平面連桿 (精品)

1、2-1 平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖和自由度 2-2 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型 2-3 平面四桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及設(shè)計(jì) 基本要求基本要求: : v掌握基本概念掌握基本概念 v熟練掌握機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制熟練掌握機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制 v熟練掌握機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算方法熟練掌握機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算方法 v掌握平面連桿機(jī)構(gòu)的類型、特點(diǎn)、演化方法掌握平面連桿機(jī)構(gòu)的類型、特點(diǎn)、演化方法 v掌握平面四桿機(jī)構(gòu)的工作特性掌握平面四桿機(jī)構(gòu)的工作特性 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) 一、構(gòu)件 二、運(yùn)動(dòng)副 三、機(jī)構(gòu) 四、平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 五、平面機(jī)構(gòu)的自由度 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) 一、構(gòu)件一、構(gòu)件 構(gòu)件：構(gòu)件：獨(dú)立影響機(jī)構(gòu)功能并能獨(dú)立運(yùn)獨(dú)立

2、影響機(jī)構(gòu)功能并能獨(dú)立運(yùn) 動(dòng)的單元體動(dòng)的單元體 （實(shí)物、剛體、運(yùn)動(dòng)的整體實(shí)物、剛體、運(yùn)動(dòng)的整體） 機(jī)架機(jī)架、原動(dòng)構(gòu)件、從動(dòng)構(gòu)件原動(dòng)構(gòu)件、從動(dòng)構(gòu)件 零件：零件：?jiǎn)为?dú)加工的制造單元體單獨(dú)加工的制造單元體 通用零件、專用零件通用零件、專用零件 v構(gòu)件可以由一個(gè)零件組成構(gòu)件可以由一個(gè)零件組成 v也可以由幾個(gè)零件組成也可以由幾個(gè)零件組成 原動(dòng)件原動(dòng)件 1 2 3 4 從動(dòng)件從動(dòng)件 機(jī)架機(jī)架 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) 與動(dòng)力與動(dòng)力 源組合源組合 機(jī)器的組成機(jī)器的組成 ( (從運(yùn)動(dòng)觀點(diǎn)看從運(yùn)動(dòng)觀點(diǎn)看) )由構(gòu)件組成由構(gòu)件組成 ( (從制造觀點(diǎn)看從制造觀點(diǎn)看) )由零件組成由零件組成 機(jī)械機(jī)械 機(jī)器機(jī)器 機(jī)構(gòu)

3、機(jī)構(gòu) 構(gòu)件構(gòu)件 零件零件 通用零件通用零件 專用零件專用零件 原動(dòng)構(gòu)件原動(dòng)構(gòu)件 從動(dòng)構(gòu)件從動(dòng)構(gòu)件 機(jī)機(jī) 架架 零件零件 構(gòu)件構(gòu)件機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu) 機(jī)器機(jī)器 靜聯(lián)接靜聯(lián)接 動(dòng)聯(lián)接動(dòng)聯(lián)接 (運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副) 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) x y o v運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副: : 兩構(gòu)件直接接觸而形成的可動(dòng)聯(lián)接兩構(gòu)件直接接觸而形成的可動(dòng)聯(lián)接 v運(yùn)動(dòng)副元素：運(yùn)動(dòng)副元素：構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副時(shí)直接接觸的點(diǎn)、線、面部分構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副時(shí)直接接觸的點(diǎn)、線、面部分 v接觸形式接觸形式: : 點(diǎn)、線、面點(diǎn)、線、面 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) v按接觸形式分類 v按相對(duì)運(yùn)動(dòng)分類 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) 按接觸形式分類：按接觸形式分類： v接觸形

4、式接觸形式: 點(diǎn)、線、面點(diǎn)、線、面 v低副低副：面接觸：面接觸 v高副高副：點(diǎn)、線接觸：點(diǎn)、線接觸 平面低副平面低副 空間低副空間低副 x y o 高副高副 高副高副 空間低副空間低副平面低副平面低副平面低副平面低副 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) 按相對(duì)運(yùn)動(dòng)分類：按相對(duì)運(yùn)動(dòng)分類： v運(yùn)動(dòng)副的性質(zhì)（即運(yùn)動(dòng)副引入的約束）確定了兩構(gòu)件的相運(yùn)動(dòng)副的性質(zhì)（即運(yùn)動(dòng)副引入的約束）確定了兩構(gòu)件的相 對(duì)運(yùn)動(dòng)對(duì)運(yùn)動(dòng) v按相對(duì)運(yùn)動(dòng)分類：按相對(duì)運(yùn)動(dòng)分類： 轉(zhuǎn)動(dòng)副：相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)副：相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng) 回轉(zhuǎn)副、鉸鏈回轉(zhuǎn)副、鉸鏈 移動(dòng)副：相對(duì)移動(dòng)移動(dòng)副：相對(duì)移動(dòng) 螺旋副：螺旋運(yùn)動(dòng)螺旋副：螺旋運(yùn)動(dòng) 球面副：球面運(yùn)動(dòng)球面副：球面運(yùn)動(dòng) 機(jī)械

5、設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) 運(yùn)動(dòng)副類型小結(jié)運(yùn)動(dòng)副類型小結(jié) v平面低副平面低副: 轉(zhuǎn)動(dòng)副、移動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)副、移動(dòng)副 （面接觸面接觸） v平面高副平面高副: 齒輪副、凸輪副齒輪副、凸輪副 （點(diǎn)、線接觸點(diǎn)、線接觸） v空間低副空間低副: 螺旋副、球面副、圓柱副螺旋副、球面副、圓柱副 （面接觸面接觸） v空間高副空間高副: 球和圓柱與平面、球與圓柱副球和圓柱與平面、球與圓柱副 (點(diǎn)、線接觸點(diǎn)、線接觸) v運(yùn)動(dòng)副特性運(yùn)動(dòng)副特性: :運(yùn)動(dòng)副一經(jīng)形成運(yùn)動(dòng)副一經(jīng)形成, , 組成它的兩個(gè)構(gòu)件間的可組成它的兩個(gè)構(gòu)件間的可 能的相對(duì)運(yùn)動(dòng)就確定。而且能的相對(duì)運(yùn)動(dòng)就確定。而且這種可能的相對(duì)運(yùn)動(dòng)這種可能的相對(duì)運(yùn)動(dòng), , 只與運(yùn)只

