《機械設計手冊之連桿》

第八章平面連桿機構,7-1連桿機構及其特點7-2平面四桿機構的類型和應用7-3平面四桿機構的基本知識7-4平面四桿機構的設計,8-1連桿機構及其傳動特點,平面連桿機構構件用低副聯接而成的機構,結束,8-1連桿機構及其傳動特點,平面連桿機構構件用低副聯接而成的機構,共同特征：原動件的運動都是通過一個不直接與機架相連的中間構件（BC)傳遞到從動件上。BC連桿連桿機構低副機構桿：運動單元體（桿塊）四桿機構、六桿機構、多桿機構,結束,平面連桿機構特點：1.低副壓強小、易潤滑、磨損小、結構簡單、易加工；2.改變相對桿長運動規(guī)律變化3.幾何封閉4.連桿曲線工作要求5.可以實現增力擴大行程鎖緊等。6.效率低7.高速機械中，不易平衡8.設計復雜，難以精確實現較雜的運動規(guī)律,8-1連桿機構及其傳動特點,結束,8-2平面四桿機構的類型和應用,一、基本形式,機架AD；連架桿AB、CD曲柄能整周回轉的連架桿搖桿只能擺動的連架桿,結束,8-2平面四桿機構的類型和應用,曲柄搖桿機構,一、基本形式,結束,8-2平面四桿機構的類型和應用,2.雙曲柄機構,一、基本形式,結束,8-2平面四桿機構的類型和應用,2.雙曲柄機構,一、基本形式,特點：正模式下連桿BC作平運動，兩曲柄同步運動；負模下，連桿作一般運動，曲柄反向運轉。,兩對邊分別相等時平行四邊形機構,特點：通過作變速運動的曲柄CD，使往復運動的滑塊獲得加大的加速度。,結束,8-2平面四桿機構的類型和應用,3.雙搖桿機構,一、基本形式,結束,8-2平面四桿機構的類型和應用,3.雙搖桿機構,一、基本形式,結束,8-2平面四桿機構的類型和應用,1.改變構件的形狀和運動尺寸,二、平面四桿機構的演化型式,結束,8-2平面四桿機構的類型和應用,1.改變構件的形狀和運動尺寸,二、平面四桿機構的演化型式,結束,8-2平面四桿機構的類型和應用,2.改變運動副的尺寸,二、平面四桿機構的演化型式,結束,8-2平面四桿機構的類型和應用,3.選用不同的構件為機架,二、平面四桿機構的演化型式,結束,8-2平面四桿機構的類型和應用,3.選用不同的構件為機架,二、平面四桿機構的演化型式,小型刨床中轉動導桿機構（ABC）,結束,8-2平面四桿機構的類型和應用,3.選用不同的構件為機架,二、平面四桿機構的演化型式,結束,8-2平面四桿機構的類型和應用,3.選用不同的構件為機架,二、平面四桿機構的演化型式,結束,8-2平面四桿機構的類型和應用,3.選用不同的構件為機架,二、平面四桿機構的演化型式,結束,8-2平面四桿機構的類型和應用,3.選用不同的構件為機架,二、平面四桿機構的演化型式,結束,8-2平面四桿機構的類型和應用,3.選用不同的構件為機架,二、平面四桿機構的演化型式,結束,8-2平面四桿機構的類型和應用,3.選用不同的構件為機架,二、平面四桿機構的演化型式,結束,8-2平面四桿機構的類型和應用,4.運動副元素的逆換,二、平面四桿機構的演化型式,對于移動副，運動副元素的包容關系逆換，并不影響兩構件之間的相對運動，但卻能演化成不同的機構。,擺動導桿機構,曲柄搖塊機構,結束,8-3平面四桿機構的基本知識,低副機構運動的可逆性：各構件之間的相對運動關系不受機架更換的影響,構件組ABCD中，不設固定件討論相對運動關系設各桿長度分別為：a、b、c、d,一、曲柄存在條件,結束,+ad+ac+ab,a最小,在BCD中：b(da)cabcdc(da)bacbd在BCD中：adbc,一、曲柄存在條件,若使A為整轉副B必須能順利通過特殊點B、B點,B、C點的軌跡如圖,即BCD和BCD能夠成立,8-3平面四桿機構的基本知識,結束,一、曲柄存在條件,四桿機構中有整轉副的條件是：（1）最短桿與最長桿的長度之和不大于其余兩桿的長度之和；（2）構成該轉動副的兩桿之一為四桿中最短桿。