鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)課件

1、課題二,常用設(shè)備的平面連桿機(jī),構(gòu)形式分析,一、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本形式,二、,鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)曲柄存在的條件,三、,鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化,1,一、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本形式,?,全部由回轉(zhuǎn)副組成的平面四桿機(jī)構(gòu)稱為鉸,鏈四桿機(jī)構(gòu)。,2,?,組成,：,機(jī)架,-,機(jī)構(gòu)的固定件,4,；,連架桿,-,與機(jī)架用轉(zhuǎn)動副相連接的桿,1,和桿,3,；,連桿,-,不與機(jī)架直接連接的桿,2,。,?,能作整周轉(zhuǎn)動的連架桿，,稱為曲柄,。,?,僅能在某一角度內(nèi)擺動的連架桿，,稱為,搖桿,。,3,鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的三種基本形式,1.,曲柄搖桿機(jī)構(gòu),2.,雙曲柄機(jī)構(gòu),3.,雙搖桿機(jī)構(gòu),4,1.,曲柄搖桿機(jī)構(gòu),?,在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，若兩個連

2、架桿一個為,曲柄，另一個為搖桿，則此鉸鏈四桿機(jī)構(gòu),稱為曲柄搖桿機(jī)構(gòu),。,?,曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的特點：它能將曲柄的整周,回轉(zhuǎn)運(yùn)動變換成搖桿的往復(fù)擺動，或?qū)u,桿的往復(fù)擺動變換成曲柄的連續(xù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動,。,?,舉例：雷達(dá)天線；縫紉機(jī)的踏板機(jī)構(gòu)。,5,圖,1-17,雷達(dá)天線俯仰角調(diào)整機(jī)構(gòu),6,圖,1-18,縫紉機(jī)踏板機(jī)構(gòu),B,A,C,D,皮帶輪,踏板,7,2.,雙曲柄機(jī)構(gòu),?,兩連架桿均為曲柄的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)稱為雙曲柄機(jī),構(gòu),。,?,雙曲柄機(jī)構(gòu)的特點：能將等角速度轉(zhuǎn)動變?yōu)橹芷?性變角速度轉(zhuǎn)動,。,通常主動曲柄作等速轉(zhuǎn)動，從,動曲柄作變速轉(zhuǎn)動,。,?,在雙曲柄機(jī)構(gòu)中，若兩曲柄平行且相等，稱為平,行四邊形機(jī)構(gòu),；

3、若對邊的長度分別相等，,但連桿,BC,和機(jī)架,AD,不平行，則稱其為反平行四邊形機(jī),構(gòu)，,?,舉例：慣性篩；機(jī)車驅(qū)動輪聯(lián)動機(jī)構(gòu)；反平行四,邊形機(jī)構(gòu)，如,圖,1-21,所示,；車門啟閉機(jī)構(gòu)。,8,圖,1-19,慣性篩,9,3,2,1,D,C,F,E,B,3,5,2,1,(a),(b),A,4,圖,1-20,機(jī)車驅(qū)動輪聯(lián)動機(jī)構(gòu),10,圖,1-21,反平行四邊形機(jī)構(gòu),11,圖,1-22,公共汽車車門啟閉機(jī)構(gòu),12,3.,雙搖桿機(jī)構(gòu),?,兩連架桿均為搖桿的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)稱為雙,搖桿機(jī)構(gòu),。,?,雙搖桿機(jī)構(gòu)的特點主要是：,通過適當(dāng)?shù)脑O(shè),計，,將主動搖桿的擺角放大或縮小，使從,動搖桿得到所需的擺角；,或者利

4、用連桿上,某點的運(yùn)動軌跡實現(xiàn)所需的運(yùn)動,。,?,舉例：,圖,1-23,所示為大型造型機(jī)的翻箱機(jī),構(gòu)；汽車前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。,13,圖,1-23,翻砂箱機(jī)構(gòu),14,圖,1-24,汽車前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu),15,判斷：起重機(jī)機(jī)構(gòu)屬于曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲,柄機(jī)構(gòu)還是雙搖桿機(jī)構(gòu)？,16,二、,鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)曲柄存在,的條件,?,在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，能使被連接的兩個構(gòu),件相對轉(zhuǎn)動,360,度的轉(zhuǎn)動副為整轉(zhuǎn)副。,?,整轉(zhuǎn)副存在是曲柄存在的必要條件。,17,圖,f1,轉(zhuǎn)動副成為整轉(zhuǎn)副的條件輔助證明圖,18,?,在圖,f1,中，設(shè),da,，在桿,1,繞轉(zhuǎn)動副,A,轉(zhuǎn)動的過程中，鉸鏈,點,B,與,D,之間的距離,g,是不斷變化的