6、與運(yùn) 動(dòng)副類型有關(guān)動(dòng)副類型有關(guān), , 而與運(yùn)動(dòng)副的具體結(jié)構(gòu)無關(guān)。而與運(yùn)動(dòng)副的具體結(jié)構(gòu)無關(guān)。 v工程上常用一些規(guī)定的符號(hào)代表運(yùn)動(dòng)副工程上常用一些規(guī)定的符號(hào)代表運(yùn)動(dòng)副 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) 平面副平面副 低副低副：轉(zhuǎn)動(dòng)副、移動(dòng)副：轉(zhuǎn)動(dòng)副、移動(dòng)副( ( 面接觸面接觸) ) 高副高副：齒輪副、凸輪副：齒輪副、凸輪副( (點(diǎn)、點(diǎn)、 線接觸線接觸) ) x y o x y o t t n n n t 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) 空間副空間副 高副高副：點(diǎn)、線接觸：點(diǎn)、線接觸 球面副球面副 螺旋副螺旋副 了解了解 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) v機(jī)構(gòu)是由構(gòu)件通過運(yùn)動(dòng)副連接而成的機(jī)構(gòu)是由構(gòu)件通過運(yùn)動(dòng)副連接

7、而成的 v原動(dòng)件：原動(dòng)件：按給定運(yùn)動(dòng)規(guī)律獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件按給定運(yùn)動(dòng)規(guī)律獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件 v從動(dòng)件：從動(dòng)件：其余的活動(dòng)構(gòu)件其余的活動(dòng)構(gòu)件 v機(jī)機(jī) 架：架：固定不動(dòng)的構(gòu)件固定不動(dòng)的構(gòu)件 原動(dòng)件原動(dòng)件 1 2 3 4 從動(dòng)件從動(dòng)件 機(jī)架機(jī)架 閉鏈閉鏈 開鏈開鏈 機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu) 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) 1 概述 2 構(gòu)件的表示方法 3 運(yùn)動(dòng)副的表示方法 4 運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制方法 5 例題 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) 1 概述概述 v機(jī)構(gòu)各部分的運(yùn)動(dòng)，取決于：機(jī)構(gòu)各部分的運(yùn)動(dòng)，取決于： 原動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律、各運(yùn)動(dòng)副的類型、機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸原動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律、各運(yùn)動(dòng)副的類型、機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸 (確定各運(yùn)動(dòng)副相對(duì)位置的尺寸

8、確定各運(yùn)動(dòng)副相對(duì)位置的尺寸) v機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖: （表示機(jī)構(gòu)（表示機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特征運(yùn)動(dòng)特征的一種工程用圖）的一種工程用圖） 用簡(jiǎn)單線條表示構(gòu)件用簡(jiǎn)單線條表示構(gòu)件 規(guī)定符號(hào)代表運(yùn)動(dòng)副規(guī)定符號(hào)代表運(yùn)動(dòng)副 按比例定出運(yùn)動(dòng)副的相對(duì)位置按比例定出運(yùn)動(dòng)副的相對(duì)位置 與原機(jī)械具有完全相同的運(yùn)動(dòng)特性與原機(jī)械具有完全相同的運(yùn)動(dòng)特性 v比較：比較： 機(jī)構(gòu)示意圖：機(jī)構(gòu)示意圖：沒嚴(yán)格按照比例繪制的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖沒嚴(yán)格按照比例繪制的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 v用途：用途：分析現(xiàn)有機(jī)械，構(gòu)思設(shè)計(jì)新機(jī)械分析現(xiàn)有機(jī)械，構(gòu)思設(shè)計(jì)新機(jī)械 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) 2 構(gòu)件的表示方法構(gòu)件的表示方法 v桿、軸類構(gòu)件桿、軸類構(gòu)件 v機(jī)架機(jī)架

9、 v同一構(gòu)件同一構(gòu)件 v兩副構(gòu)件兩副構(gòu)件 v三副構(gòu)件三副構(gòu)件 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) 3 運(yùn)動(dòng)副的表示方法運(yùn)動(dòng)副的表示方法 v轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)副 v移動(dòng)副移動(dòng)副 v高副高副（齒輪副、（齒輪副、 凸輪副）凸輪副） 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) 4 運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制方法運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制方法 v步驟：步驟： 確定構(gòu)件數(shù)目及原動(dòng)件、輸出構(gòu)件確定構(gòu)件數(shù)目及原動(dòng)件、輸出構(gòu)件 各構(gòu)件間構(gòu)成何種運(yùn)動(dòng)副？（注意微動(dòng)部分）各構(gòu)件間構(gòu)成何種運(yùn)動(dòng)副？（注意微動(dòng)部分） 選定比例尺、投影面，確定原動(dòng)件某一位置，按規(guī)定選定比例尺、投影面，確定原動(dòng)件某一位置，按規(guī)定 符號(hào)繪制運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖符號(hào)繪制運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 標(biāo)明機(jī)架、原動(dòng)件和作圖比例尺標(biāo)明

10、機(jī)架、原動(dòng)件和作圖比例尺 v繪制路線：繪制路線：原動(dòng)件原動(dòng)件中間傳動(dòng)件中間傳動(dòng)件 輸出構(gòu)件輸出構(gòu)件 v觀察重點(diǎn)：觀察重點(diǎn)：各構(gòu)件間構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副類型各構(gòu)件間構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副類型 v良好習(xí)慣：良好習(xí)慣：各種運(yùn)動(dòng)副和構(gòu)件用規(guī)定符號(hào)表達(dá)各種運(yùn)動(dòng)副和構(gòu)件用規(guī)定符號(hào)表達(dá) v誤誤 區(qū)：區(qū)：構(gòu)件外形構(gòu)件外形 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) 5 例題：例題：內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃機(jī) 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) A B C E F D G 例題：例題：破碎機(jī)破碎機(jī) 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) 1 1 2 2 3 3 4 4 A B C 14 12 23 A14 B12 C234 3 3 2 2 4 4 1 1 4 例題：例題： 機(jī)械

