機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu)

1、11 1 概述概述2 2 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本形式及其演化鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本形式及其演化3 3 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的幾個(gè)特性鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的幾個(gè)特性4 4 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介2契貝謝夫四足步行機(jī)構(gòu)3：由若干個(gè)剛性構(gòu)件用低副聯(lián)接而成，構(gòu)件大多呈桿狀。：所有桿件在同一平面或平行平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)。u 面接觸壓強(qiáng)小，易潤(rùn)滑，磨損??；u 接觸面簡(jiǎn)單，易加工，成本低，并可保證精度。u 構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副多，累積誤差大；u 要精確實(shí)現(xiàn)任意運(yùn)動(dòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)困難。u 慣性力難平衡，不宜用于高速。4廣泛應(yīng)用于各種機(jī)器中。5672 2 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本形式鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本形式及其及其演化演化u曲柄：能作整周回轉(zhuǎn)的

2、連架桿。u搖桿：只能作往復(fù)擺動(dòng)的連架桿。機(jī)架：固定不動(dòng)的桿4。連架桿：與機(jī)架相連的桿1、3。 連桿：不與機(jī)架直接聯(lián)接的桿2。：全部由回轉(zhuǎn)副組成的平面四桿機(jī)構(gòu) 。 組成曲柄搖桿機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)四桿機(jī)構(gòu)最基本的形式81. 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 兩個(gè)連架桿一個(gè)為曲柄，另一個(gè)為搖桿。通常以曲柄為原動(dòng)件。92、雙曲柄機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)兩個(gè)連架桿均為曲柄。旋轉(zhuǎn)式水泵10平行雙曲柄機(jī)構(gòu)平行雙曲柄機(jī)構(gòu)：兩相對(duì)構(gòu)件等長(zhǎng)。：兩相對(duì)構(gòu)件等長(zhǎng)。正平行四邊形機(jī)構(gòu)正平行四邊形機(jī)構(gòu)：對(duì)邊平行BC平移，不旋轉(zhuǎn)。應(yīng)用：天平、蒸汽機(jī)車1112反平行四邊形機(jī)構(gòu)：不平行133、雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)q 特點(diǎn)：兩連架桿均為搖桿

3、。q 等腰梯形機(jī)構(gòu)兩搖桿等長(zhǎng) q 應(yīng)用：汽車前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)ABCD14 保證曲柄與機(jī)架實(shí)現(xiàn)兩次共線，即存在BCD和B”C”D。BCD中：1234l4-l1+l2l3 l1+l3l2+l4l4-l1+l3l2 l1+l2l3+l4B”C”D中：l1+l4l2+l3三式兩兩相加：l1l4l1l2l1l3存在一個(gè)曲柄的條件（曲柄搖桿機(jī)構(gòu)條件）： l最短桿+ l最長(zhǎng)桿 l其余1+ l其余2 (存在曲柄的必要條件) 曲柄為最短桿（最短桿為連架桿）。15當(dāng)滿足 l最短桿+ l最長(zhǎng)桿 l其余1+ l其余2時(shí)：u最短桿鄰桿為機(jī)架：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)；u最短桿為機(jī)架：雙曲柄機(jī)構(gòu)；u最短桿對(duì)面桿為機(jī)架：雙搖桿機(jī)構(gòu)；16對(duì)

4、心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)172134567,818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)搖塊機(jī)構(gòu)搖塊機(jī)構(gòu)定塊定塊機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)（移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)）（移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)）l1l2：擺動(dòng)導(dǎo)桿19牛頭刨床牛頭刨床2012 321正弦機(jī)構(gòu)雙滑塊機(jī)構(gòu)雙轉(zhuǎn)塊機(jī)構(gòu)s=l l1sin22 曲柄與連桿兩次共線時(shí)，搖桿達(dá)到極限位置。搖桿的擺角 極位夾角AB1AB2：1=180+ C1C2（工作行程）AB2AB1：2=180- C2C1（空回行程）3 3 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的幾個(gè)特性的幾個(gè)特性23C1C2：慢 C2C1：快 急回特性1211/tCCv 2212/tCCv C點(diǎn)平均速度t1t2v1v2定量描述：行程速比

