第五章平面連桿機(jī)構(gòu)匯總

1、v第一節(jié)第一節(jié) 概述概述v第二節(jié)第二節(jié) 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及其演化鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及其演化v第三節(jié)第三節(jié) 平面四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件及幾個平面四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件及幾個基本概念基本概念v第四節(jié)第四節(jié) 平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計第五章第五章 平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述v一、連桿機(jī)構(gòu)的意義一、連桿機(jī)構(gòu)的意義v二、平面連桿機(jī)構(gòu)的優(yōu)點二、平面連桿機(jī)構(gòu)的優(yōu)點v三、平面連桿機(jī)構(gòu)的缺點三、平面連桿機(jī)構(gòu)的缺點一、連桿機(jī)構(gòu)的意義一、連桿機(jī)構(gòu)的意義v 由若干個構(gòu)件通過低副由若干個構(gòu)件通過低副( (Lower-pair)Lower-pair)連接而組成的機(jī)構(gòu)稱為連接而組成的機(jī)

2、構(gòu)稱為連桿機(jī)構(gòu)，又稱為連桿機(jī)構(gòu)，又稱為低副機(jī)構(gòu)。低副機(jī)構(gòu)。n抽油機(jī)中的連桿機(jī)構(gòu)抽油機(jī)中的連桿機(jī)構(gòu)v內(nèi)燃機(jī)中的連桿機(jī)構(gòu)內(nèi)燃機(jī)中的連桿機(jī)構(gòu)縫紉機(jī)中的連桿機(jī)構(gòu)縫紉機(jī)中的連桿機(jī)構(gòu)v活塞銷尺寸自動分選機(jī)上的連桿機(jī)構(gòu)活塞銷尺寸自動分選機(jī)上的連桿機(jī)構(gòu)飛機(jī)起落架機(jī)構(gòu)飛機(jī)起落架機(jī)構(gòu)車門開閉機(jī)構(gòu)車門開閉機(jī)構(gòu)v 連桿機(jī)構(gòu)是一種應(yīng)用十分廣泛的機(jī)構(gòu)，人造衛(wèi)星連桿機(jī)構(gòu)是一種應(yīng)用十分廣泛的機(jī)構(gòu)，人造衛(wèi)星太陽能板的展開機(jī)構(gòu)，機(jī)械手的傳動機(jī)構(gòu)，折疊傘的太陽能板的展開機(jī)構(gòu)，機(jī)械手的傳動機(jī)構(gòu)，折疊傘的收放機(jī)構(gòu)以及人體假肢等等，都是連桿機(jī)構(gòu)。收放機(jī)構(gòu)以及人體假肢等等，都是連桿機(jī)構(gòu)。n曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)是最常見曲柄滑

3、塊機(jī)構(gòu)、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)是最常見的連桿機(jī)構(gòu)型式。的連桿機(jī)構(gòu)型式。v 這些機(jī)構(gòu)的共同特點是其原動件這些機(jī)構(gòu)的共同特點是其原動件1 1的運動的運動都要經(jīng)過一個不直接與機(jī)架相聯(lián)的中間構(gòu)件都要經(jīng)過一個不直接與機(jī)架相聯(lián)的中間構(gòu)件2 2才能傳動從動件才能傳動從動件3 3，這個不直接與機(jī)架相聯(lián)的，這個不直接與機(jī)架相聯(lián)的中間構(gòu)件稱為中間構(gòu)件稱為連桿連桿，而把具有連桿的這些機(jī)，而把具有連桿的這些機(jī)構(gòu)統(tǒng)稱為構(gòu)統(tǒng)稱為連桿機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)。 二、連桿機(jī)構(gòu)的分類二、連桿機(jī)構(gòu)的分類n 所有構(gòu)件均在相互平行的平面內(nèi)運動的連所有構(gòu)件均在相互平行的平面內(nèi)運動的連桿機(jī)構(gòu)，稱為平面連桿機(jī)構(gòu)。桿機(jī)構(gòu)，稱為平面連桿機(jī)構(gòu)。n1 1、平

4、面連桿機(jī)構(gòu)、平面連桿機(jī)構(gòu)( (planarlinkage)planarlinkage)n 所有構(gòu)件不全在相互平行的平面內(nèi)運所有構(gòu)件不全在相互平行的平面內(nèi)運動的連桿機(jī)構(gòu)，稱為空間連桿機(jī)構(gòu)。動的連桿機(jī)構(gòu)，稱為空間連桿機(jī)構(gòu)。n2 2、空間連桿機(jī)構(gòu)、空間連桿機(jī)構(gòu)( (speciallinkagespeciallinkage) )二、平面連桿機(jī)構(gòu)的優(yōu)點二、平面連桿機(jī)構(gòu)的優(yōu)點v1 1、平面連桿機(jī)構(gòu)屬于低副機(jī)平面連桿機(jī)構(gòu)屬于低副機(jī)構(gòu)，運動副為面接觸，壓強(qiáng)構(gòu)，運動副為面接觸，壓強(qiáng)小，承載能力大，耐沖擊，小，承載能力大，耐沖擊，并且便于潤滑，磨損小。并且便于潤滑，磨損小。v2 2、其運動副元素多為平面或其運動副

5、元素多為平面或圓柱面，制造比較容易，而圓柱面，制造比較容易，而且靠其本身的幾何封閉來保且靠其本身的幾何封閉來保證構(gòu)件運動，結(jié)構(gòu)簡單，工證構(gòu)件運動，結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠。作可靠。 v3 3、可以實現(xiàn)不同的運動規(guī)律、可以實現(xiàn)不同的運動規(guī)律和特點軌跡要求。和特點軌跡要求。1 1）用于受力較大的挖掘機(jī)，破碎機(jī)用于受力較大的挖掘機(jī)，破碎機(jī)2 2）用于實現(xiàn)各種不同的運動規(guī)律要求）用于實現(xiàn)各種不同的運動規(guī)律要求三、平面連桿機(jī)構(gòu)的缺點三、平面連桿機(jī)構(gòu)的缺點v1 1、因各構(gòu)件間是低副聯(lián)接，存在間隙，傳動、因各構(gòu)件間是低副聯(lián)接，存在間隙，傳動中將產(chǎn)生位置誤差，機(jī)構(gòu)越復(fù)雜累計誤差越中將產(chǎn)生位置誤差，機(jī)構(gòu)越復(fù)雜累計誤差

6、越大，影響其傳動精度。大，影響其傳動精度。v2 2、慣性力不容易平衡，不適合于高速傳動。、慣性力不容易平衡，不適合于高速傳動。v3 3、不易精確地滿足各種運動規(guī)律和運動軌跡、不易精確地滿足各種運動規(guī)律和運動軌跡的要求。的要求。n 平面連桿機(jī)構(gòu)中，其構(gòu)件多呈桿狀，故平面連桿機(jī)構(gòu)中，其構(gòu)件多呈桿狀，故常簡稱為常簡稱為“桿桿”。連桿機(jī)構(gòu)又可根據(jù)機(jī)構(gòu)中。連桿機(jī)構(gòu)又可根據(jù)機(jī)構(gòu)中所含桿數(shù)而命名，如：所含桿數(shù)而命名，如：四桿機(jī)構(gòu)、五桿機(jī)構(gòu)、四桿機(jī)構(gòu)、五桿機(jī)構(gòu)、六桿機(jī)構(gòu)、多桿機(jī)構(gòu)六桿機(jī)構(gòu)、多桿機(jī)構(gòu)等。等。n 近年來國內(nèi)外在連桿機(jī)構(gòu)的研究方面都有長足的近年來國內(nèi)外在連桿機(jī)構(gòu)的研究方面都有長足的發(fā)展，不再限于單自