11、設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) 1 平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算 2 機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件 3 幾種特殊結(jié)構(gòu)的處理幾種特殊結(jié)構(gòu)的處理 復(fù)合鉸鏈復(fù)合鉸鏈 局部自由度局部自由度 虛約束虛約束 4 小結(jié)小結(jié) 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) 1 平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算 (1) 平面運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的自由度平面運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的自由度 (構(gòu)件可能出現(xiàn)的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)構(gòu)件可能出現(xiàn)的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)) (2) 平面運(yùn)動(dòng)副引入的約束平面運(yùn)動(dòng)副引入的約束R (對(duì)獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)所加的限制對(duì)獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)所加的限制) x y 2 1 與其它構(gòu)件未連之前：與其它構(gòu)件未連之前：3 用運(yùn)動(dòng)副與其它構(gòu)件連接后用運(yùn)動(dòng)副與

12、其它構(gòu)件連接后, 運(yùn)運(yùn) 動(dòng)副引入約束動(dòng)副引入約束, 原自由度減少原自由度減少 x y o x y o t t n n R=2 R=2R=1 結(jié)論：結(jié)論： 平面低副引入平面低副引入 2個(gè)約束個(gè)約束 平面高副引入平面高副引入 1個(gè)約束個(gè)約束 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) (3) 平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算公式平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算公式 如果：活動(dòng)構(gòu)件數(shù)：如果：活動(dòng)構(gòu)件數(shù)：n 低副數(shù)：低副數(shù)： pl 高副數(shù)：高副數(shù)： ph x y 2 1 未連接前總自由度：未連接前總自由度： 3n 連接后引入的總約束數(shù)：連接后引入的總約束數(shù)： 2pl+ph F=3n - ( 2pl + ph ) v機(jī)構(gòu)自由度機(jī)構(gòu)自由度F： F=

13、3n - 2pl - ph 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) 機(jī)構(gòu)自由度舉例：機(jī)構(gòu)自由度舉例： 1 2 3 4 F =3n2plph = 3 2 340 = 1 1 2 3 4 5 F =3n2plph = 3 2 450 = 2 F =3n2plph = 3 2 221 = 1 B C A F =3n2plph = 3 2 340 = 1 F =3n2plph = 3 2 451 = 1 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) F =3n2plph = 3 42 50= 2 F =3n2plph = 3 32 50= -1 F =3n2plph = 3 22 30=0 2 機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)

14、動(dòng)的條件 F=0,剛性桁架，構(gòu)件之間無相對(duì)運(yùn)動(dòng)剛性桁架，構(gòu)件之間無相對(duì)運(yùn)動(dòng) 原動(dòng)件數(shù)小于原動(dòng)件數(shù)小于F,各構(gòu)件無確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)各構(gòu)件無確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng) 原動(dòng)件數(shù)大于原動(dòng)件數(shù)大于F,在機(jī)構(gòu)的薄弱處遭到破壞在機(jī)構(gòu)的薄弱處遭到破壞 結(jié)論：結(jié)論：機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件：機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件： 1 機(jī)構(gòu)自由度機(jī)構(gòu)自由度 0 2 原動(dòng)件數(shù)原動(dòng)件數(shù) 機(jī)構(gòu)自由度數(shù)機(jī)構(gòu)自由度數(shù) B C A B C A D E A E B C D 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) vm個(gè)構(gòu)件個(gè)構(gòu)件(m2)在同一處構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副在同一處構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副 vm-1-1個(gè)低副個(gè)低副 (1) 復(fù)合鉸鏈復(fù)合鉸鏈 4 1 2 3 5 6 F F 3n3n2

15、p2pl lp ph h 3 3 2 2 560 3 F F 3n3n 2p2pl lp ph h 3 3 2 2 570 1 4 1 2 3 5 6 錯(cuò)錯(cuò)對(duì)對(duì) 計(jì)算在內(nèi)計(jì)算在內(nèi) 5 2 3 2 3 5 1 m個(gè)構(gòu)件個(gè)構(gòu)件, m-1個(gè)鉸鏈個(gè)鉸鏈 3 幾種特殊結(jié)構(gòu)的處理幾種特殊結(jié)構(gòu)的處理 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) F3n2plph 3 2 3 3 1 2 F3n 2plph 3 2 221 1 錯(cuò)錯(cuò)對(duì)對(duì) 排除排除(2) 局部自由度局部自由度 v定義：定義：機(jī)構(gòu)中某些構(gòu)件所具有的獨(dú)立的局部運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中某些構(gòu)件所具有的獨(dú)立的局部運(yùn)動(dòng), , 不影響機(jī)不影響機(jī) 構(gòu)輸出運(yùn)動(dòng)的自由度構(gòu)輸出運(yùn)動(dòng)的自由度 v局

16、部自由度經(jīng)常發(fā)生的場(chǎng)合：局部自由度經(jīng)常發(fā)生的場(chǎng)合：滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦?xí)r添加滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦?xí)r添加 的滾子、軸承中的滾珠的滾子、軸承中的滾珠 v解決的方法：解決的方法：計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)，設(shè)想將滾子與安裝滾子的計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)，設(shè)想將滾子與安裝滾子的 構(gòu)件固結(jié)在一起，視作一個(gè)構(gòu)件構(gòu)件固結(jié)在一起，視作一個(gè)構(gòu)件 動(dòng)畫動(dòng)畫 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) v不影響機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)傳遞的不影響機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)傳遞的重復(fù)約束重復(fù)約束 v在特定幾何條件或結(jié)構(gòu)條件下，某些運(yùn)動(dòng)副所引入的約束在特定幾何條件或結(jié)構(gòu)條件下，某些運(yùn)動(dòng)副所引入的約束 可能與其它運(yùn)動(dòng)副所起的限制作用一致，這種不起獨(dú)立限可能與其它運(yùn)動(dòng)副所起的限制作用一致，

17、這種不起獨(dú)立限 制作用的運(yùn)動(dòng)副叫制作用的運(yùn)動(dòng)副叫虛約束虛約束 v虛約束虛約束經(jīng)常發(fā)生的場(chǎng)合經(jīng)常發(fā)生的場(chǎng)合 v處理方法：處理方法：計(jì)算自由度時(shí)，將虛約束（或虛約束構(gòu)件及其計(jì)算自由度時(shí)，將虛約束（或虛約束構(gòu)件及其 所帶入的運(yùn)動(dòng)副）去掉所帶入的運(yùn)動(dòng)副）去掉 v結(jié)論結(jié)論 F F3n3n2P2PL LP PH H 3 3 2 2 1 2 3 F F3n3n2P2PL LP PH H 3 3 2 2 23 1 - -1 錯(cuò)錯(cuò) 22 1 1 對(duì)對(duì) 排除排除 之一為之一為 虛約束虛約束 (3) 虛約束虛約束 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) 虛約束經(jīng)常發(fā)生的場(chǎng)合虛約束經(jīng)常發(fā)生的場(chǎng)合 A 兩構(gòu)件之間構(gòu)成多個(gè)運(yùn)動(dòng)副時(shí)兩