5、，當(dāng),B,點到達(dá)圖示點,B,1,和,B,2,兩位置時，,g,值分別達(dá)到最大值,g,max,=d+a,和最小值,g,min,=d-a,。,?,如要求桿,1,能繞轉(zhuǎn)動副,A,相對桿,4,做整周轉(zhuǎn)動，則桿,1,應(yīng)能,超過,AB,1,和,AB,2,這兩個關(guān)鍵位置，即可以構(gòu)成三角形,B,1,C,1,D,和三角形,B,2,C,2,D,。根據(jù)三角形構(gòu)成原理即可以,推出以下各式。,19,?,由,B,1,C,1,D,可得,:,a+db+c,(a),?,由,B,2,C,2,D,可得,:,b-c,d,-a,c-,bd,-a,?,即,: a+bc+d (b),a+cb+d (c),20,?,將式（,a,）、（,b,）

6、、（,c,）分別兩兩相加可得,:,a,b,ac,ad,(1-1),?,如,da,，用同樣的方法可以得到桿,1,能繞轉(zhuǎn)動副,A,相對于桿,4,做整周轉(zhuǎn)動的條件,:,d+ab+c,;,d+ba+c;,d+ca+b ;,?,即：,d,a,db,dc (1,-2),21,?,式（,1-1,）和式（,1-2,）說明，組成整轉(zhuǎn)副,A,的兩個構(gòu)件中，必有一個為最短桿；,?,式（,a,）、（,b,）、（,c,）說明，該最短桿與,最長桿的長度值和必小于或等于其余兩構(gòu)件,的長度之和，該長度之和關(guān)系稱為“,桿長之,和條件,”。,22,?,綜合歸納以上兩種情況，可得出如下結(jié)論：,在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，如果某個轉(zhuǎn)動副能成為

7、,整轉(zhuǎn)副，則它所連接的兩個構(gòu)件中，必有一,個為最短桿，并且四個構(gòu)件的長度滿足桿長,之和條件。,23,?,設(shè)四個構(gòu)件中最長桿的長度為,L,1,，,最短桿的長度,為,L,2,，,其余兩桿長度分別為,L,3,和,L,4,，則整轉(zhuǎn)副存,在的條件可表示為：,若,L,1,+L,2,L,3,+L,4,，,則機(jī)構(gòu)中,存在整轉(zhuǎn)副,。,?,取最短桿的相鄰桿為機(jī)架時，,得到曲柄搖桿機(jī),構(gòu)，,如圖,1-26,（,a,）,和圖,1-26,（,b,）所示,。,?,取最短桿為機(jī)架時，,得到雙曲柄機(jī)構(gòu)，,如圖,1-26,（,c,）,所示,。,?,取最短桿的相對桿為機(jī)架時，,得到雙搖桿機(jī)構(gòu)，,如圖,1-26,（,d,）,所示,

8、。,24,圖,1-26,不同類型的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu),25,鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中存在曲柄的充要條,件是什么？,答：,?,最短桿長度,+,最長桿長度,其他兩桿長度之,和。,?,最短桿或最短桿的任一相鄰桿作為機(jī)架。,26,判斷下列鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)是曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、,雙曲柄機(jī)構(gòu)還是雙搖桿機(jī)構(gòu)？,27,練,習(xí),已知四桿機(jī)構(gòu)中，尺寸如圖所示，,AD,為機(jī)架，求：,1,、該機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)時，,l,AB,的最大值。,2,、該機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)時，,l,AB,的最小值。,28,三、,鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化,1.,曲柄滑塊機(jī)構(gòu),2.,導(dǎo)桿機(jī)構(gòu),3.,搖塊機(jī)構(gòu),4.,定塊機(jī)構(gòu),29,1.,曲柄滑塊機(jī)構(gòu),?,圖,1-27,（,a,）所