7、由度四桿機(jī)構(gòu)的研究，也注重多發(fā)展，不再限于單自由度四桿機(jī)構(gòu)的研究，也注重多自由度、多桿機(jī)構(gòu)的分析和綜合。例如：多自由的的自由度、多桿機(jī)構(gòu)的分析和綜合。例如：多自由的的機(jī)械手；四足、六足步行機(jī)等，已經(jīng)不限于運動學(xué)的機(jī)械手；四足、六足步行機(jī)等，已經(jīng)不限于運動學(xué)的范圍，還注重動力學(xué)方面的研究。范圍，還注重動力學(xué)方面的研究。n 由于計算機(jī)的普及，很多智能化軟件為由于計算機(jī)的普及，很多智能化軟件為平面連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計和研究奠定了基礎(chǔ)，連平面連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計和研究奠定了基礎(chǔ)，連桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用前景也很廣泛。桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用前景也很廣泛。 平面連桿機(jī)構(gòu)中最簡單、應(yīng)用最廣的是平面連桿機(jī)構(gòu)中最簡單、應(yīng)用最廣的是四桿機(jī)構(gòu)，其

8、他多桿機(jī)構(gòu)都是在它的基礎(chǔ)上四桿機(jī)構(gòu)，其他多桿機(jī)構(gòu)都是在它的基礎(chǔ)上擴(kuò)充而成的，本章重點討論四桿機(jī)構(gòu)及其設(shè)擴(kuò)充而成的，本章重點討論四桿機(jī)構(gòu)及其設(shè)計。計。第二節(jié)第二節(jié) 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本類鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及其演化型及其演化v一、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本型式一、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本型式v二、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化二、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu) 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)就是當(dāng)平面四桿機(jī)構(gòu)中鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)就是當(dāng)平面四桿機(jī)構(gòu)中的全部運動副均為轉(zhuǎn)動副時的四桿機(jī)構(gòu)為的全部運動副均為轉(zhuǎn)動副時的四桿機(jī)構(gòu)為鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。 構(gòu)件名稱構(gòu)件名稱連架桿連架桿：與機(jī)架相連的構(gòu)件稱為連架桿。：與機(jī)架相連的構(gòu)件稱為連架桿。

9、連架桿連架桿機(jī)架機(jī)架連架桿連架桿連桿連桿能繞其軸線轉(zhuǎn)能繞其軸線轉(zhuǎn)360的的連架桿連架桿。僅能繞其軸線作往復(fù)擺動的僅能繞其軸線作往復(fù)擺動的連架桿。連架桿。曲柄曲柄搖桿搖桿連架桿連架桿機(jī)架機(jī)架：固定不動的構(gòu)件稱為機(jī)架。：固定不動的構(gòu)件稱為機(jī)架。連桿連桿：不直接與機(jī)架相連的構(gòu)件稱為連桿。：不直接與機(jī)架相連的構(gòu)件稱為連桿。一、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本型式一、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本型式v1 1、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)v2 2、雙曲柄機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)v3 3、雙搖桿機(jī)構(gòu)、雙搖桿機(jī)構(gòu)1 1、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)v 若在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的兩連架桿中一為曲若在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的兩連架桿中一為曲柄，另一為搖桿，則此四桿機(jī)

10、構(gòu)稱為柄，另一為搖桿，則此四桿機(jī)構(gòu)稱為曲柄搖曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。桿機(jī)構(gòu)。應(yīng)用舉例：應(yīng)用舉例：顎式破碎機(jī)機(jī)構(gòu)、攪面機(jī)、衛(wèi)星天置、飛剪等。顎式破碎機(jī)機(jī)構(gòu)、攪面機(jī)、衛(wèi)星天置、飛剪等。 一般曲柄主動，將一般曲柄主動，將連續(xù)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為搖桿連續(xù)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為搖桿的擺動，也可搖桿主的擺動，也可搖桿主動，曲柄從動。動，曲柄從動。運動特點：運動特點：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用顎式破碎機(jī)機(jī)構(gòu)顎式破碎機(jī)機(jī)構(gòu)雷達(dá)天線機(jī)構(gòu)雷達(dá)天線機(jī)構(gòu)攪拌機(jī)機(jī)機(jī)構(gòu)攪拌機(jī)機(jī)機(jī)構(gòu)2 2、雙曲柄機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)v 在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中若兩連架桿均為曲在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中若兩連架桿均為曲柄，則此四桿機(jī)構(gòu)稱為柄，則此四桿機(jī)構(gòu)稱為雙曲柄機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)。應(yīng)用

11、舉例：應(yīng)用舉例：慣性篩、插床機(jī)構(gòu)慣性篩、插床機(jī)構(gòu)運動特點：運動特點：從動曲柄變速回轉(zhuǎn)從動曲柄變速回轉(zhuǎn)雙曲柄機(jī)構(gòu)的應(yīng)用雙曲柄機(jī)構(gòu)的應(yīng)用慣性篩機(jī)構(gòu)慣性篩機(jī)構(gòu)插床機(jī)構(gòu)插床機(jī)構(gòu)v 在雙曲柄機(jī)構(gòu)中，若相對兩桿的長度相等且平在雙曲柄機(jī)構(gòu)中，若相對兩桿的長度相等且平行，兩曲柄的轉(zhuǎn)向相同，稱為平行四邊形機(jī)構(gòu)。行，兩曲柄的轉(zhuǎn)向相同，稱為平行四邊形機(jī)構(gòu)。n（1 1）平行四邊形機(jī)構(gòu)：）平行四邊形機(jī)構(gòu)：平行四邊形機(jī)構(gòu)的應(yīng)用平行四邊形機(jī)構(gòu)的應(yīng)用蒸汽機(jī)車驅(qū)動裝置蒸汽機(jī)車驅(qū)動裝置攝影升降機(jī)構(gòu)攝影升降機(jī)構(gòu)v 在雙曲柄機(jī)構(gòu)中，若相對兩桿的長度相在雙曲柄機(jī)構(gòu)中，若相對兩桿的長度相等，但不平行等，但不平行( (BCBC與與AD)A

12、D)，兩曲柄轉(zhuǎn)向相反兩曲柄轉(zhuǎn)向相反（ABAB與與CDCD），），稱為反平行四邊形機(jī)構(gòu)。稱為反平行四邊形機(jī)構(gòu)。n（2 2）反平行四邊形機(jī)構(gòu)：）反平行四邊形機(jī)構(gòu)：車門開閉機(jī)構(gòu)車門開閉機(jī)構(gòu)3 3、雙搖桿機(jī)構(gòu)、雙搖桿機(jī)構(gòu)v 若鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的兩連架桿均為搖桿，若鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的兩連架桿均為搖桿，則此四桿機(jī)構(gòu)稱為則此四桿機(jī)構(gòu)稱為雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)。 港口起重機(jī)、車輛的前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)等港口起重機(jī)、車輛的前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)等應(yīng)用舉例：應(yīng)用舉例：雙搖桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用雙搖桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用鶴式起重機(jī)機(jī)機(jī)構(gòu)鶴式起重機(jī)機(jī)機(jī)構(gòu)電力機(jī)車受電弓電力機(jī)車受電弓爐門開閉機(jī)構(gòu)爐門開閉機(jī)構(gòu)汽車前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)汽車前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)v等腰梯形機(jī)構(gòu)：在雙搖桿機(jī)構(gòu)

13、中若兩搖等腰梯形機(jī)構(gòu)：在雙搖桿機(jī)構(gòu)中若兩搖桿長度相等，則稱為等腰梯形機(jī)構(gòu)。桿長度相等，則稱為等腰梯形機(jī)構(gòu)。汽車前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)汽車前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)二、平面四桿機(jī)構(gòu)的演化二、平面四桿機(jī)構(gòu)的演化v1 1、改變相、改變相對對桿長、轉(zhuǎn)動副演化為移動副桿長、轉(zhuǎn)動副演化為移動副n 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)C3AB124e曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的演化曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的演化改變運動副類型改變運動副類型轉(zhuǎn)動副變成移動副轉(zhuǎn)動副變成移動副e改變構(gòu)件改變構(gòu)件相對尺寸相對尺寸改變構(gòu)件相對尺寸改變構(gòu)件相對尺寸e0n偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu) （e 0)e 0)n對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu) (e = 0) (e = 0)對心曲柄滑塊

