《機械基礎(chǔ)》 課件 項目五 設(shè)計港口起重機執(zhí)行機構(gòu)

機械基礎(chǔ)產(chǎn)教融合

任務(wù)導(dǎo)向項目五

設(shè)計港口起重機執(zhí)行機構(gòu)學(xué)習(xí)導(dǎo)圖情境導(dǎo)入

港口起重機的工作程序是：取物裝置在取料地點由起升機構(gòu)將重物提升、平移、回轉(zhuǎn)，或變幅機構(gòu)使重物實現(xiàn)水平位移，然后起升機構(gòu)將重物下降到指定地點，接著各個機構(gòu)進(jìn)行反方向運動，使取物裝置回到原來的取料地點，一個工作循環(huán)結(jié)束。請分析：1、港口起重機采用何種平面四桿機構(gòu)？其特點是什么？2、起重機執(zhí)行機構(gòu)為典型的平面四桿機構(gòu)，已知三處連桿位置，請設(shè)計起重機執(zhí)行機構(gòu)。堅守崗位、持之以恒、不斷創(chuàng)新學(xué)習(xí)目標(biāo)知識目標(biāo)1、分析鉸鏈四桿機構(gòu)的基本形式及其演化形式；2、分析鉸鏈四桿機構(gòu)演化形式的工程應(yīng)用實例；3、根據(jù)機構(gòu)的工作要求設(shè)計平面四桿機構(gòu)。能力目標(biāo)1、能夠準(zhǔn)確分析與識別平面連桿機構(gòu)的類型；2、能了解各種典型連桿機構(gòu)的運動特性及應(yīng)用工況。育人目標(biāo)1、培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)習(xí)慣；2、培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實、精益求精的工匠精神；3、培養(yǎng)職業(yè)規(guī)范意識。學(xué)習(xí)方法掃一掃：邊學(xué)邊練電子活頁工單活頁工單樣例知識鏈接一、認(rèn)識平面四桿機構(gòu)目錄CONTENTS二、分析存在曲柄的條件及基本特征一、認(rèn)識平面四桿機構(gòu)平面連桿機構(gòu)是由若干構(gòu)件通過低副連接而成的機構(gòu)，又稱為平面機構(gòu)。當(dāng)平面四桿機構(gòu)中的運動副均為轉(zhuǎn)動副時，稱為鉸鏈四桿機構(gòu)。5.1.1了解平面四桿機構(gòu)的基本形式及其演化縫紉機縫紉機1-曲柄

2-連桿

3-腳踏板

4-機架一、認(rèn)識平面四桿機構(gòu)5.1.1了解平面四桿機構(gòu)的基本形式及其演化平面四桿機構(gòu)的基本形式有鉸鏈四桿機構(gòu)和滑塊四桿機構(gòu)。鉸鏈四桿機構(gòu)是平面四桿機構(gòu)的基本形式，可演化為滑塊四桿機構(gòu)，每一類的具體分類如圖：一、認(rèn)識平面四桿機構(gòu)鉸鏈四桿機構(gòu)中各構(gòu)件都是通過轉(zhuǎn)動副相連接的5.1.2分析鉸鏈四桿機構(gòu)的基本形式1、3-連架桿2-連桿4-機架

組成機架連架桿曲柄連桿搖桿鉸鏈四連桿機構(gòu)一、認(rèn)識平面四桿機構(gòu)5.1.2分析鉸鏈四桿機構(gòu)的基本形式鉸鏈四桿機構(gòu)按是否存在曲柄，分為：曲柄搖桿機構(gòu)雙曲柄機構(gòu)雙搖桿機構(gòu)一、認(rèn)識平面四桿機構(gòu)1.曲柄搖桿機構(gòu)5.1.2分析鉸鏈四桿機構(gòu)的基本形式雷達(dá)天線機構(gòu)汽車雨刮器曲柄搖桿兩連架桿中一個為曲柄，另一個為搖桿的四桿機構(gòu)稱為曲柄搖桿機構(gòu)。一、認(rèn)識平面四桿機構(gòu)2.雙曲柄機構(gòu)5.1.2分析鉸鏈四桿機構(gòu)的基本形式兩連架桿均為曲柄的四桿機構(gòu)稱為曲柄搖桿機構(gòu)。播種機構(gòu)車門啟閉機構(gòu)慣性篩機構(gòu)四足步行機器人機構(gòu)一、認(rèn)識平面四桿機構(gòu)3.雙搖桿機構(gòu)5.1.2分析鉸鏈四桿機構(gòu)的基本形式

兩連架桿均為搖桿的鉸鏈四桿機構(gòu)稱為雙搖桿機構(gòu)。電風(fēng)扇搖頭機構(gòu)

汽車前輪轉(zhuǎn)向機構(gòu)港口起重機機構(gòu)