18、構(gòu)件之間構(gòu)成多個(gè)運(yùn)動(dòng)副時(shí) B 兩構(gòu)件某兩點(diǎn)之間的距離在運(yùn)動(dòng)過程中始終保持不變時(shí)兩構(gòu)件某兩點(diǎn)之間的距離在運(yùn)動(dòng)過程中始終保持不變時(shí) C 聯(lián)接構(gòu)件與被聯(lián)接構(gòu)件上聯(lián)接點(diǎn)的軌跡重合時(shí)聯(lián)接構(gòu)件與被聯(lián)接構(gòu)件上聯(lián)接點(diǎn)的軌跡重合時(shí) D 機(jī)構(gòu)中對(duì)運(yùn)動(dòng)不起作用的對(duì)稱部分機(jī)構(gòu)中對(duì)運(yùn)動(dòng)不起作用的對(duì)稱部分 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) A 兩構(gòu)件之間構(gòu)成多個(gè)運(yùn)動(dòng)副時(shí)兩構(gòu)件之間構(gòu)成多個(gè)運(yùn)動(dòng)副時(shí) v兩構(gòu)件組合成多個(gè)兩構(gòu)件組合成多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)副，且其，且其軸線重合軸線重合 v兩構(gòu)件組合成多個(gè)兩構(gòu)件組合成多個(gè)移動(dòng)副移動(dòng)副，其，其導(dǎo)路平行或重合導(dǎo)路平行或重合 v兩構(gòu)件組合成若干個(gè)兩構(gòu)件組合成若干個(gè)高副高副，但接觸點(diǎn)之間的，但接觸點(diǎn)之

19、間的距離為常數(shù)距離為常數(shù) 1 2 3 1 2 3 v目的：目的：為了改善構(gòu)件的受力情況為了改善構(gòu)件的受力情況 F F3n3n2P2PL LP PH H 3 3 2 2 22 1 1 動(dòng)畫動(dòng)畫 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) B 兩構(gòu)件某兩點(diǎn)之間的距離在運(yùn)動(dòng)中保持不變時(shí)兩構(gòu)件某兩點(diǎn)之間的距離在運(yùn)動(dòng)中保持不變時(shí) v在這兩個(gè)例子中，加與不加紅色構(gòu)件在這兩個(gè)例子中，加與不加紅色構(gòu)件ABAB效果完全一樣，效果完全一樣， 為虛約束為虛約束 v計(jì)算時(shí)應(yīng)將構(gòu)件計(jì)算時(shí)應(yīng)將構(gòu)件ABAB及其引入的約束去掉來計(jì)算及其引入的約束去掉來計(jì)算 4 1 2 3 5 1 2 3 4 F F3n3n2P2PL LP PH H 3 3

20、 2 2 340 F F3n3n2P2PL LP PH H 3 3 2 2 46 0 0 B A 錯(cuò)錯(cuò)對(duì)對(duì) 1 F F3n3n2P2PL LP PH H 3 3 2 2 34 0 1 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) C 兩構(gòu)件上聯(lián)接點(diǎn)的軌跡重合兩構(gòu)件上聯(lián)接點(diǎn)的軌跡重合 v在該機(jī)構(gòu)中，構(gòu)件在該機(jī)構(gòu)中，構(gòu)件2 2上的上的C C點(diǎn)點(diǎn)C C2 2與構(gòu)件與構(gòu)件 3 3上的上的C C點(diǎn)點(diǎn)C C3 3軌跡重合，為虛約束軌跡重合，為虛約束 v計(jì)算時(shí)應(yīng)將構(gòu)件計(jì)算時(shí)應(yīng)將構(gòu)件3 3及其引入的約束去及其引入的約束去 掉來計(jì)算掉來計(jì)算 v同理，也可將構(gòu)件同理，也可將構(gòu)件4 4當(dāng)作虛約束，將當(dāng)作虛約束，將 構(gòu)件構(gòu)件4 4及其

21、引入的約束去掉來計(jì)算，及其引入的約束去掉來計(jì)算， 效果完全一樣效果完全一樣 B A C(C2,C3) D 1 2 3 4 F F3n3n2P2PL LP PH H 3 3 2 2 34 0 1 動(dòng)畫動(dòng)畫 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) D 機(jī)構(gòu)中對(duì)運(yùn)動(dòng)不起作用的對(duì)稱部分機(jī)構(gòu)中對(duì)運(yùn)動(dòng)不起作用的對(duì)稱部分 v在該機(jī)構(gòu)中，齒輪在該機(jī)構(gòu)中，齒輪3 3是齒輪是齒輪2 2的對(duì)稱部分，為虛約束的對(duì)稱部分，為虛約束 v計(jì)算時(shí)應(yīng)將齒輪計(jì)算時(shí)應(yīng)將齒輪3 3及其引入的約束去掉來計(jì)算及其引入的約束去掉來計(jì)算 v同理，將齒輪同理，將齒輪2 2當(dāng)作虛約束去掉，完全一樣當(dāng)作虛約束去掉，完全一樣 v目的：目的：為了改善構(gòu)件的受力情

22、況為了改善構(gòu)件的受力情況 F F3n3n2P2PL LP PH H 3 3 2 2 33 2 1 1 23 4 5 動(dòng)畫動(dòng)畫 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) 虛約束虛約束結(jié)論結(jié)論 v機(jī)構(gòu)中的虛約束都是在一定的幾何條件下出機(jī)構(gòu)中的虛約束都是在一定的幾何條件下出 現(xiàn)的，如果這些幾何條件不滿足，則虛約束現(xiàn)的，如果這些幾何條件不滿足，則虛約束 將變成有效約束，而使機(jī)構(gòu)不能運(yùn)動(dòng)將變成有效約束，而使機(jī)構(gòu)不能運(yùn)動(dòng) v采用虛約束是為了采用虛約束是為了: :改善構(gòu)件的受力情況；傳遞較大功率；改善構(gòu)件的受力情況；傳遞較大功率； 或滿足某種特殊需要或滿足某種特殊需要 v在設(shè)計(jì)機(jī)械時(shí)，若為了某種需要而必須使用虛約束時(shí)，則