14、機(jī)構(gòu)對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)v曲柄壓力機(jī)及壓縮機(jī)的工作機(jī)構(gòu)（曲柄的回轉(zhuǎn)運動曲柄壓力機(jī)及壓縮機(jī)的工作機(jī)構(gòu)（曲柄的回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)榛瑝K往復(fù)直線運動）；轉(zhuǎn)變?yōu)榛瑝K往復(fù)直線運動）；v活塞式內(nèi)燃機(jī)、彈簧管壓力表及高度表的工作機(jī)構(gòu)活塞式內(nèi)燃機(jī)、彈簧管壓力表及高度表的工作機(jī)構(gòu)（滑塊往復(fù)直線運動轉(zhuǎn)變?yōu)榍幕剞D(zhuǎn)運動）。（滑塊往復(fù)直線運動轉(zhuǎn)變?yōu)榍幕剞D(zhuǎn)運動）。 v曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的應(yīng)用：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的應(yīng)用：v偏心輪機(jī)構(gòu)偏心輪機(jī)構(gòu)n2 2、選用不同構(gòu)件為機(jī)架、選用不同構(gòu)件為機(jī)架n（1 1）變化鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的機(jī)架）變化鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的機(jī)架(0360)(0360)(360)(360)1234ABCD

15、周轉(zhuǎn)副周轉(zhuǎn)副曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)擺轉(zhuǎn)副擺轉(zhuǎn)副擺轉(zhuǎn)副擺轉(zhuǎn)副雙曲柄機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)(0360)(0360)(360)(360)1234ABDC雙雙搖桿機(jī)構(gòu)搖桿機(jī)構(gòu)(0360)(0360)(360)1234ABCD(360)周轉(zhuǎn)副周轉(zhuǎn)副擺轉(zhuǎn)副擺轉(zhuǎn)副擺轉(zhuǎn)副擺轉(zhuǎn)副曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(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)（2 2）變化單移動副機(jī)構(gòu)的機(jī)架）變化單移動副機(jī)構(gòu)的機(jī)架曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)BA1234C曲柄搖塊機(jī)構(gòu)曲柄搖塊機(jī)構(gòu)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)定塊機(jī)構(gòu)定塊機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)BA1234C擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)3A124CB導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)小型刨床小型刨床構(gòu)件構(gòu)件2 2和構(gòu)件和

16、構(gòu)件4 4均能作整周轉(zhuǎn)動均能作整周轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) 牛頭刨中的主運動機(jī)構(gòu)牛頭刨中的主運動機(jī)構(gòu)曲柄的長度小于機(jī)架曲柄的長度小于機(jī)架長度時，導(dǎo)桿只能作來回擺動，為擺動導(dǎo)稈機(jī)構(gòu)。長度時，導(dǎo)桿只能作來回擺動，為擺動導(dǎo)稈機(jī)構(gòu)。擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)v轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)( (ABBC)ABBCABBC)v曲柄搖塊機(jī)構(gòu)曲柄搖塊機(jī)構(gòu)v移動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)（定塊機(jī)構(gòu)）移動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)（定塊機(jī)構(gòu)）（3 3）變化雙移動副機(jī)構(gòu)的機(jī)架）變化雙移動副機(jī)構(gòu)的機(jī)架（帶二個滑塊）（帶二個滑塊）n雙滑塊機(jī)構(gòu)雙滑塊機(jī)構(gòu) n正弦機(jī)構(gòu)正弦機(jī)構(gòu)sinas曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的演化曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的演化改變運動副類型改變運動副類型轉(zhuǎn)動副變成移

17、動副轉(zhuǎn)動副變成移動副改變構(gòu)件改變構(gòu)件相對尺寸相對尺寸正弦機(jī)構(gòu)正弦機(jī)構(gòu)改變機(jī)架改變機(jī)架定為機(jī)架定為機(jī)架雙滑塊機(jī)構(gòu)雙滑塊機(jī)構(gòu)n雙滑塊機(jī)構(gòu)雙滑塊機(jī)構(gòu) n雙轉(zhuǎn)塊機(jī)構(gòu)雙轉(zhuǎn)塊機(jī)構(gòu) n雙滑塊機(jī)構(gòu)應(yīng)用雙滑塊機(jī)構(gòu)應(yīng)用 縫紉機(jī)挑線機(jī)構(gòu)縫紉機(jī)挑線機(jī)構(gòu)橢圓儀機(jī)構(gòu)橢圓儀機(jī)構(gòu)v 雙轉(zhuǎn)塊機(jī)構(gòu)雙轉(zhuǎn)塊機(jī)構(gòu)v 儀器儀表中，為了簡化機(jī)構(gòu)，改善工藝儀器儀表中，為了簡化機(jī)構(gòu)，改善工藝性，用高副代替低副。性，用高副代替低副。sinasv正弦機(jī)構(gòu)正弦機(jī)構(gòu)tanasv正切機(jī)構(gòu)正切機(jī)構(gòu)v用高副代替低副用高副代替低副tanas 小小 結(jié)結(jié)v一、平面四桿機(jī)構(gòu)的基本形式及其演化一、平面四桿機(jī)構(gòu)的基本形式及其演化v 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本形式是平面鉸鏈四

18、平面四桿機(jī)構(gòu)的基本形式是平面鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。桿機(jī)構(gòu)。v 在此機(jī)構(gòu)中，與機(jī)架相連的構(gòu)件稱為連在此機(jī)構(gòu)中，與機(jī)架相連的構(gòu)件稱為連架桿，能夠繞固定鉸鏈作整周運動的連架桿架桿，能夠繞固定鉸鏈作整周運動的連架桿稱為曲柄；不能做整周回轉(zhuǎn)，只在某一角度稱為曲柄；不能做整周回轉(zhuǎn)，只在某一角度內(nèi)擺動的連架桿稱為搖桿；不直接與機(jī)架相內(nèi)擺動的連架桿稱為搖桿；不直接與機(jī)架相連的中間構(gòu)件稱為連桿。連的中間構(gòu)件稱為連桿。v 平面鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)根據(jù)兩連架桿運平面鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)根據(jù)兩連架桿運動形式不同分為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，雙曲柄動形式不同分為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，雙曲柄機(jī)構(gòu)，雙搖桿機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)，雙搖桿機(jī)構(gòu)。v 平面四桿機(jī)構(gòu)的演化形式是在平面平面

19、四桿機(jī)構(gòu)的演化形式是在平面鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過一些方法鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過一些方法演化而成其他形式的四桿機(jī)構(gòu)。演化而成其他形式的四桿機(jī)構(gòu)。 v二、平面四桿機(jī)構(gòu)的演化方法有：二、平面四桿機(jī)構(gòu)的演化方法有：v 1 1、改變相對桿長、轉(zhuǎn)動副演化為移動副、改變相對桿長、轉(zhuǎn)動副演化為移動副v 2 2、選用不同構(gòu)件為機(jī)架、選用不同構(gòu)件為機(jī)架v 1 1）變化鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的機(jī)架；）變化鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的機(jī)架；v 2 2）變化單移動副機(jī)構(gòu)的機(jī)架；）變化單移動副機(jī)構(gòu)的機(jī)架；v 3 3）變化雙移動副機(jī)構(gòu)的機(jī)架。）變化雙移動副機(jī)構(gòu)的機(jī)架。第三節(jié)第三節(jié) 平面四桿機(jī)構(gòu)曲柄存在平面四桿機(jī)構(gòu)曲柄存在的條件及幾個基本概

20、念的條件及幾個基本概念v一、曲柄存在的的條件一、曲柄存在的的條件v二、壓力角與傳動角二、壓力角與傳動角v三、行程速度變化系數(shù)三、行程速度變化系數(shù)v四、死點位置四、死點位置一、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件一、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件由由B B2 2C C2 2D D a+db+c (1)a+db+c (1)由由B B1 1C C1 1D b(d-a)+c D b(d-a)+c 或或 c(d-a)+bc(d-a)+b 即即 a+bd+c (2)a+bd+c (2) a+cb+d (3) a+cb+d (3)adadC2A1a4b3cdBDacacababa a為最短桿為最短桿鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件鉸

