铰链四杆机构的性质 无锡机电工业技工学校 本节课要求: 通过本节课的学习要达到如下目的。 1 .掌握曲柄存在的条件; 2 . 通过曲柄存在的条件掌握铰链四杆机构 三种基本类型的组成条件; 3.会根据条件判断机构的类别; 4.会通过改变杆长或固定件,进行铰链四 杆机构三种基本类型的变换,从而满足 实际使用要求。 铰链四杆机构三种基本类型 的组成条件 [复习 复习] 复习 1.铰链四杆机构的定义。 (用转动副连接的平面四杆机构) 2.四根杆子的名称及特点。 (机架——固定不动;连杆——机架的对边杆; 曲柄——能整周转;摇杆——不能整周转) 3.铰链四杆机构的三种基本类型。 (曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构) [导入新课 导入新课] 导入新课 铰链四杆机构三种基本类型是以曲柄存在的状态来 分的,那么四根杆子应该满足怎样的条件,机构才能存 在一个曲柄、两个曲柄或没有曲柄存在。本节课先讲清 曲柄存在的条件。再推出三种基本类型的组成条件。 [讲解新课 讲解新课] 讲解新课 一、曲柄存在的条件 见图曲柄摇杆机构。为讲解方便,设曲柄AB杆长为a, 连杆BC杆长为b,摇杆BC杆长为c,机架AD杆长为d. (演示曲柄摇杆机构)可以发现: 当曲柄连续回转时,从动摇杆在C1和C2两个位置之间来 回摆动,而在这两个特殊位置时曲柄和连杆共线 。形成 了两个三角形。 在△AC2D中,根据三角形两边之和大于第三边的性质得: c+d≥a+b……(1) (考虑到该三角形是由四根杆 组成,所以有相等的特殊情况) 在△AC1D中,根据三角形两边之差小于第三边的性质得: c-d≤b-a……(2) d-c≤b-a……(3) 整理得: a+b ≤c+d (1’) a+c ≤b+d (2’) a+d ≤b+c (3’) 对此不等式组进行整理:分别将 (1’)+(2’) (2’)+(3’) (1’)+(3’) 得: a ≤b 由此得到结论: a ≤c 在曲柄摇杆机构中曲柄是各 a ≤d 杆中最短的杆。 而且可以从前面推导过程中得到:曲柄与任何一根杆的 长度之和总是小于或等于其余两杆的长度之和。 * *提问思考: 在上图中如果将BC杆作为机架,AB杆能否 BC AB 绕B点作整周旋转呢? 结论:可以。此时BC杆是机架,AB杆是曲柄,AD杆成为 连杆,CD杆仍是摇杆。 根据运动的相对性,如果将AB杆作为机架,那么AD杆 和BC杆也同样可以分别绕AB杆作整周的回转运动。这样就 存在了两个曲柄。 综上分析可得出曲柄存在的条件: 1.最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆长度 之和; 2.连架杆或机架中必有一是最短杆。 *注意 注意(三句话) 注意 1.上述两条件同时满足必有曲柄存在; 上述两条件同时满足必有曲柄存在; 上述两条件同时满足必有曲柄存在 2.满足其中一条件可能有曲柄存在; 满足其中一条件可能有曲柄存在; 满足其中一条件可能有曲柄存在 3.如有一条件不满足,肯定没有曲柄存在。 如有一条件不满足, 如有一条件不满足 肯定没有曲柄存在。 我们可以通过第2句再来推断在可能有曲柄存在时候, 是有一个曲柄存在、还是两个曲柄存在、或者是没有曲 柄存在。 由此得到铰链四杆机构三种基本类型的组成条件: 推论1: 最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆长度之和 (1)连架杆最短——曲柄摇杆机构; 连架杆最短 曲柄摇杆机构; 连架杆 (2)机架最短 ——双曲柄机构; 双曲柄机构; 机架最短 (3)连杆最短 ——双摇杆机构。 双摇杆机构。 连杆最短 推论2: 最短杆与最长杆的长度之和大于其余两杆长度之和 此条件不满足曲柄存在的条件,所以无论何杆最短均只能 得到双摇杆机构 双摇杆机构。 双摇杆机构 *由上面分析可知: 铰链四杆机构中,四根杆子的长度和哪根杆作为固定 件都影响到铰链四杆机构可以形成哪种基本类型。而不同 的形式有着不同的工作特点。 [课堂练习 课堂练习] 课堂练习 1.如图所示,判断下列机构属于哪种基本类型。 左图 右图 40+120≤70+110 50+80=60+70 最短杆40是连架杆 最短杆50是机架 此机构为曲柄摇杆机构 此机构为双曲柄机构 ?思考:如果将右图中AB杆的长度改为90,则该机构属 于哪种类型? (仿照上述做法,练习判断) [课堂小结 课堂小结] 课堂小结 本节课主要通过对铰链四杆机构中曲柄存在的条件进 行分析,从而了解到四根杆子的长度和最短杆作为机架还 是连杆或是连架杆直接影响到曲柄的存在。再在此基础上 得到铰链四杆机构三种基本类型的组成条件。 [作业 作业] 作业 1. 书上P97 第10题 第11题 2. 制作练习 材料:硬纸板剪成四根杆状长条(不等长),四根大 头钉 要求:根据自己所剪长度,当将其中一根作为机架时 可以得到什么机构。 将其中一根杆子做成可调的,发现有何变化。