机械原理四杆机构
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第8章作业8-l 铰链四杆机构中,转动副成为周转副的条件是什么?在下图所示四杆机构ABCD 中哪些运动副为周转副?当其杆AB 与AD 重合时,该机构在运动上有何特点?并用作图法求出杆3上E 点的连杆曲线。
答:转动副成为周转副的条件是:(1)最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其他两杆长度之和;(2)机构中最短杆上的两个转动副均为周转副。
图示ABCD 四杆机构中C 、D 为周转副。
当其杆AB 与AD 重合时,杆BE 与CD 也重合因此机构处于死点位置。
8-2曲柄摇杆机构中,当以曲柄为原动件时,机构是否一定存在急回运动,且一定无死点?为什么?答:机构不一定存在急回运动,但一定无死点,因为:(1)当极位夹角等于零时,就不存在急回运动如图所示,(2)原动件能做连续回转运动,所以一定无死点。
8-3 四杆机构中的极位和死点有何异同?8-4图a 为偏心轮式容积泵;图b 为由四个四杆机构组成的转动翼板式容积泵。
试绘出两种泵的机构运动简图,并说明它们为何种四杆机构,为什么?解 机构运动简图如右图所示,ABCD 是双曲柄机构。
因为主动圆盘AB 绕固定轴A 作整周转动,而各翼板CD 绕固定轴D 转动,所以A 、D 为周转副,杆AB 、CD 都是曲柄。
8-5试画出图示两种机构的机构运动简图,并说明它们各为何种机构。
图a 曲柄摇杆机构图b 为导杆机构。
8-6如图所示,设己知四杆机构各构件的长度为240a mm =,600b =mm ,400,500c mm d mm ==。
试问:1)当取杆4为机架时,是否有曲柄存在?2)若各杆长度不变,能否以选不同杆为机架的办法获得双曲柄机构和双摇杆机构?如何获得?3)若a 、b ﹑c 三杆的长度不变,取杆4为机架,要获得曲柄摇杆机构,d 的取值范围为何值? : 解 (1)因a+b=240+600=840≤900=400+500=c+d 且最短杆 1为连架轩.故当取杆4为机架时,有曲柄存在。
机械原理机构模型
在机械原理中,机构模型是指由多个连杆和节点组成的力学系统。
这些元件通过铰链、滑块、齿轮等连接方式相互结合,完成特定的运动任务。
机构模型的基本特点是由一系列刚性连杆构成的空间运动机构。
连杆之间通过铰链连接,以便于转动或平移,在节点处完成特定的运动。
机构模型中最常见的是四杆机构,它由四个连杆和四个节点组成,形成一个闭合的结构。
其中,两个长连杆和两个短连杆的长度之比决定了机构的运动性质。
通过改变连杆的长度比例,可以实现不同的运动路径和速度。
除了四杆机构,还有更复杂的机构模型,如曲柄滑块机构、摇杆机构、齿轮传动机构等。
这些机构通过不同的连接方式,实现不同的功能。
例如,曲柄滑块机构可以将转动运动转化为直线运动,用于驱动活塞;摇杆机构可以实现多种转动运动和振动运动;齿轮传动机构可以实现不同的速度变换和扭矩传递。
机构模型的设计和分析是机械原理研究的重要内容。
通过对机构模型进行运动学和动力学分析,可以确定机械系统的运动规律,并优化设计参数,以满足特定的工程需求。
在工程实践中,机构模型的应用广泛,涉及到机械制造、机器人、汽车、航空航天等领域。
不同的机构模型可以通过组合和变形,实现更复杂的运动和功能,为各种工程问题提供解决方案。
总之,机构
模型是机械原理中的重要工具,为机械系统的设计和分析提供基础。
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特点:可以实现转动和往复移动的变换。
应用:活塞式内燃机、空气压缩机、冲床等机械等。
应用实例:回转式油泵(转动导杆机构)牛头刨床的主体机构(摆动导杆机构)
为原动件绕点转动时,滑块
或称为摆动滑块机构。
应用:各种摆动式原动机和工作机中。
摆缸式液压泵、卡车车箱自动翻转卸料机构。
应用实例:手压抽水机、抽油泵等。
四杆机构存在曲柄的条件和几个基本概念
二、平面四杆机构的运动特性
1、平面四杆机构的极位
曲柄摇杆机构、摆动导杆机构和曲柄滑块机构中,当曲柄为原动件时,从动件往复摆动或往复移动,存在左、右两个极限位置,称为极位。