21、鏈四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件1 1、桿長條件桿長條件：最短桿和最長桿長度之和小最短桿和最長桿長度之和小于或等于其它兩桿長度之和。于或等于其它兩桿長度之和。2 2、最短桿是連架桿或機(jī)架。（、最短桿是連架桿或機(jī)架。（組成周轉(zhuǎn)副組成周轉(zhuǎn)副的兩桿中必一個是最短桿）的兩桿中必一個是最短桿）滿足桿長條件滿足桿長條件v即：最短桿即：最短桿+ +最長桿小于或等于其余兩桿長最長桿小于或等于其余兩桿長度之和。度之和。n若取若取最短桿最短桿為為連架桿連架桿時：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)時：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。v若取若取最短桿最短桿為為機(jī)架機(jī)架時：時：雙曲柄機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)。n 若取若取最短桿最短桿為為連桿連桿時，時，即最短桿相對的即最短桿相對

22、的桿為機(jī)架：雙搖桿機(jī)構(gòu)。桿為機(jī)架：雙搖桿機(jī)構(gòu)。不滿足不滿足桿長條件桿長條件v即：最短桿加最長桿即：最短桿加最長桿大于大于其余兩桿長度之和，則其余兩桿長度之和，則鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)無論取哪桿為機(jī)架均無曲柄存在，鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)無論取哪桿為機(jī)架均無曲柄存在，只能得到雙搖桿機(jī)構(gòu)。只能得到雙搖桿機(jī)構(gòu)。在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中：在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中：鉸鏈鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的類型與尺寸之間的關(guān)系：四桿機(jī)構(gòu)的類型與尺寸之間的關(guān)系：2 2以最短桿為機(jī)架，則此機(jī)構(gòu)為以最短桿為機(jī)架，則此機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)；以最短桿的相鄰構(gòu)件為機(jī)架，則此機(jī)構(gòu)為以最短桿以最短桿的相鄰構(gòu)件為機(jī)架，則此機(jī)構(gòu)為以最短桿為曲柄的為曲柄的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)

23、；且：且：1 13 3以最短桿的對邊構(gòu)件為機(jī)架，則此機(jī)構(gòu)為以最短桿的對邊構(gòu)件為機(jī)架，則此機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)。（1 1）如果最短桿與最長桿的長度之和小于或等于其它兩桿）如果最短桿與最長桿的長度之和小于或等于其它兩桿 長度之和長度之和 滿足桿長和條件滿足桿長和條件（2 2）如果最短桿與最長桿的長度之和大于其它兩桿長度之和）如果最短桿與最長桿的長度之和大于其它兩桿長度之和 （不滿足桿長和條件），則不論選哪個構(gòu)件為機(jī)架，（不滿足桿長和條件），則不論選哪個構(gòu)件為機(jī)架， 都為都為雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)。v如圖所示，設(shè)已知四桿機(jī)構(gòu)各構(gòu)件的長度如圖所示，設(shè)已知四桿機(jī)構(gòu)各構(gòu)件的長度a=240mma=240

24、mm，b=600mmb=600mm，c=400mmc=400mm，d=500mmd=500mm，試回答下列問題：試回答下列問題： v1 1）當(dāng)取桿）當(dāng)取桿4 4為機(jī)架時，是否有曲柄存在？若有曲為機(jī)架時，是否有曲柄存在？若有曲柄，則桿柄，則桿 為曲柄，此時該機(jī)構(gòu)為為曲柄，此時該機(jī)構(gòu)為 機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)。 abcd12 2）要使此機(jī)構(gòu)成為雙曲）要使此機(jī)構(gòu)成為雙曲柄機(jī)構(gòu)，則應(yīng)取柄機(jī)構(gòu)，則應(yīng)取-桿為桿為機(jī)架。機(jī)架。 v3 3）要使此機(jī)構(gòu)成為雙搖桿機(jī)構(gòu)，則應(yīng)?。┮勾藱C(jī)構(gòu)成為雙搖桿機(jī)構(gòu)，則應(yīng)取- 為為機(jī)架。機(jī)架。 v4）如將桿）如將桿4的長度改為的長度改為d=400mm，而其它各桿而其它各桿的長度不變，則應(yīng)分

25、別以的長度不變，則應(yīng)分別以1、2、3桿為機(jī)架時，桿為機(jī)架時，所獲得的機(jī)構(gòu)為所獲得的機(jī)構(gòu)為 機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)。 abcd1n例：圖示鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)例：圖示鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)ABCDABCD，已知已知l lABAB=100mm=100mm，l lBCBC=250mm=250mm，l lADAD=300mm=300mm；n求：此機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)時，求：此機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)時，CDCD桿的長度范圍。桿的長度范圍。n解解：n1 1）滿足桿長條件：）滿足桿長條件：nBCBC桿為最短桿時，桿為最短桿時，n此機(jī)構(gòu)才可能是雙搖桿機(jī)構(gòu)；此機(jī)構(gòu)才可能是雙搖桿機(jī)構(gòu)；n得：得：CD CD 桿的范圍：桿的范圍： 50 50mmlmmlC

26、DCD150mm 150mm 或或 450 450mmlmmlCDCD650mmllABAB+l+lBC BC n l lCDCD50mm50mmn設(shè)設(shè)CDCD桿為最長桿，桿為最長桿，l lCDCD+l+lABABllBCBC+l+lAD AD l lCDCD450450 mmmmn 且且 l lCDCDllABAB+l+lBCBC+l+lAD AD l lCDCD650mmllBCBC+l+lCD CD l lCDCD150mm150mm曲柄滑塊機(jī)構(gòu)有曲柄的條件？曲柄滑塊機(jī)構(gòu)有曲柄的條件？ADbADea)(AB1234eCabDbea曲柄滑塊機(jī)構(gòu)有曲柄的條件曲柄滑塊機(jī)構(gòu)有曲柄的條件ababe

27、mn構(gòu)件構(gòu)件a能通過能通過m點的條件是：點的條件是：bea構(gòu)件構(gòu)件a能通過能通過n點的條件是：點的條件是：bea曲柄滑塊機(jī)構(gòu)有曲柄的條件曲柄滑塊機(jī)構(gòu)有曲柄的條件bea轉(zhuǎn)動（擺動）導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件？轉(zhuǎn)動（擺動）導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件？導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件dadadada 有曲柄，該機(jī)有曲柄，該機(jī)構(gòu)是擺動導(dǎo)桿構(gòu)是擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)。da 有曲柄，該機(jī)有曲柄，該機(jī)構(gòu)是轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿構(gòu)是轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)。da 有曲柄，該機(jī)有曲柄，該機(jī)構(gòu)是轉(zhuǎn)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)是轉(zhuǎn)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。構(gòu)。結(jié)論結(jié)論導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)總導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)總是有曲柄的是有曲柄的二、壓力角和傳動角二、壓力角和傳動角n1 1、壓力角、壓力角( (pre

28、ssure angle)pressure angle)n 從動件從動件CDCD受的受的力力F F的作用線與力作的作用線與力作用點用點C C的絕對速度的絕對速度vc vc 所夾銳角，稱為所夾銳角，稱為此此位置位置的壓力角的壓力角。 在不計摩擦力、重力、慣性力的條件下，機(jī)構(gòu)中在不計摩擦力、重力、慣性力的條件下，機(jī)構(gòu)中驅(qū)使驅(qū)使輸出件輸出件運動的運動的力的方向線力的方向線與與輸出件輸出件上上受力點的速受力點的速度方向線度方向線所夾的銳角所夾的銳角。vcF1ABCD1234vcFF1F21ABCD1234cos1FF n由力的分解：由力的分解： 沿著速度方向的有效分力沿著速度方向的有效分力sin2FF

29、垂直于垂直于F F2 2的分力的分力vcFF1F21ABCD1234 力力F F2 2 只能使鉸鏈只能使鉸鏈C C、D D產(chǎn)生壓軸力，希望它越小越好；產(chǎn)生壓軸力，希望它越小越好； 力力F F1 1 越大，推動機(jī)構(gòu)的有效分力就越大，傳力效越大，推動機(jī)構(gòu)的有效分力就越大，傳力效果就果就越好，越好，即即 越小越好。越小越好。n因此，對連桿機(jī)構(gòu)中的因此，對連桿機(jī)構(gòu)中的壓力角壓力角提出了限制，最大不提出了限制，最大不能超過能超過 40 405050，n即：即： 40mm40mm三、行程速度變化系數(shù)三、行程速度變化系數(shù)v1 1、極位夾角、極位夾角v2 2、急回運動、急回運動( (quick-return