5、系數(shù)180180vvK2112工作行程空回行程1K1K180用于設(shè)計(jì)應(yīng)用：利用快速的空回行程，可提高生產(chǎn)率。如牛頭刨床24：力與速度方向所夾銳角。F有效分力傳動(dòng)有利FFtFaFtVc ABCD1234 Ft=Fcos-有效分力Fa=Fsin-徑向分力25為便于度量，常用傳動(dòng)角。：連桿與從動(dòng)搖桿間所夾銳角，也是的余角 。 = 90- 設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)保證min40最小傳動(dòng)角位置：位置。ABCD：min=BCDAB”C”D：”min=180-B”C”D（若為鈍角）min =min min, ”min123426圖示縫紉機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，踏板為原動(dòng)搖桿，曲軸為從動(dòng)曲柄。使用中可能出現(xiàn)：踏不動(dòng)或帶輪反轉(zhuǎn)現(xiàn)象?FA

6、BCD 連桿與曲柄共線，F(xiàn)通過(guò)鉸鏈中心A，無(wú)法驅(qū)動(dòng)曲柄。由機(jī)構(gòu)死點(diǎn)位置造成死點(diǎn)：連桿與從動(dòng)曲柄（或從動(dòng)搖桿）共線。27解決辦法： 利用回轉(zhuǎn)構(gòu)件的慣性沖過(guò)死點(diǎn)。 對(duì)從動(dòng)件施加額外的力。 多組機(jī)構(gòu)死點(diǎn)錯(cuò)開。28利用死點(diǎn)：飛機(jī)起落架294 4 平面四桿機(jī)構(gòu)平面四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介q 基本問(wèn)題 兩類： 1. 實(shí)現(xiàn)已知的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。2. 實(shí)現(xiàn)已知的從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)軌跡。q 設(shè)計(jì)方法圖解法簡(jiǎn)便直觀，但設(shè)計(jì)精度低；解析法精度高，應(yīng)用最為廣泛；實(shí)驗(yàn)法試湊，精度低，必要時(shí)采用。 四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，就是根據(jù)給定的運(yùn)動(dòng)條件來(lái)確定機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的尺寸參數(shù)。30C1B2C2B1AD鉸鏈A、D位于連桿對(duì)應(yīng)點(diǎn)連線的垂直平分線上。只

7、給定連桿兩個(gè)位置時(shí)，有無(wú)窮解。若給定連桿的三個(gè)位置，則有唯一解。311K1K180D90 -AMNC1C2B1B2O321 解析法a、給定兩組對(duì)應(yīng)位置：無(wú)窮解b、給定三組對(duì)應(yīng)位置：精確解c、多余三組對(duì)應(yīng)位置：近似解設(shè)：l1=1, 利用各桿投影關(guān)系, 列出方程組332 幾何實(shí)驗(yàn)法34鶴式起重機(jī)攪拌機(jī) 四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，連桿上任一點(diǎn)都將在平面內(nèi)描繪出一條曲線連桿曲線點(diǎn)的位置各桿相對(duì)尺寸曲線形狀不同 滿足各種工作要求35設(shè)計(jì)方法：1 連桿曲線圖譜362 實(shí)驗(yàn)法：試湊371. 判定四桿機(jī)構(gòu)類型（四桿機(jī)構(gòu)存在曲柄的條件）。2. 四桿機(jī)構(gòu)的幾個(gè)特性：急回特性、傳動(dòng)角和壓力角、死點(diǎn)位置。一、判斷題一、判斷題1

8、. 如果一個(gè)四桿機(jī)構(gòu)不滿足l最短桿+l最長(zhǎng)桿l其余1+l其余2，則該四桿機(jī)構(gòu)必為雙搖桿機(jī)構(gòu)。（ ）2. 如果一個(gè)四桿機(jī)構(gòu)滿足l最短桿+l最長(zhǎng)桿l其余1+l其余2，則該四桿機(jī)構(gòu)一定存在曲柄。（ ）383. 將曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的連桿改為機(jī)架，該機(jī)構(gòu)演變?yōu)檗D(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。（ ）4. 四桿機(jī)構(gòu)壓力角越大，傳動(dòng)性能越好。（ ）5. 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角是指連桿與從動(dòng)搖桿之間所夾的角。（ ）6. 死點(diǎn)位置對(duì)四桿機(jī)構(gòu)的工作總是不利的。（ ）二、填空題二、填空題1. 一個(gè)四桿機(jī)構(gòu)要存在曲柄，必須保證曲柄與（ ）實(shí)現(xiàn)兩次共線。2. 四桿機(jī)構(gòu)的最小傳動(dòng)角出現(xiàn)在曲柄與（ ）共線位置。393. 當(dāng)曲柄與（ ）兩次共線時(shí)，搖桿達(dá)到極限位置。4. 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置出現(xiàn)在連桿與（ ）共線時(shí)。5. 牛頭刨床利用了四桿機(jī)構(gòu)的（ ）來(lái)提高生產(chǎn)效率。6. 飛機(jī)起落架利用四桿機(jī)構(gòu)的（