飛機起落架一、認(rèn)識平面四桿機構(gòu)5.1.3了解鉸鏈四桿機構(gòu)的演化1.曲柄滑塊機構(gòu)曲柄搖桿機構(gòu)桿4（機架）做成滑行槽，搖桿3轉(zhuǎn)為滑塊對心式曲柄滑塊機構(gòu)偏置式曲柄滑塊機構(gòu)一、認(rèn)識平面四桿機構(gòu)5.1.3了解鉸鏈四桿機構(gòu)的演化2.導(dǎo)桿機構(gòu)轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機構(gòu)

移動導(dǎo)桿機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)擺動導(dǎo)桿機構(gòu)一、認(rèn)識平面四桿機構(gòu)5.1.3了解鉸鏈四桿機構(gòu)的演化2.導(dǎo)桿機構(gòu)卡車車廂自動翻轉(zhuǎn)卸料機構(gòu)

小型刨床機構(gòu)

手動壓水機機構(gòu)一、認(rèn)識平面四桿機構(gòu)5.1.3了解鉸鏈四桿機構(gòu)的演化3.偏心輪機構(gòu)當(dāng)曲柄長度很短時，由于結(jié)構(gòu)上的原因很難在較短的曲柄上制造出兩個轉(zhuǎn)動副，往往采用轉(zhuǎn)動副中心與幾何中心不重合的偏心輪來代替曲柄。這種將曲柄做成偏心輪形狀的平面四桿機構(gòu)成為偏心輪機構(gòu)。1-偏心輪2-連桿3-滑塊4-機架顎式破碎偏心輪機構(gòu)一、認(rèn)識平面四桿機構(gòu)鉸鏈四桿機構(gòu)中，存在曲柄的條件為：5.1.2分析鉸鏈四桿機構(gòu)的基本形式（1）桿長和條件：最短桿和最長桿的長度之和，小于或等于其余兩桿之和，即：Lmin+Lmax≤L+L（2）最短構(gòu)件條件：連架桿或機架為最短桿（簡稱最短桿條件）。一、認(rèn)識平面四桿機構(gòu)5.1.2分析鉸鏈四桿機構(gòu)的基本形式判斷最短、最長桿

是最短桿為機架雙曲柄機構(gòu)最短桿的相鄰桿為機架曲柄搖桿機構(gòu)最短桿的相對桿為機架雙搖桿機構(gòu)否雙搖桿機構(gòu)曲柄搖桿機構(gòu)中，如圖所示，當(dāng)曲柄為原動件時，曲柄AB在轉(zhuǎn)動一周的過程中，曲柄AB有兩次與連桿BC共線，搖桿CD分別位于兩極限位置C1D與C2D，稱為極位；曲柄在搖桿處于兩個極限位置時所夾的銳角稱為極位夾角，用θ表示；搖桿的兩個極位所夾的角度稱為最大擺角，用Ψ表示。二、分析平面四個機構(gòu)存在曲柄的條件及其基本特性5.2.1

認(rèn)知急回特性行程速比系數(shù)K：用v2和v1的比值K來描述工作件往復(fù)運動時的急回程度。二、分析平面四個機構(gòu)存在曲柄的條件及其基本特性5.2.1

認(rèn)知急回特性·若K﹥1，則表示該機構(gòu)空回行程的速度大于工作行程的速度，機構(gòu)具有急回特性。θ越大，K值越大，機構(gòu)急回程度越明顯，但機構(gòu)的傳動平穩(wěn)性下降。通常取K=1.2～2.0。急回特性的作用：四桿機構(gòu)的急回特性可以縮短機器的非生產(chǎn)時間，提高生產(chǎn)率。1.壓力角（α）：從動件上的作用力F與該點速度vc所夾銳角α稱為機構(gòu)的壓力角。2.傳動角（γ）：壓力角α的余角，即γ=90o-α稱為傳動角。F的兩個分力：Fn=Fsinα—引起摩擦力，有害分力

Ft=Fosα—有效分力二、分析平面四個機構(gòu)存在曲柄的條件及其基本特性5.2.2

認(rèn)知壓力角和傳動角壓力角是反映機構(gòu)傳力性能的一個重要指標(biāo)。壓力角α越小，機構(gòu)的傳力性能就越好。當(dāng)機構(gòu)處于死點位置時，具有以下兩個特點。當(dāng)傳動角

=0，機構(gòu)發(fā)生自鎖，從動件會出現(xiàn)卡死現(xiàn)象。(2)如果突然受到某些外力的影響，從動件會產(chǎn)生運動方向不確定的現(xiàn)象。二、分析平面四個機構(gòu)存在曲柄的條件及其基本特性5.2.3認(rèn)知死點位置二、分析平面四個機構(gòu)存在曲柄的條件及其基本特性5.2.3認(rèn)知死點位置夾具夾緊機構(gòu)夾具夾緊機構(gòu)飛機起落架機構(gòu)任務(wù)實施

1.港口起重機采用何種平面四桿機構(gòu)？其特點是什么？

2.起重機執(zhí)行機構(gòu)為典型的平面四桿機構(gòu)，已知如圖所示三處連桿