30、motionquick-return motion) )v3 3、行程速度變化系數(shù)、行程速度變化系數(shù)k k1 1、極位夾角、極位夾角n 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中曲柄與連桿曲柄與連桿兩次共線位置兩次共線位置時曲柄之間所夾銳角時曲柄之間所夾銳角 稱為極位夾角。稱為極位夾角。 當(dāng)當(dāng)ABAB與與BCBC兩次共線時，輸出件兩次共線時，輸出件CDCD處于兩極限位置。處于兩極限位置。搖搖桿在兩極限位置所夾角稱為擺角桿在兩極限位置所夾角稱為擺角 。極位夾角極位夾角 ：當(dāng)搖桿處于兩極限位置時，對應(yīng)的曲柄當(dāng)搖桿處于兩極限位置時，對應(yīng)的曲柄位置線所夾的銳角。位置線所夾的銳角。B2C2B1C1A211C34BDa

31、bcd擺角擺角極位夾角極位夾角B2C2B1C1曲柄轉(zhuǎn)角曲柄轉(zhuǎn)角1801對應(yīng)的時間對應(yīng)的時間111/t搖桿點搖桿點C C的的平均速度平均速度1A211C34BDabcd21802122/t擺角擺角極位夾角極位夾角v1v21211/tCCv )2122/tCCv )2 2、急回運動急回運動( (quick-return motion)quick-return motion)t t1 1 t t2 2v v2 2 v v1 1v 在曲柄等速回轉(zhuǎn)的情況下，搖桿往復(fù)擺在曲柄等速回轉(zhuǎn)的情況下，搖桿往復(fù)擺動速度快慢不同的運動，稱為動速度快慢不同的運動，稱為急回運動急回運動。v v2 2 v v1 1n 為了

32、衡量搖桿急回作用的程度，用行為了衡量搖桿急回作用的程度，用行程速比系數(shù)表示。程速比系數(shù)表示。3 3、行程速比系數(shù)、行程速比系數(shù)k kv 為了衡量搖桿急回作用的程度，把從為了衡量搖桿急回作用的程度，把從動件往復(fù)擺動平均速度的比值（大于動件往復(fù)擺動平均速度的比值（大于1 1）稱）稱為行程速比系數(shù)，即為行程速比系數(shù)，即度從動件慢速行程平均速度從動件快速行程平均速k由由11180kkv極位夾角極位夾角為為180180/2112112112ttvvkv 四桿機(jī)構(gòu)有無急回運動，取決于曲柄四桿機(jī)構(gòu)有無急回運動，取決于曲柄v與連桿共線位置的夾角，即有無極位夾角與連桿共線位置的夾角，即有無極位夾角 ，不論，不論

33、是何種機(jī)構(gòu)，只要機(jī)構(gòu)在運行過程中具有極位夾角是何種機(jī)構(gòu)，只要機(jī)構(gòu)在運行過程中具有極位夾角 ，則該機(jī)構(gòu)就具有急回作用。，則該機(jī)構(gòu)就具有急回作用。v 角越大，則角越大，則K K值越大，說明急回運動的性質(zhì)也越顯值越大，說明急回運動的性質(zhì)也越顯著。著。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，原動件曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，原動件ABAB以以等速轉(zhuǎn)動等速轉(zhuǎn)動1C1B1B2HC2偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)2AB134eCab12222)()(eabebaH0, ,有急回特性。有急回特性。擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)21B2B1有急回特性。有急回特性。B1B2HH=2a, 0, ,無急回特性。無急回特性。314A對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)對心曲柄滑

34、塊機(jī)構(gòu)B2Cab1C1C21ABn例、在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，已知例、在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，已知l lABAB=30mm=30mm，l lBCBC=110mm=110mm， l lCDCD=80mm=80mm，l lADAD=120mm=120mm，構(gòu)件構(gòu)件1 1為原動件。為原動件。n（1 1）判斷構(gòu)件）判斷構(gòu)件1 1能否成為曲柄；能否成為曲柄；n（2 2）用作圖法求出構(gòu)件）用作圖法求出構(gòu)件3 3的最大擺角；的最大擺角；n（3 3）當(dāng)分別固定構(gòu)件）當(dāng)分別固定構(gòu)件1 1、2 2、3 3、4 4時，各獲得何種機(jī)構(gòu)？時，各獲得何種機(jī)構(gòu)？n（4 4）用作圖法求出最小傳動角。）用作圖法求出最小傳動角。m/mm解：

35、解：1 1能否成為曲柄能否成為曲柄（2 2）用作圖法求出構(gòu)件）用作圖法求出構(gòu)件3 3的最大擺角的最大擺角（3 3）m/mmn（3 3）用作圖法求出最小傳動角；）用作圖法求出最小傳動角；v例：鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，已知：例：鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，已知：l lABAB=25mm=25mm，l lBCBC=55mm=55mm， l lCDCD=40mm=40mm，l lADAD=50mm=50mm，試問：試問：v(1) (1) 該機(jī)構(gòu)是否有曲柄？該機(jī)構(gòu)是否有曲柄？v(2) (2) 該機(jī)構(gòu)是否有搖桿該機(jī)構(gòu)是否有搖桿? ?如有，做出搖桿的擺角范圍；如有，做出搖桿的擺角范圍；v(3) (3) 以以ABAB為主動件時，

36、該機(jī)構(gòu)有無急回特性？計算為主動件時，該機(jī)構(gòu)有無急回特性？計算K K；v(4) (4) 以以ABAB為主動件時，確定該機(jī)構(gòu)的最小傳動角。為主動件時，確定該機(jī)構(gòu)的最小傳動角。四、機(jī)構(gòu)的死點位置四、機(jī)構(gòu)的死點位置畫出壓力角畫出壓力角1C234ABDabcdvBFBv 在不考慮構(gòu)件的重力、在不考慮構(gòu)件的重力、慣性力和運動副中的摩擦慣性力和運動副中的摩擦力的條件下，當(dāng)機(jī)構(gòu)處于力的條件下，當(dāng)機(jī)構(gòu)處于傳動角傳動角 =0 =0( (或或 =90=90) ) 的位置下，無論給機(jī)構(gòu)主的位置下，無論給機(jī)構(gòu)主動件的驅(qū)動力或驅(qū)動力矩動件的驅(qū)動力或驅(qū)動力矩有多大，均不能使機(jī)構(gòu)運有多大，均不能使機(jī)構(gòu)運動，這個位置稱為機(jī)構(gòu)的

37、動，這個位置稱為機(jī)構(gòu)的死點位置死點位置。1 1、死點、死點( (dead point)dead point)位置位置v 對于曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，若搖桿對于曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，若搖桿1 1為主動件，當(dāng)連為主動件，當(dāng)連桿與曲柄共線時的位置，即：搖桿處于兩個極限位桿與曲柄共線時的位置，即：搖桿處于兩個極限位置時，經(jīng)過連桿置時，經(jīng)過連桿2 2傳給從動曲柄傳給從動曲柄3 3的驅(qū)動力的驅(qū)動力F F，通過通過曲柄的轉(zhuǎn)動中心曲柄的轉(zhuǎn)動中心A A。對從動曲柄對從動曲柄3 3的有效力矩為零，的有效力矩為零，故不能推動曲柄轉(zhuǎn)動故不能推動曲柄轉(zhuǎn)動, ,機(jī)構(gòu)處于卡死位置，機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)處于卡死位置，機(jī)構(gòu)的這種位置稱為這種位置稱為死點位

