素？ 学生活动 新 课 教 师 活 动 答：按凸轮形状分： (1)盘形凸轮、(2)移动凸轮、(3)圆柱凸轮； 按从动件端部形状分： (1)尖顶从动件、(2)滚子从动件、(3)平底从动件； 载荷较小的低速凸轮机构，选择尖顶从动件，工作中要求磨损小的选择滚子从动件，高速重载的凸轮机构中选择平底从动件。 学生活动 新 课 课 堂 小 结 教 师 活 动 学生活动 1、凸轮机构是高副运动机构，具有结构简单的特点，在轻载的工作场合中得到广泛应用，如纺织机械等； 2、凸轮机构由于构件少，结构紧凑，在轻载的工作条件下，得到广泛的应用。 课 外 练习册P60~P61 作 业 教 学 后 记 一、二、三、四 课 题 间歇运动机构 教具 时 间 第 周14机2星期 第 节 知识目标 能力目标 情感目标 教学重点 教学难点 教学过程 引 入 新 课 教学方法 讲授、分析 熟悉棘轮机构和槽轮机构的组成及运动特点。 熟悉常用棘轮机构与槽轮机构的间歇运动特性。 能够分析棘轮机构和槽轮机构的运动特点和应用实例，培养善于理论联系实际的思维方式。 棘轮机构和槽轮机构的运动特点。 棘轮机构和槽轮机构运动特点比较。 教 师 活 动 学生活动 一、概述 1、主动件连续运动时，从动件作周期性时动、时停运动的机构称为间歇运动机构； 2、间歇运动机构广泛运用于机床、电子机械和轻工机械等设备中实现转位、步进、计数等功能；如里程 表、流水线的送进机构和电影放映机构等。 二、棘轮机构 1、组成：棘轮机构是由棘爪、棘轮、止动爪和机架组成； 2、特点：棘轮具有结构简单、加工方便、运动可靠等特点，但冲击、噪音大，且运动精度低； 3、棘轮机构类型： (1)单向式棘轮机构，只能沿一个方向间歇运动； (2)双向式棘轮机构，可以获得两个方向间歇运动； (3)双动棘轮机构，设置两个棘爪，两个棘爪都能先后使棘轮朝同一方向转动，可使棘轮转速增加一倍； (4)摩擦式棘轮机构，是一种无棘齿的棘轮，靠摩擦力推动棘轮转动或止动； (5)防止逆转的棘轮机构，棘爪是主动件，棘轮是从动件，防止棘轮在任意位置停留时发生逆转，保证工作安全可靠。 4、棘轮机构的应用 （1）棘轮机构常用于转位分度、进给、单向离合器、超越离合器、制动器等；

新 课 教 师 活 动 (2)棘轮机构结构简单，在工作过程中转角大小和方向调节较方便，故广泛应用于各种自动机床的进给机构、钟表机构中，还可用于提升机、卷扬机中作为防止机构逆转的停止器。但棘轮机构运动开始和终止时，速度骤变产生冲击，所以不宜用于高速机构中，也不宜用于需要较大传动力的场合。 三、槽轮机构 1、组成：槽轮机构是由槽轮、带有圆柱销的拨盘和机架组成； 2、特点：构造简单，外形尺寸小，机械效率较高，并能较平稳地、间歇地进行转位； 3、槽轮机构的应用 （1）槽轮机构一般应用于转速不高和要求间歇转动的机械当中，如自动机床刀架、轻工机械、放映机送片机构等； (2)槽轮机构结构简单，工作可靠，机械效率高，在进入和脱离接触时运动比较平稳，能准确控制转动角度，但槽轮的转角不可调节，故只能用于定转角间歇运动机构中，如自动机床转位机构、电影放映机卷片机构等自动机械。 学生活动 思考题： 1、什么是间歇运动？有哪些机构能实现间歇运动？ 答：能将原动件的等速连续转动变为从动件的周期性停歇间隔单向运动（又称步进运动）或者是时停时动的间歇运动，称为间歇运动。 棘轮机构、槽轮机构和不完全齿轮机构都可实现间歇运动。 2、棘轮机构与槽轮机构都是间歇运动机构，它们各有什么特点？ 答：棘轮机构可将主动摇杆连续往复摆动变换为从动棘轮的单向间歇转动。棘轮具有结构简单、加工方便、运动可靠等特点。但冲击、噪音大，且运动精度低。 槽轮机构能准确控制转角、工作可靠、机械效率高，与棘轮机构相比，工作平稳性较好，但槽轮机构行程不可调节、转角不可太小，销轮和槽轮的主从动关系不能互换、起停有冲击。槽轮机构的结构要比棘轮机构复杂，加工精度要求较高，因此制造成本上升。 新 课 课 堂 小 结 教 师 活 动 学生活动 间歇运动机构是将连续转动转变成间歇的运动，按间歇运动的特点，可选用棘轮机构或槽轮机构，前者从动轮的转角可以在小范围内随意调整，而且转角较小；后者转角成固定的90°，60°和45°，不能任意调整。 课 外 练习册P61~P62 作 业 教 学 后 记 一、二、三 课 题 教具 时 间 第 周 机 班 星期 第 节 教学方法 知识目标 能力目标 情感目标 教学重点 教学难点 教学过程 引 入 新 课 教 师 活 动 学生活动 新 课 补充： 教 师 活 动 含有一个移动副的四杆机构 1、铰链四杆机构的演化 在图6—14（a）所示的曲柄摇杆机构中，当摇杆3的长度增至无穷大时，铰链C的运动轨迹将变成直线，摇杆CD演化为直线运动的滑块，原来的运动副变为移动副，机构就演化为曲柄滑块机构。 学生活动 曲柄滑块机构通常分为偏置曲柄滑块机构和对心曲柄滑块机构。 若滑块移动方位不通过曲柄转动中心，则称为偏置曲柄滑块机构。曲柄转动中心线与滑块移动方位垂直距离称为偏距e，当移动方位线通过曲柄转动中心A时（即e=0），则称为对心曲柄滑块机构。 新 课 教 师 活 动 2、他滑块机构 （1）摇块机构 在曲柄滑块机构中，取杆2为固定件，即可得图6-15b所示的摆动滑块机构，或称摇块机构。如图6-15a所示自卸卡车翻斗机构及其运动简图。在该机构中，因为液压油缸3绕铰链C摆动，故称为摇块。 学生活动 （2）定块机构 在曲柄滑块机构中，取杆3为固定件，即可得到固定滑块机构或称定块机构。这种机构常用于抽水唧筒等机构中。见图6-16。 （3）导杆机构 在曲柄滑块机构中若以杆1作为机架，则杆2将绕铰链中心转动，而滑块3则将以杆4为导轨沿该构件作相对滑动。由此演化而来的机构则称为导杆机构。若杆1﹤杆2则称为转动导杆机构，若杆1﹥杆2则称为摆动导杆机构。导杆机构常用于牛头刨床、插床和回转式油泵中。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/1ttp.html