23、在設(shè)計(jì)機(jī)械時(shí)，若為了某種需要而必須使用虛約束時(shí)，則 必須嚴(yán)格保證設(shè)計(jì)、加工、裝配的精度，以滿足虛約束所必須嚴(yán)格保證設(shè)計(jì)、加工、裝配的精度，以滿足虛約束所 需要的幾何條件需要的幾何條件 1 2 3 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) 4 自由度計(jì)算小結(jié)自由度計(jì)算小結(jié) F3n2plph 機(jī)構(gòu)自由度機(jī)構(gòu)自由度3活動(dòng)構(gòu)件數(shù)活動(dòng)構(gòu)件數(shù)(2低副數(shù)低副數(shù)+1高副數(shù)高副數(shù)) 1、復(fù)合鉸鏈、復(fù)合鉸鏈計(jì)算在內(nèi)計(jì)算在內(nèi) 2、局部自由度、局部自由度排除排除 3、虛約束、虛約束-重復(fù)約束重復(fù)約束排除排除 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) 一、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu) 1 基本型式 2 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)劃分 3 平面四桿機(jī)構(gòu)的工作特性 4 機(jī)構(gòu)演化方

24、式 二、偏心輪機(jī)構(gòu) 三、曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 四、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) 一、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)一、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu) 1 1 基本型式基本型式 v平面連桿機(jī)構(gòu)的基本型式是平面連桿機(jī)構(gòu)的基本型式是鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu) v其余四桿機(jī)構(gòu)均是由鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)演化而成的其余四桿機(jī)構(gòu)均是由鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)演化而成的 二桿二桿 三桿三桿, 不可能不可能. 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu) 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) 基本型式（續(xù)）基本型式（續(xù)） v結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：四個(gè)運(yùn)動(dòng)副均為轉(zhuǎn)動(dòng)副四個(gè)運(yùn)動(dòng)副均為轉(zhuǎn)動(dòng)副 v組成：組成： v機(jī)架、連桿、連架桿機(jī)架、連桿、連架桿 機(jī)架：機(jī)架：固定不動(dòng)的構(gòu)件固定不動(dòng)的構(gòu)件AD 連架桿：連架

25、桿：直接與機(jī)架相連的構(gòu)直接與機(jī)架相連的構(gòu) 件件AB、CD 連桿：連桿：不與機(jī)架相連的構(gòu)件不與機(jī)架相連的構(gòu)件BC 曲柄：曲柄：能作整周轉(zhuǎn)動(dòng)的連架桿能作整周轉(zhuǎn)動(dòng)的連架桿 搖桿：搖桿：不能作整周轉(zhuǎn)動(dòng)的連架桿不能作整周轉(zhuǎn)動(dòng)的連架桿 1 B 2 C 3 1 B 2 C 3 4A D 連桿連桿 連架桿連架桿 連架桿連架桿 機(jī)架機(jī)架 1 2 3 4 A B C D 曲柄曲柄搖桿搖桿( (擺桿擺桿) ) ( (周轉(zhuǎn)副周轉(zhuǎn)副) )( (擺轉(zhuǎn)副擺轉(zhuǎn)副) ) 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) 2 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)劃分鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)劃分 按連架桿不同運(yùn)動(dòng)形式分：按連架桿不同運(yùn)動(dòng)形式分： (1) 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu) (2)

26、雙曲柄機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu) (3) 雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu) 連桿連桿 連架桿連架桿 連架桿連架桿 1 2 3 4 A B C D 4A D 2 3 作機(jī)架 曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 1 4A D 2 3 作機(jī)架 雙搖桿機(jī)構(gòu) 4A D 1 2 3 1作機(jī)架 雙曲柄機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 4A D 1 2 3 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) (1) 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu) v結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：連架桿連架桿1為曲柄，為曲柄，3為搖桿為搖桿 v運(yùn)動(dòng)變換：運(yùn)動(dòng)變換：轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)搖動(dòng)搖動(dòng) v舉例：舉例：攪拌器機(jī)構(gòu)、攪拌器機(jī)構(gòu)、雷達(dá)天線機(jī)構(gòu)雷達(dá)天線機(jī)構(gòu) 1 2 3 4 特性：特性： v急回特征急回特征 v死點(diǎn)死點(diǎn) 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿

27、機(jī)構(gòu) (2) 雙曲柄機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu) v結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：二連架桿均為曲柄二連架桿均為曲柄 v運(yùn)動(dòng)變換：運(yùn)動(dòng)變換：轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，通常二轉(zhuǎn)速不相等轉(zhuǎn)動(dòng)，通常二轉(zhuǎn)速不相等 v舉例：舉例：振動(dòng)篩機(jī)構(gòu)振動(dòng)篩機(jī)構(gòu) 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) 特殊雙曲柄機(jī)構(gòu)特殊雙曲柄機(jī)構(gòu) v平行四邊形機(jī)構(gòu)平行四邊形機(jī)構(gòu) 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：二曲柄等速二曲柄等速 v運(yùn)動(dòng)不確定問題運(yùn)動(dòng)不確定問題 v車門開閉機(jī)構(gòu)車門開閉機(jī)構(gòu) v反平行四邊形機(jī)構(gòu)反平行四邊形機(jī)構(gòu) 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：二曲柄轉(zhuǎn)向相反二曲柄轉(zhuǎn)向相反 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) (3) 雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu) v結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：二連架桿均為搖桿二連架桿均為搖桿 v運(yùn)

28、動(dòng)變換：運(yùn)動(dòng)變換：擺動(dòng)擺動(dòng)擺動(dòng)擺動(dòng) v舉例舉例: : 鶴式起重機(jī)鶴式起重機(jī) 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) 特殊機(jī)構(gòu)特殊機(jī)構(gòu) v等腰梯形機(jī)構(gòu)等腰梯形機(jī)構(gòu) v實(shí)例實(shí)例: : 汽車前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)汽車前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu) 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) 3 平面四桿機(jī)構(gòu)的工作特性平面四桿機(jī)構(gòu)的工作特性 (1)曲柄存在條件 (2)急回特征 (3)死點(diǎn) 連桿連桿 連架桿連架桿 連架桿連架桿 1 2 3 4 A B C D 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) (1) 曲柄存在條件曲柄存在條件 v曲柄存在條件：曲柄存在條件： 1. 最短桿與最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度之和小于或等于其余最短桿與最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度之和小于或等于其余 兩桿長(zhǎng)度之和兩桿長(zhǎng)度之和 2