38、置死點位置。n此時傳動角此時傳動角 =0 =0n（或（或 =90=90）。）。B2C2vB踏板踏板縫紉機(jī)主運動機(jī)構(gòu)縫紉機(jī)主運動機(jī)構(gòu)腳腳AB1C1DFB 機(jī)構(gòu)是否有死點位置與哪一構(gòu)件為主機(jī)構(gòu)是否有死點位置與哪一構(gòu)件為主動件有關(guān)。動件有關(guān)。v例如：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，當(dāng)例如：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，當(dāng)1 1為主動件時無死點位為主動件時無死點位置，當(dāng)置，當(dāng)3 3為主動件時有死點位置。為主動件時有死點位置。v例如：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，當(dāng)以滑塊例如：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，當(dāng)以滑塊3 3為主動為主動件時有死點位置。件時有死點位置。v雙曲柄機(jī)構(gòu)，從動曲柄連續(xù)轉(zhuǎn)動，沒有雙曲柄機(jī)構(gòu)，從動曲柄連續(xù)轉(zhuǎn)動，沒有極限位置極限位置，無，無死點位置死點

39、位置。v 平行四邊形機(jī)構(gòu)，平行四邊形機(jī)構(gòu)，兩曲柄與機(jī)架共線時，兩曲柄與機(jī)架共線時，傳動角為傳動角為0 0 （轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向點點），從動曲柄可能向），從動曲柄可能向正、反兩個方向轉(zhuǎn)動，正、反兩個方向轉(zhuǎn)動，機(jī)構(gòu)運動出現(xiàn)不確定，機(jī)構(gòu)運動出現(xiàn)不確定，平行四邊形機(jī)構(gòu)可能變平行四邊形機(jī)構(gòu)可能變成反平行四邊形機(jī)構(gòu)。成反平行四邊形機(jī)構(gòu)。n雙搖桿機(jī)構(gòu)，也有雙搖桿機(jī)構(gòu)，也有死點位置，在實際死點位置，在實際設(shè)計中常采用限制設(shè)計中常采用限制擺桿的角度來避免擺桿的角度來避免死點位置。死點位置。死點位置的克服辦法死點位置的克服辦法v例：縫紉機(jī)借例：縫紉機(jī)借助于帶輪的慣助于帶輪的慣性通過死點。性通過死點。n（1 1）利用飛輪慣性

40、來克服死點位置）利用飛輪慣性來克服死點位置 蒸汽機(jī)車車輪聯(lián)動機(jī)構(gòu)，左右車輪兩組蒸汽機(jī)車車輪聯(lián)動機(jī)構(gòu)，左右車輪兩組曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，曲柄曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，曲柄ABAB與與A AB B位置錯開位置錯開9090。n（2 2）利用機(jī)構(gòu)錯位排列法來克服死點位置。）利用機(jī)構(gòu)錯位排列法來克服死點位置。2 2、死點位置在機(jī)構(gòu)中的作用、死點位置在機(jī)構(gòu)中的作用n鉆床工件夾緊機(jī)構(gòu)鉆床工件夾緊機(jī)構(gòu)n飛機(jī)起落架機(jī)構(gòu)飛機(jī)起落架機(jī)構(gòu)v例：給出平面四桿機(jī)構(gòu)的名稱，并回答：例：給出平面四桿機(jī)構(gòu)的名稱，并回答：v1 1）該機(jī)構(gòu)有曲柄的條件；）該機(jī)構(gòu)有曲柄的條件；v2 2）該機(jī)構(gòu)有無急回運動；）該機(jī)構(gòu)有無急回運動；v3 3）該機(jī)構(gòu)有無

41、死點位置，在什么條件下出現(xiàn)死點；）該機(jī)構(gòu)有無死點位置，在什么條件下出現(xiàn)死點；v4 4）構(gòu)件）構(gòu)件ABAB為主動件時，在什么位置有最小傳動角。為主動件時，在什么位置有最小傳動角。試問圖示各機(jī)構(gòu)是否均有急回運動？以構(gòu)件試問圖示各機(jī)構(gòu)是否均有急回運動？以構(gòu)件1 1為原動為原動件時，是否都有死點？在什么情況下才會有死點？件時，是否都有死點？在什么情況下才會有死點？偏置式曲柄滑塊機(jī)構(gòu)例例2 2：圖示為開關(guān)的分合閘機(jī)構(gòu)。已知：圖示為開關(guān)的分合閘機(jī)構(gòu)。已知 L LABAB=150mm=150mm，L LBCBC=200mm=200mm，L LCDCD= 200mm= 200mm， L LADAD=400 m

42、m=400 mm。試回答：。試回答：1 1）該機(jī)構(gòu)屬于何種類型的機(jī)構(gòu)；）該機(jī)構(gòu)屬于何種類型的機(jī)構(gòu)；2 2）ABAB為主動件時，標(biāo)出機(jī)構(gòu)在虛線位置時的壓力角和傳動角；為主動件時，標(biāo)出機(jī)構(gòu)在虛線位置時的壓力角和傳動角；3 3）分析機(jī)構(gòu)在實線位置（合閘）時，在觸頭接合力）分析機(jī)構(gòu)在實線位置（合閘）時，在觸頭接合力Q Q作用下機(jī)構(gòu)作用下機(jī)構(gòu)會不會打開，為什么？會不會打開，為什么？ 此時此時CDCD桿是主動件，機(jī)構(gòu)處于死點桿是主動件，機(jī)構(gòu)處于死點位置，位置，C C點的約束反力通過點的約束反力通過B B點和點和A A點，此機(jī)構(gòu)不能自動打開。點，此機(jī)構(gòu)不能自動打開。 150400200200該機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)

43、構(gòu)該機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu) 有關(guān)四桿機(jī)構(gòu)的一些基本知識有關(guān)四桿機(jī)構(gòu)的一些基本知識v（）鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件：（）鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件：v最短桿和最長桿長度之和小于或等于其它兩最短桿和最長桿長度之和小于或等于其它兩桿長度之和桿長度之和; ;v最短桿是連架桿或機(jī)架。最短桿是連架桿或機(jī)架。v 以最短桿為連架桿，即以最短桿相鄰的以最短桿為連架桿，即以最短桿相鄰的構(gòu)件為機(jī)架獲得曲柄搖桿機(jī)構(gòu)；以最短桿為構(gòu)件為機(jī)架獲得曲柄搖桿機(jī)構(gòu)；以最短桿為機(jī)架獲得雙曲柄機(jī)構(gòu)；以最短桿為連桿，即機(jī)架獲得雙曲柄機(jī)構(gòu)；以最短桿為連桿，即以最短桿相對的桿為機(jī)架獲得雙搖桿機(jī)構(gòu)。以最短桿相對的桿為機(jī)架獲得雙搖桿機(jī)構(gòu)。v 如果鉸鏈四

44、桿機(jī)構(gòu)不滿足桿長條件，則如果鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)不滿足桿長條件，則無論取哪個構(gòu)件為機(jī)架均無曲柄存在，只能無論取哪個構(gòu)件為機(jī)架均無曲柄存在，只能得到雙搖桿機(jī)構(gòu)。得到雙搖桿機(jī)構(gòu)。v（）急回運動及行程速比系數(shù)（）急回運動及行程速比系數(shù)v 當(dāng)連桿機(jī)構(gòu)的主動件為等速回轉(zhuǎn)時，從動件回當(dāng)連桿機(jī)構(gòu)的主動件為等速回轉(zhuǎn)時，從動件回程的平均速度大于從動件的工作行程的平均速度，程的平均速度大于從動件的工作行程的平均速度，這種運動性質(zhì)稱為急回運動。急回運動的程度用行這種運動性質(zhì)稱為急回運動。急回運動的程度用行程速比系數(shù)來衡量。行程速比系數(shù)用從動件回程速比系數(shù)來衡量。行程速比系數(shù)用從動件回程的平均速度與工作行程的平均速度的比值來

45、表示，程的平均速度與工作行程的平均速度的比值來表示，即：即：180180kv 稱為極位夾角，即當(dāng)機(jī)構(gòu)從動件處于稱為極位夾角，即當(dāng)機(jī)構(gòu)從動件處于兩極限位置時，主動件曲柄在相應(yīng)兩位置所兩極限位置時，主動件曲柄在相應(yīng)兩位置所夾的銳角。夾的銳角。v 要確定機(jī)構(gòu)是否有急回運動，關(guān)鍵是確要確定機(jī)構(gòu)是否有急回運動，關(guān)鍵是確定機(jī)構(gòu)是否存在定機(jī)構(gòu)是否存在極位夾角極位夾角 ，若，若 0 0 ，表，表明機(jī)構(gòu)有急回運動，且明機(jī)構(gòu)有急回運動，且 角越大，急回運動角越大，急回運動越顯著。越顯著。v（）四桿機(jī)構(gòu)的傳動角及死點（）四桿機(jī)構(gòu)的傳動角及死點v ）壓力角和傳動角）壓力角和傳動角v 不考慮摩擦?xí)r，主動件曲柄通過連桿作