机构工作件返回行程速度大于工作行程的特性。
返回行程时:V2=C1C2/t2
为了表示工作件往复运动时的急回程度,用V2和V1的比值K来描述。
θ+0
180
在不计摩擦力、惯性力和重力时,从动件所受的力
t=Fcosa
r=Fsina a愈小,机构传动性能愈好。
连杆与从动件所夹的锐角γ。
γ=90°-a,γ越大,机构的传动性能越好,设计时°,对于高速大功率机械应使γ≥50。
《机械原理》中四杆机构的运动分析赵连生【摘要】The paper seeks to solve the confusion of students when they learn kinematic analysis in the course of "Mechanical Principle". Motion characteristics of the elements of lower-pairs, the choice of reference point, the existence terms of Coriolis accelerati%针对学生学习《机械原理》课程中运动分析的困惑,本文给出了低副要素的运动特点、参考点的选择、哥氏加速度存在的条件,并举例作了相应的运动分析,以提高学生对机构运动分析的分析能力和课堂教学效果。
【期刊名称】《常熟理工学院学报》【年(卷),期】2011(025)006【总页数】3页(P115-117)【关键词】机械原理;运动分析;四杆机构【作者】赵连生【作者单位】常熟理工学院机械工程学院,江苏常熟215500【正文语种】中文【中图分类】G642《机械原理》对于机械工程类专业来说,是一门专业基础课,也是一门学位课程,知识结构承前启后,是学习专业课的基础。
在《机械原理》教学中,平面机构的运动分析是必不可少的教学内容。
虽然学生在《理论力学》教学过程中已经学过了相关的运动分析,但普遍掌握得不够扎实,针对实际机构的运动分析往往无从下手。
如选择哪两点列运动矢量方程?何时会有哥氏加速度存在?学生对此时常会感到困惑。
本文就此问题,结合《机械原理》课程的实际教学情况,针对四杆机构的运动分析总结了几点体会。
经过高副低代后,任何平面机构都可以认为是由低副连接而成的。
因此,在进行平面机构运动分析时,必须明确组成低副的两构件之间相对运动的特点。
转动副:若构件2、3在B点组成转动副,则构件2上的B2点和构件3上的B3点之间不可能产生任何的相对移动,所以这两点具有相同的速度和加速度,即VB2=VB3=VB,aB2=aB3=aB。
机械原理试题汇编及答案一、选择题1. 机械效率的定义是()。
A. 有用功与总功之比B. 总功与有用功之比C. 有用功与额外功之比D. 额外功与总功之比答案:A2. 机械的自锁条件是()。
A. 摩擦角大于摩擦系数B. 摩擦角小于摩擦系数C. 摩擦系数大于摩擦角D. 摩擦系数小于摩擦角答案:A3. 以下哪种机构不属于四杆机构()。
A. 曲柄摇杆机构B. 双曲柄机构C. 双摇杆机构D. 曲柄滑块机构答案:D二、填空题1. 机械的自锁条件是摩擦角摩擦系数。
答案:大于2. 曲柄摇杆机构中,当摇杆为最短杆时,机构处于位置。
答案:死点3. 齿轮传动中,齿轮的齿数比等于比。
答案:转速三、简答题1. 简述机械的自锁条件及其应用。
答案:机械的自锁条件是摩擦角大于摩擦系数。
当满足此条件时,机构可以防止反向运动,常用于手摇升降机等需要防止下滑的场合。
2. 解释四杆机构的基本类型及其特点。
答案:四杆机构的基本类型包括曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。
曲柄摇杆机构具有固定的转动轴,双曲柄机构的两个杆都是曲柄,双摇杆机构的两个杆都是摇杆。
每种机构都有其特定的运动特性和应用场景。
四、计算题1. 已知一机械系统,总功为500J,有用功为400J,求该系统的机械效率。
答案:机械效率 = 有用功 / 总功 = 400J / 500J = 0.8 或 80%2. 有一齿轮传动系统,大齿轮齿数为100,小齿轮齿数为50,求齿数比和转速比。
答案:齿数比 = 大齿轮齿数 / 小齿轮齿数 = 100 / 50 = 2。
转速比= 1 / 齿数比 = 1 / 2。
