第二章平面連桿機(jī)構(gòu)

1、 1. 機(jī)器、機(jī)構(gòu)的基本特征2. 構(gòu)件、零件、運(yùn)動(dòng)副的基本定義3.機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算公式 4.計(jì)算自由度應(yīng)注意事項(xiàng)5.機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件第二章第二章 平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu) p.20 平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)平面四桿機(jī)構(gòu)基本類型平面四桿機(jī)構(gòu)基本類型平面四桿機(jī)構(gòu)演變類型平面四桿機(jī)構(gòu)演變類型偏心輪機(jī)構(gòu)、 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)（全由轉(zhuǎn)動(dòng)副相聯(lián)） : 平面機(jī)構(gòu)+低副聯(lián)接 (回轉(zhuǎn)、移動(dòng)副) 最常用平面四桿機(jī)構(gòu)（ 四個(gè)構(gòu)件四根桿)2-1鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本型式 p.20 全由轉(zhuǎn)動(dòng)副相聯(lián)轉(zhuǎn)動(dòng)副相聯(lián)的平面四桿機(jī)構(gòu)（一）鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)（一）鉸鏈四桿機(jī)構(gòu) 基本類型基本類型 （按連架桿類型）曲柄：能繞

2、轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線整圈轉(zhuǎn)動(dòng)搖桿：僅能在小于180內(nèi)來回?cái)[動(dòng)機(jī)架 （固定件） 連架桿(與機(jī)架用轉(zhuǎn)動(dòng)副相聯(lián))連桿 （不與機(jī)架相聯(lián)）曲柄搖桿機(jī)構(gòu):一曲一搖 雙曲柄機(jī)構(gòu)：二曲雙搖桿機(jī)構(gòu)：二搖連架桿連架桿基本基本構(gòu)件構(gòu)件 一一.曲柄搖桿機(jī)構(gòu)：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)： 連架桿連架桿 曲柄曲柄(一般)原動(dòng)件勻速轉(zhuǎn)動(dòng) 搖桿搖桿(一般)從動(dòng)件變速往復(fù)擺動(dòng) 二二.雙曲柄機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)： 連架桿均為曲柄連架桿均為曲柄 主動(dòng)曲柄: 勻速轉(zhuǎn)動(dòng) 從動(dòng)曲柄: 變速轉(zhuǎn)動(dòng) 例圖2-3: 雷達(dá)調(diào)整機(jī)構(gòu)(天線搖桿)調(diào)整天線 俯仰角的大小 例: 慣性篩中的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)從動(dòng)曲柄3變速 轉(zhuǎn)動(dòng)使篩子6 產(chǎn)生加速度使不同材料 因慣性 不同而篩分 平行雙曲柄機(jī)

3、構(gòu)平行雙曲柄機(jī)構(gòu)（最常用） 圖2-9a 主、從動(dòng)曲柄均勻速轉(zhuǎn)動(dòng)當(dāng)四桿鉸鏈 共線從動(dòng)曲柄運(yùn)動(dòng)不確定再裝一組平 行雙曲柄機(jī)構(gòu)（錯(cuò)位）三三.雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)連架桿均為搖桿連架桿均為搖桿 例: 門式起重機(jī)的變速機(jī)構(gòu): CD(桿3)為原動(dòng) 件, 懸掛重物的E 點(diǎn)在連桿上保持E點(diǎn)運(yùn)動(dòng) 軌跡在近似水平線上（平移貨物平穩(wěn)、 減小能量消耗） 例圖2-11: 飛機(jī)起落架機(jī)構(gòu)：連架桿 AB（原動(dòng)桿） 均是搖桿 CD（從動(dòng)桿）（二）鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的主要特性 急回運(yùn)動(dòng)、死點(diǎn)位置、壓力角和傳動(dòng)角急回運(yùn)動(dòng)、死點(diǎn)位置、壓力角和傳動(dòng)角 一一.急回運(yùn)動(dòng)急回運(yùn)動(dòng) 工作行程工作行程: 空回行程空回行程:曲柄與連桿共線B1、B2(兩

4、處) 搖桿極位C1、C2 工作行程速度空回行程速度B2B1 ( 2) C2C1 () 1 2 , 而不變B1B2 (1) 搖桿C1C2 ()極位極位: 工作行程時(shí)間空回行程時(shí)間 p.20第8 縮短非生產(chǎn)時(shí)間, 提高生產(chǎn)率例:曲柄搖桿機(jī)構(gòu): 曲柄(主)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)(順時(shí)針) 圖2-4 搖桿(從)變速往復(fù)擺動(dòng) 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) 雙曲柄機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu) 雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)工作行程=空回行程 有急回特征無極位無急回?zé)o急回運(yùn)動(dòng)二二. 死點(diǎn)位置死點(diǎn)位置 p.22第6 從動(dòng)件與連桿共線卡死措施措施 例曲柄搖桿機(jī)構(gòu)(圖2-4)當(dāng)搖桿為主動(dòng)件, 而曲柄