46、不考慮摩擦?xí)r，主動件曲柄通過連桿作用于從動件上的力的作用線與其作用點速度用于從動件上的力的作用線與其作用點速度方向所夾的銳角，稱為機(jī)構(gòu)在此位置的壓力方向所夾的銳角，稱為機(jī)構(gòu)在此位置的壓力角。而把壓力角的余角角。而把壓力角的余角 （即連桿與從動（即連桿與從動搖桿所夾銳角）稱為機(jī)構(gòu)在此位置的傳動角。搖桿所夾銳角）稱為機(jī)構(gòu)在此位置的傳動角。v 傳動角常用來衡量機(jī)構(gòu)的傳動性能。機(jī)構(gòu)的傳傳動角常用來衡量機(jī)構(gòu)的傳動性能。機(jī)構(gòu)的傳動角越大，壓力角越小，機(jī)構(gòu)的效率越高。動角越大，壓力角越小，機(jī)構(gòu)的效率越高。v 多數(shù)多數(shù)機(jī)構(gòu)在運轉(zhuǎn)過程中傳動角機(jī)構(gòu)在運轉(zhuǎn)過程中傳動角 是變化的，是變化的，為了使機(jī)構(gòu)傳動質(zhì)量良好，為

47、了使機(jī)構(gòu)傳動質(zhì)量良好，通常規(guī)定通常規(guī)定 minmin = 40 = 40。v 當(dāng)以曲柄為主動件時，曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的最小傳當(dāng)以曲柄為主動件時，曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的最小傳動角動角 minmin出現(xiàn)在曲柄與機(jī)架共線的出現(xiàn)在曲柄與機(jī)架共線的兩個兩個位置之一。位置之一。v）死點）死點v 當(dāng)機(jī)構(gòu)出現(xiàn)傳動角當(dāng)機(jī)構(gòu)出現(xiàn)傳動角 =0 =0，主動件通過連桿，主動件通過連桿作用與從動件上的力恰好通過其回轉(zhuǎn)中心，而不能作用與從動件上的力恰好通過其回轉(zhuǎn)中心，而不能使從動件轉(zhuǎn)動，出現(xiàn)頂死現(xiàn)象。機(jī)構(gòu)的這種位置稱使從動件轉(zhuǎn)動，出現(xiàn)頂死現(xiàn)象。機(jī)構(gòu)的這種位置稱為死點。為死點。v 機(jī)構(gòu)必須克服死點才能正常運轉(zhuǎn)?？朔傈c可機(jī)構(gòu)必須克服死點才

48、能正常運轉(zhuǎn)?？朔傈c可借助于構(gòu)件慣性或采取相同機(jī)構(gòu)錯位排列的方法。借助于構(gòu)件慣性或采取相同機(jī)構(gòu)錯位排列的方法。第四節(jié)第四節(jié) 平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計 四桿機(jī)構(gòu)是一種最簡單的平面連桿機(jī)構(gòu)，但它的四桿機(jī)構(gòu)是一種最簡單的平面連桿機(jī)構(gòu)，但它的尺度綜合卻并不簡單，而是較為復(fù)雜的問題。由于設(shè)尺度綜合卻并不簡單，而是較為復(fù)雜的問題。由于設(shè)計要求的不同，決定了設(shè)計問題的多樣性，概括起來，計要求的不同，決定了設(shè)計問題的多樣性，概括起來，四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計可以分為以下三類基本問題：四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計可以分為以下三類基本問題：1 1）函數(shù)機(jī)構(gòu)設(shè)計（實現(xiàn)預(yù)定運動規(guī)律的設(shè)計）函數(shù)機(jī)構(gòu)設(shè)計（實現(xiàn)預(yù)定運動規(guī)律的設(shè)計）2

49、 2）導(dǎo)引機(jī)構(gòu)設(shè)計（實現(xiàn)剛體給定位置的設(shè)計）導(dǎo)引機(jī)構(gòu)設(shè)計（實現(xiàn)剛體給定位置的設(shè)計）3 3）軌跡機(jī)構(gòu)設(shè)計（實現(xiàn)預(yù)定軌跡的設(shè)計）軌跡機(jī)構(gòu)設(shè)計（實現(xiàn)預(yù)定軌跡的設(shè)計）1 1）函數(shù)機(jī)構(gòu)設(shè)計）函數(shù)機(jī)構(gòu)設(shè)計v 要求所設(shè)計的機(jī)構(gòu)的主、從動連架桿之間的運要求所設(shè)計的機(jī)構(gòu)的主、從動連架桿之間的運動關(guān)系能滿足若干組對應(yīng)位置關(guān)系或某種給定的函動關(guān)系能滿足若干組對應(yīng)位置關(guān)系或某種給定的函數(shù)關(guān)系。這類設(shè)計統(tǒng)稱為函數(shù)機(jī)構(gòu)設(shè)計。數(shù)關(guān)系。這類設(shè)計統(tǒng)稱為函數(shù)機(jī)構(gòu)設(shè)計。v 或是要求主動連架桿的運動規(guī)律一定的條件下，或是要求主動連架桿的運動規(guī)律一定的條件下，從動件能夠準(zhǔn)確或近似地滿足預(yù)定的運動規(guī)律的要從動件能夠準(zhǔn)確或近似地滿足預(yù)定的

50、運動規(guī)律的要求。求。v車門開閉機(jī)構(gòu)車門開閉機(jī)構(gòu)n 汽車前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)汽車前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)牛頭刨床中的導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)牛頭刨床中的導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)對數(shù)計算機(jī)構(gòu)對數(shù)計算機(jī)構(gòu)2 2）導(dǎo)引機(jī)構(gòu)設(shè)計）導(dǎo)引機(jī)構(gòu)設(shè)計v 要求所設(shè)計的機(jī)構(gòu)能要求所設(shè)計的機(jī)構(gòu)能引導(dǎo)連桿順序通過一系列引導(dǎo)連桿順序通過一系列給定的位置。即要求連桿給定的位置。即要求連桿能依次占據(jù)一系列給定的能依次占據(jù)一系列給定的位置位置 ( (或者滿足預(yù)定的連或者滿足預(yù)定的連桿位置要求桿位置要求) ) 。v鑄造砂型機(jī)的翻箱機(jī)構(gòu)鑄造砂型機(jī)的翻箱機(jī)構(gòu)v 飛機(jī)起落架機(jī)構(gòu)飛機(jī)起落架機(jī)構(gòu)3 3）軌跡機(jī)構(gòu)設(shè)計）軌跡機(jī)構(gòu)設(shè)計v 要求所設(shè)計的機(jī)構(gòu)連要求所設(shè)計的機(jī)構(gòu)連桿上一點的軌跡能與給定

51、桿上一點的軌跡能與給定的曲線相一致，或能依次的曲線相一致，或能依次通過曲線上的若干個有序通過曲線上的若干個有序列的點。稱為軌跡機(jī)構(gòu)設(shè)列的點。稱為軌跡機(jī)構(gòu)設(shè)計。計。v鶴式起重機(jī)鶴式起重機(jī)v 攪拌機(jī)攪拌機(jī)連桿 根據(jù)不同的設(shè)計要求，平面連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計方根據(jù)不同的設(shè)計要求，平面連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計方法也是多種多樣的，總的說來，可以分為圖解法、法也是多種多樣的，總的說來，可以分為圖解法、實驗法和解析法三大類。實驗法和解析法三大類。 圖解法直觀、清晰、簡便，應(yīng)用較廣，但作圖圖解法直觀、清晰、簡便，應(yīng)用較廣，但作圖誤差較大。誤差較大。 實驗法比較繁瑣。實驗法比較繁瑣。 由于計算機(jī)技術(shù)及數(shù)值計算方法的迅速發(fā)展，由于