29、. 最短桿是連架桿或機(jī)架最短桿是連架桿或機(jī)架 v最短桿最短桿參與構(gòu)成的轉(zhuǎn)動(dòng)副都是參與構(gòu)成的轉(zhuǎn)動(dòng)副都是整周副整周副 v其余均為擺轉(zhuǎn)副其余均為擺轉(zhuǎn)副 v推論推論1： v當(dāng)當(dāng)Lmax+Lmin L(其余兩桿長(zhǎng)度之和其余兩桿長(zhǎng)度之和)時(shí)時(shí) 最短桿是連架桿之一最短桿是連架桿之一 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 最短桿是機(jī)架最短桿是機(jī)架 雙曲柄機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu) 最短桿是連桿最短桿是連桿 雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu) v推論推論2： v當(dāng)當(dāng)Lmax+Lmin L(其余兩桿長(zhǎng)度之和其余兩桿長(zhǎng)度之和)時(shí)時(shí) v 雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu) A B C D a b c d 了解了解 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) v當(dāng)回程所用時(shí)間小于工作行

30、程所用時(shí)間時(shí)，稱該機(jī)構(gòu)具有當(dāng)回程所用時(shí)間小于工作行程所用時(shí)間時(shí)，稱該機(jī)構(gòu)具有急回特征急回特征 v極位夾角：極位夾角： v急回特性分析：急回特性分析： v 1 = C v 1 = 1 t1 =1800 + v 2 = 1 t2 =1800 - vt1 t2 , v2 v1 v行程速比系數(shù)行程速比系數(shù)K K (2) 急回特征急回特征 vK=1, 無急回特性無急回特性 v K急回特征越顯著急回特征越顯著 1 j B2 C2 1 2 v2 v1 0 0 2 1 2 1 121 221 1 2 180 180 t t tCC tCC v v K / / 1 1 180 K K 慢 快 v急回特性的應(yīng)用例

31、：急回特性的應(yīng)用例：牛頭刨牛頭刨工作要求工作要求 B1 C1 4 A B C D 23 1 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) v死點(diǎn)死點(diǎn): :傳動(dòng)角為零傳動(dòng)角為零g g=0(=0(連桿與從動(dòng)件共線連桿與從動(dòng)件共線),),機(jī)構(gòu)頂死機(jī)構(gòu)頂死 (3) 死點(diǎn)死點(diǎn) vM=F*L B1 C1 B2 C2 4 A B C D 23 1 F v g=00 F v g=00 g=00 C2 B2 g=00 B A C B1 C 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) v利用構(gòu)件慣性力利用構(gòu)件慣性力 v實(shí)例實(shí)例: :家用縫紉機(jī)家用縫紉機(jī) v采用多套機(jī)構(gòu)錯(cuò)位排列采用多套機(jī)構(gòu)錯(cuò)位排列 v實(shí)例實(shí)例: :蒸汽機(jī)車車輪聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)蒸汽機(jī)車車輪聯(lián)

32、動(dòng)機(jī)構(gòu) v蒸汽機(jī)車兩側(cè)利用錯(cuò)位排列的兩套曲柄滑塊機(jī)構(gòu)使車輪聯(lián)蒸汽機(jī)車兩側(cè)利用錯(cuò)位排列的兩套曲柄滑塊機(jī)構(gòu)使車輪聯(lián) 動(dòng)機(jī)構(gòu)通過死點(diǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過死點(diǎn) 克服死點(diǎn)的措施克服死點(diǎn)的措施 G G E F E F 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) v實(shí)例實(shí)例: :夾具夾具 v飛機(jī)起落架機(jī)構(gòu)飛機(jī)起落架機(jī)構(gòu) 死點(diǎn)的利用死點(diǎn)的利用 v折疊家具機(jī)構(gòu)折疊家具機(jī)構(gòu) g=00 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) 4 機(jī)構(gòu)演化方式機(jī)構(gòu)演化方式 1 轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)化為移動(dòng)副 2 變換構(gòu)件形態(tài) 3 變更機(jī)架 4 擴(kuò)大轉(zhuǎn)動(dòng)副尺寸 連桿連桿 連架桿連架桿 連架桿連架桿 1 2 3 4 A B C D 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) 二、偏心輪機(jī)構(gòu)二、偏心輪機(jī)

33、構(gòu) v曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu) (擴(kuò)大回轉(zhuǎn)副擴(kuò)大回轉(zhuǎn)副) v偏心輪機(jī)構(gòu)偏心輪機(jī)構(gòu) 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) 偏心輪機(jī)構(gòu)（續(xù)）偏心輪機(jī)構(gòu)（續(xù)） v對(duì)心式曲柄滑塊機(jī)構(gòu)對(duì)心式曲柄滑塊機(jī)構(gòu) v偏心輪機(jī)構(gòu)偏心輪機(jī)構(gòu) 1 B 2 4 AC 3 h=2lAB 4 C 2 3 1 B A B副擴(kuò)大 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) 三、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)三、曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu) 1 B 2 C 3 4A D 曲線導(dǎo)軌曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲線導(dǎo)軌曲柄滑塊機(jī)構(gòu) lCD e 0 1 B 2 4 A C 3 偏置式曲柄滑塊機(jī)構(gòu)偏置式曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 對(duì)心式曲柄滑塊機(jī)構(gòu)對(duì)心式曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 1 B 2 4 A C 3 e 3

34、 D 1 B 2 C 4 A 對(duì)對(duì)CD桿等效轉(zhuǎn)化桿等效轉(zhuǎn)化 轉(zhuǎn)動(dòng)副變成移動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)副變成移動(dòng)副 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) 四、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)四、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) v選不同構(gòu)件作機(jī)架選不同構(gòu)件作機(jī)架機(jī)構(gòu)倒置機(jī)構(gòu)倒置 v曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu) v導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) 變更機(jī)架變更機(jī)架 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu), ,動(dòng)畫動(dòng)畫 v曲柄搖塊機(jī)構(gòu)曲柄搖塊機(jī)構(gòu) v移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) 應(yīng)用實(shí)例一應(yīng)用實(shí)例一 A 4 1 A 4 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 1 B 2 C 3 1 B 2 C 3 1 B 2 C 3 1 B 2