五、论述题1. 论述机械效率在机械设计中的重要性及其影响因素。
答案:机械效率是衡量机械性能的重要指标,它反映了机械将输入能量转换为有用功的能力。
机械效率越高,说明机械的能源利用率越高,能源浪费越少。
影响机械效率的因素包括摩擦损失、额外功、机械结构设计等。
在设计机械时,应尽可能减少摩擦损失和额外功,优化结构设计,以提高机械效率。
2.1.2 平面连杆机构的演化 由于各种工程实际的需要,所用四杆机构的型式是多种多样的。这些四杆机构可看作是由铰链四杆机构通过不同方法演化而来的,并与之有着相同的相对运动特性。掌握这些演化方法,有利于对连杆机构进行创新设计。 下面让我们来看一下演化方法: ● 转动副转化为移动副
(a) (b) (c) 在图(a)示曲柄摇杆机构中,当曲柄1转动时,摇杆3上C点的轨迹是圆弧mm,且当摇杆长度愈长时,曲线mm 愈平直。当摇杆为无限长时,mm将成为一条直线,这时可把摇杆做成滑块,转动副D 将演化成移动副,这种机构称为曲柄滑块机构,如图(b)示。 曲柄滑块机构据e的有无又分为两种: 偏置曲柄 滑块机构--e不等于零,如图(b),对心曲柄滑块机构--e等于零,如图(c)。
实例 空气压缩机及等。 ● 选取不同构件为机架 首先我们来了解一个概念 。 低副运动的可逆性 以低副相连接的两构件之间的相对运动关系,不会因取其中哪一个构件为机架而改变,这一性质称低副运动的可逆性。 当取不同的构件为机架时,会得到不同的四杆机构。下面我们看一下表: 表2.1 四杆机构的几种型式 I铰链四杆机构 II含一个移动副的四杆机构 III含有两个移动副的四杆机构
曲柄摇杆机构 曲柄滑块机构 正切机构
双曲柄机构 转动导杆机构 双转块机构
曲柄摇杆机构 摆动导杆机构 曲柄摇块机构 正弦机构
双摇杆机构 移动导杆机构 双滑块机构 表2.2 带有一个移动副的机构及应用 作为机架的构件 机构简图 应用实例
4 曲柄滑块机构 内燃机、压缩机、冲床等
1 转动导杆机构
小型刨床
2 曲柄摇块机构
自卸汽车卸料机构
3 移动导杆机构 手压抽水机 表2.3带两个移动副的机构及应用 作为机架的构件 机构简图 应用实例
4 双滑块机构 椭圆仪 1或3 正弦机构 压缩机
2 双转块机构 十字滑块联轴器 ●变换构件的形态 让我们看下面的图:
机械原理四杆机构
机械四杆机构是指由四个杆件和若干个铰链构成的机械结构,它是一种常用的机械传动装置,广泛应用于机械工程和机械设计中。
机械四杆机构具有简单、稳定、高效等优点,被广泛应用于各类机械设备和机构。
机械四杆机构常见的几种类型有平行四杆机构、双曲线四杆机构、转动四杆链接机构等。
下面将对这几种机构进行详细介绍。
首先,平行四杆机构是指杆件四边互相平行的一种机构。
它由两对相互平行的杆件和若干个铰链连接而成。
平行四杆机构能够实现直线运动和转动运动的互换,因此广泛应用于工程中的传动元件和机械装置。
它的工作原理是通过改变杆件上的角度,使得杆件能够实现特定的运动方式。
平行四杆机构的结构简单,传动效率高,但可调节部分较少,对工作精度要求较高。
其次,双曲线四杆机构是指杆件四边不相平行的一种机构。
它通常由两对相互垂直的杆件和若干个铰链连接而成。
双曲线四杆机构具有较高的工作机能,能够实现平行直线运动和旋转运动的互换,同时还能够实现任意角度的旋转运动。
因此,双曲线四杆机构广泛应用于各类工程中的传动机构和机械装置。
它的工作原理是通过改变杆件上的角度,使得杆件能够实现特定的运动方式。
双曲线四杆机构的结构复杂,传动效率较低,但可调节部分较多,对工作精度要求较低。
最后,转动四杆链接机构是指由四个杆件和若干个铰链连接成的一种机构。
它的
特点是通过改变杆件上的角度,实现旋转运动。
转动四杆链接机构广泛应用于各类机械设备和机构中,如工程机械和汽车等。
它的工作原理是通过改变杆件的角度和位置,使得杆件能够实现特定的运动方式。
转动四杆链接机构的结构简单,传动效率较高,但可调节部分较少,对工作精度要求较高。
综上所述,机械四杆机构是一种常用的机械传动装置,常见的几种类型有平行四杆机构、双曲线四杆机构和转动四杆链接机构。
它们分别具有不同的结构特点和工作原理,被广泛应用于各类机械设备和机构中。
机械四杆机构具有简单、稳定、高效等优点,对于机械工程和机械设计具有重要的意义。