52、計算機(jī)技術(shù)及數(shù)值計算方法的迅速發(fā)展，解析法的應(yīng)用將日益廣泛。解析法的應(yīng)用將日益廣泛。一、圖解法一、圖解法v（一）（一） 按照行程速比系數(shù)按照行程速比系數(shù)K K用圖解法設(shè)計用圖解法設(shè)計四桿機(jī)構(gòu)四桿機(jī)構(gòu)v 按從動件急回特性用圖解法求解鉸按從動件急回特性用圖解法求解鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、擺動導(dǎo)桿鏈四桿機(jī)構(gòu)、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)可獲得足夠的精度。機(jī)構(gòu)可獲得足夠的精度。v1 1、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)v已知搖桿的長度已知搖桿的長度l lCDCD，搖桿的擺角搖桿的擺角，行程行程速比系數(shù)速比系數(shù)K K，設(shè)計此曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。設(shè)計此曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。v解解: :v1)1)計算極位夾角計算極位夾角11

53、180kkAD DC1C2BP902 2）作出搖桿的兩極限位置）作出搖桿的兩極限位置3 3）確定）確定A A點的位置點的位置BClABllBClAB4 4）求出曲柄、連桿的長度求出曲柄、連桿的長度BCABAC1ABBCAC2ABACBCACACAB1212A例例1 1：設(shè)計一鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，已知圖示搖桿：設(shè)計一鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，已知圖示搖桿CDCD的長度的長度L Lcdcd=150mm=150mm，搖桿的兩極限位置與機(jī)架搖桿的兩極限位置與機(jī)架ADAD所成的角度所成的角度1 1=30=30，2 2=90=90 ，機(jī)構(gòu)的行程速比系數(shù)機(jī)構(gòu)的行程速比系數(shù)K K1 1，確確定曲柄定曲柄ABAB和連桿和連桿BC

54、BC的長度。的長度。baC1C2Dmma75mmb225AC2=BC-ABAC1=AB+BC例例2 2：試用圖解法設(shè)計圖示曲柄搖桿機(jī)構(gòu)試用圖解法設(shè)計圖示曲柄搖桿機(jī)構(gòu)ABCDABCD。已知搖桿。已知搖桿 mmlDC40,45 （1 1）極位夾角）極位夾角 行程速度變化系行程速度變化系 數(shù)數(shù)K K=1.2=1.2，機(jī)架長度，機(jī)架長度 lbaAD（a a為曲柄長，為曲柄長，b b為連桿長）。為連桿長）。 3 .16) 1() 1(180 KK（2 2）作）作 C C OC C O12219073 7. C C1 1O O與與C C2 2O O相交于相交于O O點；點； （3 3）以）以O(shè) O為圓心，

55、以為圓心，以O(shè)COC1 1為半徑畫為半徑畫L L圓；圓； （4 4）作）作DCDC1 1的垂直平分線交的垂直平分線交L L圓于圓于A A點，則點，則A A即為曲柄的回轉(zhuǎn)中心；即為曲柄的回轉(zhuǎn)中心； lbaADablAC1212ACAClAB（5 5）連）連ACAC2 2和和ACAC1 1，以，以A A為圓心，以為圓心，以（ACAC2 2 ACAC1 1）/2/2畫圓交畫圓交ACAC2 2和和ACAC1 1于于B B2 2點交點交ACAC1 1的延長線于的延長線于B B1 1點點。 2 2 、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)v已知曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中滑塊的行程速比系數(shù)已知曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中滑塊的行程速比系數(shù)K K

56、，滑滑塊的行程塊的行程H H，偏距偏距e e，設(shè)計此機(jī)構(gòu)。設(shè)計此機(jī)構(gòu)。v解解: :v1)1)計算極位夾角計算極位夾角11180kkHP90eAc1c2BBClABllBClAB2 2）確定）確定A A點的位置點的位置3 3）求出曲柄、連桿的長度求出曲柄、連桿的長度BCABAC1ABBCAC2ABACBCACACAB1212例例3 3：設(shè)計一偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，已知滑塊：設(shè)計一偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，已知滑塊C C 的沖程的沖程H H=50 mm=50 mm， 導(dǎo)路的偏距導(dǎo)路的偏距e e =10mm=10mm，當(dāng)曲柄，當(dāng)曲柄ABAB為原動件時，滑塊為原動件時，滑塊C C工作行程工作行程的平均速度為的平均

57、速度為v vc1c1=0.05 m/s=0.05 m/s，空回行程的平均速度為，空回行程的平均速度為v vc2c2=0.075=0.075 m/sm/s。試用作圖法求：曲柄和連桿長度。試用作圖法求：曲柄和連桿長度。HPeAB1B2c1c2545 . 105. 0075. 012CCvvK3618015 . 115 . 118011KKmmACAClAB23212mmACAClBC372123 3、擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)、擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)v已知擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)行程速比系數(shù)已知擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)行程速比系數(shù)K K，機(jī)架的長度機(jī)架的長度l lACAC，設(shè)計此機(jī)構(gòu)。設(shè)計此機(jī)構(gòu)。v解解: :v1)1)計算極位夾角計算極位夾角v

58、2) 2) 2sinACABllmm 50ACl.ABl60) 12() 12(180) 1() 1(180KKmm, 50AC302 ACBmm 252502ACABll例例4 4：設(shè)計一曲柄導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，已知導(dǎo)桿的行程速度變化系數(shù)：設(shè)計一曲柄導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，已知導(dǎo)桿的行程速度變化系數(shù)k=2k=2，機(jī)架長度機(jī)架長度求曲柄長度求曲柄長度（要求寫出設(shè)計步驟）。（要求寫出設(shè)計步驟）。曲柄長曲柄長得得B B點。點。,CBAB過過A A作作例例5如圖示插床的導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，已知如圖示插床的導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，已知 ： ，行程速比系數(shù)行程速比系數(shù) ，求曲柄，求曲柄BC的長度及插刀的長度及插刀P的行程的行程H。 ABAD5040

59、mm mm,K 1 4.BCABsin.212 94 mmHAD2220 7sin. mm （二）（二） 給定連桿若干個位置設(shè)計四桿機(jī)構(gòu)給定連桿若干個位置設(shè)計四桿機(jī)構(gòu)（按連桿預(yù)定的位置設(shè)計四桿機(jī)構(gòu)）（按連桿預(yù)定的位置設(shè)計四桿機(jī)構(gòu)） A AD DB1B2C1C2v1 1、給定連桿的兩個位置設(shè)計四桿機(jī)構(gòu)、給定連桿的兩個位置設(shè)計四桿機(jī)構(gòu)v已知連桿上兩轉(zhuǎn)動副中心的距離為已知連桿上兩轉(zhuǎn)動副中心的距離為L LBCBC, , 又已知連桿又已知連桿的兩工作位置的兩工作位置B B1 1C C1 1；B B2 2C C2 2。設(shè)計此四桿機(jī)構(gòu)。設(shè)計此四桿機(jī)構(gòu)。v解：關(guān)鍵找出解：關(guān)鍵找出A A，D D兩鉸鏈兩鉸鏈2

60、2、給定連桿的三個位置設(shè)計四桿機(jī)構(gòu)、給定連桿的三個位置設(shè)計四桿機(jī)構(gòu)A AD DB1B2B3C1C2C3v（三）（三） 按給定的兩連架對應(yīng)位置關(guān)系設(shè)計按給定的兩連架對應(yīng)位置關(guān)系設(shè)計四桿機(jī)構(gòu)。四桿機(jī)構(gòu)。v解：根據(jù)坐標(biāo)系解：根據(jù)坐標(biāo)系cdbacoscoscoscbasinsinsin)(cos2cos2cos22222acadcddcab二、解析法二、解析法 任何傳動機(jī)構(gòu)的任何傳動機(jī)構(gòu)的工作性能工作性能都可由都可由傳動特傳動特性性和和傳動比傳動比來確定。來確定。（一）鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的傳動特性（一）鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的傳動特性1 1、傳動特性、傳動特性v 機(jī)構(gòu)從動件的輸出量（位移或轉(zhuǎn)角）與主動機(jī)構(gòu)從動件的輸出