35、C 3 1 B 2 C 31 B 2 C 3 1 B 2 C 3 1 B 2 C 3 1 B 2 C 3 1 B 2 C 3 1 B 2C 3 1 B 2 C 3 1 B 2 C 3 1 B 2 C 3 2作機(jī)架作機(jī)架 A 4 1A 4 1 A 4 1 A 4 1 A 4 1 A 4 1 A 4 1 A 4 1 A 4 1 A 4 1 A 4 1 A 4 1 3 B 2 C 曲柄搖塊機(jī)構(gòu)曲柄搖塊機(jī)構(gòu) 液壓作動(dòng)筒液壓作動(dòng)筒 車箱舉升機(jī)構(gòu)車箱舉升機(jī)構(gòu) 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) 2 B 1 2 B 1 2 B 1 應(yīng)用實(shí)例二應(yīng)用實(shí)例二 1 B A 2 1 B A 2 A 4 1 B 2 C 3 曲

36、柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu) C A 4 3 移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) C 4 1 B A 2 1 B A 2 1 B A 2 3 手動(dòng)唧筒機(jī)構(gòu)手動(dòng)唧筒機(jī)構(gòu) 3作機(jī)架 1 B 2 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) 應(yīng)用實(shí)例三應(yīng)用實(shí)例三 C 2 3 4 A 4 1 B 2 C 3 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 作機(jī)架 A4 1 B 2 C 3 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) C 2 3 4C 2 3 4 C 2 3 4 C 2 3 4 C 2 3 4 C 2 3 4 C 2 3 4C 2 3 4 C 2 3 4 C 2 3 4 C 2 3 4 C 2 3 4 回轉(zhuǎn)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)回轉(zhuǎn)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) lBC lAB， 導(dǎo)桿導(dǎo)桿AC整周轉(zhuǎn)動(dòng)整

37、周轉(zhuǎn)動(dòng) C 2 3 4 C 2 3 4 C 2 3 4 C 2 3 4 A B 1 2 3 C 4 2 3 C 4 2 3 C 4 2 3 C 4 2 3 C 4 2 3 C 4 2 3 C 4 2 3 C 4 2 3 C 4 2 3 C 4 2 3 C 4 2 3 C 4 lBC lAB， 導(dǎo)桿導(dǎo)桿AC擺動(dòng)擺動(dòng)擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) 3 2 C 4 A B 1 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) 其它其它 v雙移動(dòng)副機(jī)構(gòu)雙移動(dòng)副機(jī)構(gòu) 正弦機(jī)構(gòu)正弦機(jī)構(gòu) 雙轉(zhuǎn)塊機(jī)構(gòu)雙轉(zhuǎn)塊機(jī)構(gòu) (十字滑塊機(jī)構(gòu)十字滑塊機(jī)構(gòu)) 動(dòng)畫動(dòng)畫 正弦機(jī)構(gòu)正弦機(jī)構(gòu) 雙滑塊機(jī)構(gòu)雙滑塊機(jī)構(gòu) 正切機(jī)構(gòu)正切機(jī)構(gòu) 了解了解 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面

38、連桿機(jī)構(gòu) 一、平面四桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn) 二、平面連桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用 三、平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 了解了解 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) 一、平面四桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)一、平面四桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn) v全低副（面接觸），承受沖擊力，易潤(rùn)滑，不易磨損全低副（面接觸），承受沖擊力，易潤(rùn)滑，不易磨損 v運(yùn)動(dòng)副結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易加工運(yùn)動(dòng)副結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易加工 v運(yùn)動(dòng)規(guī)律多樣化、點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡多樣化運(yùn)動(dòng)規(guī)律多樣化、點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡多樣化 v運(yùn)動(dòng)副累積誤差大，效率低運(yùn)動(dòng)副累積誤差大，效率低 v慣性力難以平衡，不宜用于高速慣性力難以平衡，不宜用于高速 v不能精確實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)計(jì)算較復(fù)雜不能精確實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)計(jì)算較復(fù)雜 1 2 3 A B

39、 C 4 機(jī)架 連桿 連架桿 A 1 B 2 C 3 D 4 4 A 1 2 B 3 C 5 6 D E 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) 1 實(shí)現(xiàn)有軌跡、位置或運(yùn)動(dòng)規(guī)律要求的運(yùn)動(dòng) 2 實(shí)現(xiàn)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)形式及運(yùn)動(dòng)特性的改變 3 實(shí)現(xiàn)較運(yùn)距離的傳動(dòng)或操縱 4 調(diào)節(jié)、擴(kuò)大從動(dòng)件行程 5 獲得較大的機(jī)械增益：輸出力(矩)與輸入力(矩)之比 二、平面連桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用二、平面連桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) 1 實(shí)現(xiàn)有軌跡、位置或運(yùn)動(dòng)規(guī)律要求的運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)有軌跡、位置或運(yùn)動(dòng)規(guī)律要求的運(yùn)動(dòng) v圓軌跡復(fù)制機(jī)構(gòu)圓軌跡復(fù)制機(jī)構(gòu)vAMF保齡球置瓶機(jī)掃瓶機(jī)構(gòu)保齡球置瓶機(jī)掃瓶機(jī)構(gòu) C D A B M 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連

40、桿機(jī)構(gòu) 2 實(shí)現(xiàn)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)形式及運(yùn)動(dòng)特性的改變實(shí)現(xiàn)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)形式及運(yùn)動(dòng)特性的改變 v步進(jìn)式工件傳送機(jī)構(gòu)步進(jìn)式工件傳送機(jī)構(gòu) v運(yùn)動(dòng)形式改變實(shí)例運(yùn)動(dòng)形式改變實(shí)例 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) 3 實(shí)現(xiàn)較運(yùn)距離的傳動(dòng)或操縱實(shí)現(xiàn)較運(yùn)距離的傳動(dòng)或操縱 v應(yīng)用實(shí)例：應(yīng)用實(shí)例：自行車手閘自行車手閘 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) 4 調(diào)節(jié)、擴(kuò)大從動(dòng)件行程調(diào)節(jié)、擴(kuò)大從動(dòng)件行程 v可變行程滑塊機(jī)構(gòu)可變行程滑塊機(jī)構(gòu) 特點(diǎn)：特點(diǎn)：調(diào)節(jié)調(diào)節(jié) 可改變滑塊可改變滑塊D的行程的行程 v汽車用空氣泵機(jī)構(gòu)汽車用空氣泵機(jī)構(gòu) 特點(diǎn)：特點(diǎn)：曲輛曲輛CD短，滑塊短，滑塊 行程大行程大 A B C D A B C D E F 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平