5、AB與連桿BC共線時(shí)(搖桿CD處于極位) CD(主)通過連桿加于曲柄的驅(qū)動(dòng)力F正好通 過曲柄的轉(zhuǎn)動(dòng)中心A 不能產(chǎn)生使曲柄轉(zhuǎn)動(dòng) 的力矩死點(diǎn)位置 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)卡死 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)不確定存在死點(diǎn)存在死點(diǎn) 條件條件： 飛輪 自身慣性 例：縫紉機(jī) 圖2-5有極限位置（從動(dòng)件與連桿共線）現(xiàn)象現(xiàn)象: 三、壓力角和傳動(dòng)角三、壓力角和傳動(dòng)角 p.22倒6, 圖2-71.壓力角壓力角2.傳動(dòng)角傳動(dòng)角 分析分析： BC是二力桿， 驅(qū)動(dòng)力F 沿BC方向 壓力角 VCCD 作用在從動(dòng)件上的驅(qū)動(dòng)力F與該力 作用點(diǎn)絕對(duì)速度VC之間所夾的銳角銳角。 連桿與從動(dòng)桿所夾銳角 有效力Fsin 40有效力Fcos （方便）傳動(dòng)角 = 90 (

6、的余角)2-2 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)有整轉(zhuǎn)副的條件 P.25 取決于機(jī)構(gòu)各桿的相對(duì)長(zhǎng)度和機(jī)架的選擇 一一.分析分析:ADBBB”CCC”例:AB22,BC27,CD38,AD39三式相加 l1l2 l1l3 l1l4當(dāng)桿當(dāng)桿1處于處于AB ”位置位置 AC ”D l1l2l3l4 (2-6)(l2l1) l3 l4 l1l4l2ll3 (2-3) (l2l1) l4 l3 l1l3l2l4 (2-4)當(dāng)桿當(dāng)桿1處于處于AB 位置位置 AC D (曲柄l1,連桿l2,搖桿l3,機(jī)架l4)當(dāng)AB能擺至與連桿共線的極位AB及AB”時(shí) 能順利通過整轉(zhuǎn)副。曲搖機(jī)構(gòu)曲搖機(jī)構(gòu)L1最短二二. .曲柄存在條件曲柄存在條

7、件：（轉(zhuǎn)動(dòng)副為整轉(zhuǎn)副） 1.曲柄存在條件:ABCD2.推論:實(shí)例分析: AB70, BC90, CD110, AD40 (1)最短與最長(zhǎng)桿之和小于其 它兩桿之和 (2)最短的構(gòu)件在連架桿或機(jī)架上(滿足條件1) (1)最短桿在機(jī)架上 (2)最短桿在機(jī)架鄰邊 (3)最短桿在機(jī)架對(duì)邊雙曲柄機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)ADCD40110150ABBC160當(dāng)：AD為機(jī)架 AB或DC為機(jī)架 BC為機(jī)架雙曲柄曲柄搖桿雙搖桿鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演變 .26 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu) 圖2-14(全)回轉(zhuǎn)副連接各桿長(zhǎng)不變曲柄滑塊曲柄滑塊 機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu) 曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 圖2-23 p.29移動(dòng)副(一個(gè))桿長(zhǎng)(固定

8、桿)可變曲柄滑 塊機(jī)構(gòu)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)（機(jī)架） 圖2-15.b搖塊機(jī)構(gòu)（機(jī)架）圖2-15.C定塊機(jī)構(gòu)（C機(jī)架）圖2-15.d (變更機(jī)架)擴(kuò)大回轉(zhuǎn)副偏心輪機(jī)構(gòu)一、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)： .27 圖214、 (曲柄搖桿機(jī)構(gòu))搖桿3的運(yùn)動(dòng)軌跡為圓弧, 半徑l3 將l3無窮大滑塊C(直線)曲柄滑塊機(jī)構(gòu) eC 滑塊運(yùn)動(dòng)軌跡與滑塊運(yùn)動(dòng)軌跡與 共線共線 曲柄回轉(zhuǎn)中心曲柄回轉(zhuǎn)中心 偏距偏距空氣壓縮機(jī):(將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 往復(fù)直線運(yùn)動(dòng))內(nèi)燃機(jī) :(將往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng))壓力角壓力角、傳動(dòng)角、傳動(dòng)角:對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)二、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) .26 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)(曲柄機(jī)架)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) 兩連架桿兩連架桿 曲柄？曲柄？ 搖桿？搖桿？ 當(dāng) 機(jī)架曲柄機(jī)架曲柄 機(jī)架曲柄機(jī)架曲柄 擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) 轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) 最短與最長(zhǎng)桿之和小于 其它兩桿之和 有曲柄（起碼一個(gè)）傳動(dòng)角傳動(dòng)角=90 傳力效果好搖塊機(jī)構(gòu)搖塊機(jī)構(gòu)定塊機(jī)構(gòu)定塊機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中回轉(zhuǎn)副B (半徑)曲柄長(zhǎng)AB 圖a)偏心輪機(jī)構(gòu) 滑塊擺動(dòng)擺動(dòng) 圖215,217滑塊為固定固定件 圖215,218 (曲柄很短時(shí)偏心輪機(jī)構(gòu)） 偏心距=曲柄長(zhǎng)鉸鏈四桿、曲柄滑塊機(jī)構(gòu) (擴(kuò)大回轉(zhuǎn)副) 偏心輪機(jī)構(gòu) 滑塊移動(dòng)擺動(dòng)移動(dòng)擺動(dòng) 圖216,215滑塊移動(dòng)移動(dòng) 圖215三、搖塊、定塊機(jī)構(gòu)三、搖塊、定塊機(jī)構(gòu) .27四、偏心輪機(jī)構(gòu)四、偏心輪機(jī)構(gòu) 圖2