如圖：滿足桿長之和條件且l2為最短A、B為整轉副,8-3平面四桿機構的基本知識,結束,一、曲柄存在條件,若滿足桿長之和條件：,最短桿為連架桿曲柄搖桿機構,最短桿為機架雙曲柄機構,最短桿為連桿雙搖桿機構,若不滿足桿長之和條件：雙搖桿機構,曲柄存在條件：（1）最短桿與最長桿的長度之和不大于其余兩桿的長度之和；（2）最短桿為機架或連架桿。,8-3平面四桿機構的基本知識,結束,一、曲柄存在條件,若滿足桿長之和條件：,最短桿為連架桿曲柄搖桿機構,最短桿為機架雙曲柄機構,最短桿為連桿雙搖桿機構,若不滿足桿長之和條件：雙搖桿機構,曲柄存在條件：（1）最短桿與最長桿的長度之和不大于其余兩桿的長度之和；（2）最短桿為機架或連架桿。,8-3平面四桿機構的基本知識,結束,1,如圖：曲柄AB勻速轉動，搖桿CD在一定范圍內擺動。,二、急回運動和行程速比系數,2,（1）B：B1B21180；,：C1C2t1v1,搖桿兩極限位置C1D、C2D極位夾角兩極限位置曲柄所夾銳角,（2）B：B2B12180；：C2C1t2v2顯然：12t1t2v2v1急回運動形程速比系數K,可見：K急回特性0K1無急回特性,8-3平面四桿機構的基本知識,結束,其它機構的急回特性,偏置的曲柄滑塊機構有急回特性,導桿機構急回特性明顯,8-3平面四桿機構的基本知識,=0沒有急回特性,結束,其它機構的急回特性,偏置的曲柄滑塊機構有急回特性,導桿機構急回特性明顯,8-3平面四桿機構的基本知識,=0沒有急回特性,結束,Fn(正壓力)壓力角,可見：F傳力性能效率機構在運動中，（）是變化的，為了保證機構的傳力性能min,三、傳動角與死點位置1、壓力角和傳動角,FtFcos有效分力FnFsin有害分力,FFt、Fn,8-3平面四桿機構的基本知識,壓力角：從動件受力的方向與受力點線速度方向之間所夾的銳角。,傳動角：壓力角的余角90，,結束,設計要求：min或max便于觀察：當BCD90時：BCD當BCD90時：,180BCDmin(BCD)min或(BCD)max,fmax或fmin,=0或=180時（曲柄與機架兩次共線）,8-3平面四桿機構的基本知識,三、傳動角與死點位置1、壓力角和傳動角,結束,其它機構的最小傳動角min,8-3平面四桿機構的基本知識,三、傳動角與死點位置1、壓力角和傳動角,90傳力性能良好,結束,8-3平面四桿機構的基本知識,三、傳動角與死點位置2、死點位置,往復運動構件作主動件時：=90、=0Ft=0F無論多大都不能時機構運動死點位置死點從動件轉向不定工作中利用慣性或機組錯位排列通過死點；有時利用死點位置來工作。,結束,8-3平面四桿機構的基本知識,三、傳動角與死點位置2、死點位置,往復運動構件作主動件時：=90、=0Ft=0F無論多大都不能時機構運動死點位置死點從動件轉向不定工作中利用慣性或機組錯位排列通過死點；有時利用死點位置來工作。,結束,8-3平面四桿機構的基本知識,三、傳動角與死點位置2、死點位置,往復運動構件作主動件時：=90、=0Ft=0F無論多大都不能時機構運動死點位置死點從動件轉向不定工作中利用慣性或機組錯位排列通過死點；有時利用死點位置來工作。,如果曲柄作主動件在兩個極限位置附近傳動角很大增力很大的機械利益,拉鉚機,結束,8-3平面四桿機構的基本知識,四、鉸鏈四桿機構的運動連續(xù)性,