9、示的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，,搖桿,3,上,C,點的軌跡是以,D,為圓心，桿,3,的長度為半,徑的圓弧,。,如在機(jī)架上按,C,點的軌跡做成一弧,形槽，,搖桿,3,做成與弧形槽相配的弧形塊，圖,1-,27,（,a,）,所示機(jī)構(gòu)演化成圖,1-27,（,b,）,所示,機(jī)構(gòu)，此時雖然轉(zhuǎn)動副,D,的外形改變，,但機(jī)構(gòu)的,運(yùn)動特性并沒有改變,。,?,若將弧形槽的半徑增至無窮大，則轉(zhuǎn)動副,D,的中,心移至無窮遠(yuǎn)處，,弧形槽變?yōu)橹辈郏?轉(zhuǎn)動副,D,則轉(zhuǎn)化為移動副，,構(gòu)件,3,由搖桿變成了滑塊，,于是曲柄搖桿機(jī)構(gòu)就演化為曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，如圖,1-27,（,c,）,所示,。,30,圖,1-27,曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的演化,31,曲

10、柄滑塊機(jī)構(gòu)的分類,?,在圖,1-27,（,c,）,中，滑塊導(dǎo)路線不通過曲,柄回轉(zhuǎn)中心，故稱為偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu),。,曲柄轉(zhuǎn)動中心至滑塊導(dǎo)路線的垂直距離稱,為偏距,e,。,?,滑塊導(dǎo)路線通過曲柄轉(zhuǎn)動中心,A,時（,即,e,=0,），則稱為對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，,如圖,1-,27,（,d,）所示,。,?,曲柄滑塊機(jī)構(gòu)廣泛應(yīng)用于內(nèi)燃機(jī)、,空壓機(jī),及沖床設(shè)備中,。,32,2.,導(dǎo)桿機(jī)構(gòu),?,導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)可以看作是在曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中選取不同,構(gòu)件為機(jī)架演化而成,。,?,導(dǎo)桿,指在滑塊中作相對移動的構(gòu)件。,?,圖,1-28,中，,a,：曲柄滑塊機(jī)構(gòu),b,：導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)（,ABBC,，轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機(jī),構(gòu)；,ABBC,，擺動導(dǎo)桿

11、機(jī)構(gòu)）,c,：擺動導(dǎo)桿滑塊機(jī)構(gòu)（搖塊機(jī)構(gòu)）,d,：移動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)（定塊機(jī)構(gòu)）,導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用：牛頭刨床（圖,1-29,、,1-30,）；,33,圖,1-28,曲柄滑塊機(jī)構(gòu)向?qū)U機(jī)構(gòu)的演化,34,圖,1-29,牛頭刨床的擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu),35,圖,1-30,牛頭刨床的轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu),36,3.,搖塊機(jī)構(gòu),?,在,圖,1-28,（,a,）,所示的曲柄滑塊機(jī)構(gòu),中，,若取桿,2,為,固,定,件，,即,可,得,圖,1-28,（,c,）,所示的擺動滑塊機(jī)構(gòu)，,或稱搖塊機(jī),構(gòu),。,?,這種機(jī)構(gòu)廣泛應(yīng)用于擺動式內(nèi)燃機(jī)和液壓,驅(qū)動裝置內(nèi),。,?,圖,1-31,所示為自卸卡車翻斗機(jī)構(gòu)及其運(yùn)動,簡圖，,在該機(jī)構(gòu)中，因為液壓油缸,3,繞鉸,鏈,C,擺動，故稱為搖塊,。,37,圖,1-31,自卸卡車翻斗機(jī)構(gòu)及其運(yùn)動簡圖,38,4.,定塊機(jī)構(gòu),?,在,圖,1-28,（,a,）,所示曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，若,取桿,3,為固定件，即可得,圖,1-28,（,d,）,所,示的固定滑塊機(jī)構(gòu)或稱定塊機(jī)構(gòu),。,這種機(jī),構(gòu)常用于如,圖,1-32,所示抽水唧筒等機(jī)構(gòu)中,。,39,圖,1-32,所示為抽水唧筒機(jī)構(gòu),40,41,填空,1.,物理實驗室采用的天平采用了（平行雙曲,柄）機(jī)構(gòu)。,2.,（曲柄滑塊）機(jī)構(gòu)能把主動件的等