《机械制造与设计》课程教学资源（授课计划）第5次课 四杆机构的工作特性

课时授课计划 第5次髁 【教兽艇}:§3-4平面四杆帆构的工作特性 【学目的】:掌握平面四杆机构的基本特性,基本术语。 【微喾重点及处方法】:平面四杆机构的基本特性,基本术 语 处理方法:结合图详细讲解 【教兽卓点及处方蓝】:基本术语及含义。 处理方法:比较讲解 【学方蓝】:讲授法 【敬具】:三角板 【时间配】:引入新课5min 新课80min 小结、作业5mn

课 时 授 课 计 划 第 5 次课 【教学课题】： §3-4 平面四杆机构的工作特性 【教学目的】：掌握平面四杆机构的基本特性，基本术语。 【教学重点及处理方法】：平面四杆机构的基本特性，基本术 语。 处理方法：结合图详细讲解。 【教学难点及处理方法】：基本术语及含义。 处理方法： 比较讲解。 【教学方法】: 讲授法 【教具】：三角板 【时间分配】： 引入新课 5min 新课 80 min 小结、作业 5min

第五次课 【提示启发引出新课】 在设计平面四杆机构时,通常需要考虑其工作特性,因为这些 特性不仅能影响机构的运动性质和传力情况,而且还是一些机构的主 要设计依据 【新课内容】 §3-4平面四杆机构的几个工作特咄 急回特性和行程速比系数 B 1、急回特性:在工程中,要求从动件在工作时的速度慢些, 在空行程时速度快些,以缩短非工作时间,提高生产率。 当AB由AB1转至AB2,摇杆CD由CD转至C2D,设所需时 间t,则C的平均速度为V CIC ,当AB继续由AB2转至AB1, 摇杆CD由C2D转至C1D,设所需时间t2,则C的平均速度为 2 由于g1=180+0>2=180-8,则t1>12,则v<v2 该机构具有急回特性。 2、行程速比系数

第五次课 【提示启发 引出新课】 在设计平面四杆机构时，通常需要考虑其工作特性，因为这些 特性不仅能影响机构的运动性质和传力情况，而且还是一些机构的主 要设计依据。 【新课内容】 §3-4 平面四杆机构的几个工作特性 一、急回特性和行程速比系数 b c d a A B B D C B C C 1、急回特性：在工程中，要求从动件在工作时的速度慢些， 在空行程时速度快些，以缩短非工作时间，提高生产率。 当 AB 由 AB1 转至 AB2 ，摇杆 CD 由 C1D 转至 C2D，设所需时 间 t1,则 C 的平均速度为 1 1 2 1 t c c V = ，当 AB 继续由 AB2 转至 AB1 ， 摇杆 CD 由 C2D 转至 C1D，设所需时间 t2,则 C 的平均速度为 2 1 2 2 t c c V = ，由于  = +   = − 0 2 0 1 180 180 ，则 1 2 1 2 t  t ，则v  v 。 该机构具有急回特性。 2、行程速比系数

机构的急回程度用k表示,设 k= 从动件空回行程平均速度 v1从动件工作行程平均速度 k为行程速比系数 根据以上分析可得 180°+6 180°+6 由以上知,连杆机构有无急回特性取决于极位夹角θ。θ越大, k越大急回程度越大:6=0,k=1,机构无急回特性。因此,k表示急 回运动的特性 在设计具有急回特性的机构时,通常给定k,求出极位夹角θ。 于是有6 k-1 180 二、压力角、传动角 实际使用的机构,不仅要求实现预期的运动,而且要求传动时 轻便省力、效率高等良好的传力性能。因此,要对机构的传力情况进 行分 在下图机构中,曲柄AB为原动件,摇杆CD为从动件。不计构 件的惯性力、重力和运动副中的摩擦力,连杆BC为二力构件。通过 连杆BC作用在CD从动件的驱动力F沿着BC方向。将力F分解为 Ft和Fn。设F与vc的夹角为a F=Cosa

机构的急回程度用 k 表示，设 从动件工作行程平均速度 从动件空回行程平均速度 = = 1 2 v v k k 为行程速比系数。 根据以上分析可得     + + = = = = = 0 0 2 1 2 1 1 1 2 2 1 2 1 2 180 180 t t t C C t C C v v k 由以上知，连杆机构有无急回特性取决于极位夹角  。 越大， k 越大,急回程度越大；  =0，k=1,机构无急回特性。因此，k 表示急 回运动的特性。 在设计具有急回特性的机构时，通常给定 k，求出极位夹角  。 于是有 0 180 1 1  + − = k k  。 二、压力角、传动角 实际使用的机构，不仅要求实现预期的运动，而且要求传动时 轻便省力、效率高等良好的传力性能。因此，要对机构的传力情况进 行分 析。 在下图机构中，曲柄 AB 为原动件，摇杆 CD 为从动件。不计构 件的惯性力、重力和运动副中的摩擦力，连杆 BC 为二力构件。通过 连杆 BC 作用在 CD 从动件的驱动力 F 沿着 BC 方向。将力 F 分解为 Ft 和 Fn。设 F 与 vc 的夹角为  。 Ft = F cos

a∠a F=Fsin a 有以上知,角度∝的大小直接影响F和F1的大小,a越大,F 越大,F1的越小。习惯上称角度∝为压力角。 机构在运转过程中,角度a是变化的。压力角a的余角y称为传 动角。由以上图知,连杆与从动件的夹角的锐角也等于γ。y越大, 对传力越有利。而且y也易于观察和测量,因此工程中常用传动角y 衡量连杆机构的传力性能。要求ymm≥(y)。 三、机构的死点位置 当从动件的传动角y=0或a=90,驱动力对从动件的有效回转力 矩为0,此时,驱动力将不能驱动机构。机构的这种位置称为死点位 置 对于传动机构来说,机构有死点位置是不利的,为了使机构能顺 利通过死点,通常在曲柄轴上安装飞轮以绕过死点。对于有些机构, 则利用死点位置来实现工作要求

b c d a A B B D C B C C Fn = F sin  有以上知，角度  的大小直接影响 Fn 和 Ft 的大小，  越大，Fn 越大，Ft 的越小。习惯上称角度  为压力角。 机构在运转过程中，角度  是变化的。压力角  的余角  称为传 动角。由以上图知，连杆与从动件的夹角的锐角也等于  。 越大， 对传力越有利。而且  也易于观察和测量，因此工程中常用传动角  衡量连杆机构的传力性能。要求  min≥〔  〕。 三、机构的死点位置 当从动件的传动角  =0 或  =900，驱动力对从动件的有效回转力 矩为 0，此时，驱动力将不能驱动机构。机构的这种位置称为死点位 置。 对于传动机构来说，机构有死点位置是不利的，为了使机构能顺 利通过死点，通常在曲柄轴上安装飞轮以绕过死点。对于有些机构， 则利用死点位置来实现工作要求

【小结】:铰链四杆机构的基本特性 【作业】:P282 【后记】:

【小结】：铰链四杆机构的基本特性。 【作业】： P28 2 【后记】：