41、面連桿機(jī)構(gòu) 5 獲得較大的機(jī)械增益獲得較大的機(jī)械增益:輸出力輸出力(矩矩)與輸入力與輸入力(矩矩)之比之比 v肘節(jié)機(jī)構(gòu)肘節(jié)機(jī)構(gòu) 特點(diǎn)：特點(diǎn)：機(jī)械增益大機(jī)械增益大 v剪切機(jī)構(gòu)剪切機(jī)構(gòu) 特點(diǎn)：特點(diǎn)：機(jī)械增益大機(jī)械增益大 E A B C D 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) 其它其它 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) 1 實(shí)現(xiàn)剛體給定位置的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)剛體給定位置的設(shè)計(jì) 機(jī)構(gòu)能引導(dǎo)剛體（如連桿）通過一系列給定位置機(jī)構(gòu)能引導(dǎo)剛體（如連桿）通過一系列給定位置 2 實(shí)現(xiàn)已知運(yùn)動(dòng)規(guī)律的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)已知運(yùn)動(dòng)規(guī)律的設(shè)計(jì) 1）給定連架桿對(duì)應(yīng)位置）給定連架桿對(duì)應(yīng)位置 2）給定行程速比變化系數(shù)）給定行程速比變化系數(shù) 3 實(shí)現(xiàn)預(yù)定軌跡的設(shè)

42、計(jì)實(shí)現(xiàn)預(yù)定軌跡的設(shè)計(jì) 連桿上某點(diǎn)通過某一預(yù)定給定軌跡的功能連桿上某點(diǎn)通過某一預(yù)定給定軌跡的功能 v圖解法圖解法、解析法、解析法、實(shí)驗(yàn)法實(shí)驗(yàn)法 三、平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)三、平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) 1 1 剛體導(dǎo)引機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)剛體導(dǎo)引機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) (1)應(yīng)用概述 (2)剛體導(dǎo)引機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)分析 (3)剛體導(dǎo)引機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) (1) 應(yīng)用概述應(yīng)用概述 實(shí)現(xiàn)剛體給定位置的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)剛體給定位置的設(shè)計(jì)如實(shí)現(xiàn)預(yù)定的連桿位置要求如實(shí)現(xiàn)預(yù)定的連桿位置要求 機(jī)構(gòu)能引導(dǎo)剛體（一般為連桿）通過一系列給定位置機(jī)構(gòu)能引導(dǎo)剛體（一般為連桿）通過一系列給定位置 例：例：飛機(jī)起落架機(jī)構(gòu)飛機(jī)

43、起落架機(jī)構(gòu): : v要求實(shí)現(xiàn)機(jī)輪放下和收要求實(shí)現(xiàn)機(jī)輪放下和收 起兩個(gè)位置起兩個(gè)位置 鑄造翻砂機(jī)構(gòu)鑄造翻砂機(jī)構(gòu): : v要求實(shí)現(xiàn)兩個(gè)翻轉(zhuǎn)位置要求實(shí)現(xiàn)兩個(gè)翻轉(zhuǎn)位置 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) v條件：條件：給定連桿對(duì)應(yīng)位置給定連桿對(duì)應(yīng)位置 v鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì), ,在于確定四個(gè)鉸點(diǎn)的位置在于確定四個(gè)鉸點(diǎn)的位置, ,且關(guān)鍵在且關(guān)鍵在 確定連桿兩鉸點(diǎn)的位置確定連桿兩鉸點(diǎn)的位置 v連桿上的鉸點(diǎn)一定落在以固定鉸為中心的圓上連桿上的鉸點(diǎn)一定落在以固定鉸為中心的圓上 v即即: :剛體導(dǎo)引機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)變成已知圓弧上的點(diǎn)求圓心剛體導(dǎo)引機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)變成已知圓弧上的點(diǎn)求圓心 (2) 剛體導(dǎo)引機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)分析剛體導(dǎo)引

44、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)分析 A B C D 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) v選定連桿上兩活動(dòng)選定連桿上兩活動(dòng) 鉸鏈，即確定連桿鉸鏈，即確定連桿 長(zhǎng)長(zhǎng)lBC，定比例尺，定比例尺 l 作圖作圖 v活動(dòng)鉸鏈相對(duì)于固活動(dòng)鉸鏈相對(duì)于固 定鉸鏈的運(yùn)動(dòng)軌跡定鉸鏈的運(yùn)動(dòng)軌跡 為圓為圓 v用三點(diǎn)定心法確定用三點(diǎn)定心法確定 兩固定鉸鏈兩固定鉸鏈D,C v計(jì)算待求桿長(zhǎng)計(jì)算待求桿長(zhǎng) lAB=AB l m lCD=CD l m lAD=AD l m (3) 剛體導(dǎo)引機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)剛體導(dǎo)引機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) II I III B1B2 B3 C2 C3 C1 D A )( mm m BC lBC l 討論：討論： v三點(diǎn)唯一確定一個(gè)圓三點(diǎn)唯一確定一個(gè)圓,故確定故確定B、C 點(diǎn)后，固定鉸鏈點(diǎn)后，固定鉸鏈A、D也唯一確定也唯一確定 v連桿上連桿上B、C位置應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況位置應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況 而定而定 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) 2 函數(shù)生成機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)函數(shù)生成機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) (1)應(yīng)用概述 (2)函數(shù)生成機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)分析 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) (1) 函數(shù)生成機(jī)構(gòu)的應(yīng)用函數(shù)生成機(jī)構(gòu)的應(yīng)用 v函數(shù)生成機(jī)構(gòu)：函數(shù)生成機(jī)構(gòu)：實(shí)現(xiàn)預(yù)定運(yùn)動(dòng)規(guī)律