機械基礎連桿機構課件1

1、機械工程系 張琳7-1 7-1 平面連桿機構的平面連桿機構的特點特點 7-2 7-2 鉸鏈四桿機構的鉸鏈四桿機構的組成與分類組成與分類 7-3 7-3 鉸鏈四桿機構的鉸鏈四桿機構的基本性質基本性質 7-4 7-4 鉸鏈四桿機構的鉸鏈四桿機構的演化演化7-57-5鉸鏈四桿機構的鉸鏈四桿機構的設計設計 無論是在生活中，還是生產(chǎn)中，各種各樣的機構都是為人們的生活和工作服務。例如門窗、天平秤、鏟土機、火車等。公交車門汽車卸貨機構7-1 平面連桿機構的特點1.平面連桿機構：由一些剛性構件用轉動副或移動副相互連接而成， 在同一平面或相互平行平面內運動的機構。平面連 桿中的運動副都是低副，因此平面連桿機構是

2、低副 機構。 港口起重機夾具機構2.四桿機構：最常用的平面連桿機構具有四個構件的低副機構。 平面鉸鏈四桿機構：構件間以四個轉動副相連的平面四桿機構，是四桿 機構的基本形式也是其他多桿機構的基礎。圖中四根桿均以轉動副連接，該機構為鉸鏈四桿機構圖中桿件間的連接，除了轉動副以外，構件3與4以移動副連接，該機構為滑塊四桿機構3.平面連桿機構主要優(yōu)點和缺點：優(yōu)點：1）采用低副。面接觸、承載大、便于潤滑、不易磨損、 形狀簡 單、易加工、容易獲得較高的制造精度。 2）改變桿的相對長度，從動件運動規(guī)律不同。 3）連桿曲線豐富?？蓾M足不同要求。缺點：1）構件和運動副多，累積誤差大、運動精度低、效率低。 2）產(chǎn)生

3、動載荷（慣性力），不適合高速。 3）設計復雜，難以實現(xiàn)精確的軌跡。鉸鏈四桿機構7-2 鉸鏈四桿機構的組成與分類A AD DC CB B構件（連架桿1）構件2（連桿）構件3（連架桿2）構件4（機架）曲柄如果連架桿能作整周旋轉，則稱為曲柄。搖桿如果架桿僅能在一角度（小于180）范圍內搖擺，則為搖桿。鉸鏈四桿機構分類曲柄搖桿機構雙曲柄機構雙搖桿機構一、曲柄搖桿機構1.曲柄搖桿機構的特點 曲柄曲柄連桿連桿搖桿搖桿A AD DC CB B一個是曲柄一個是搖桿2.曲柄搖桿機構的應用實例1）縫紉機踏板機構：搖桿主動2)衛(wèi)星接收裝置：曲柄主動3)汽車玻璃窗雨刷:搖桿主動4)攪拌器: 曲柄主動二、雙曲柄機構1.

4、雙曲柄機構的特點：鉸鏈四桿機構中的兩連架桿均為曲柄。 2.雙曲柄機構的種類：不等長雙曲柄機構平行雙曲柄機構反向雙曲柄機構1）不等長雙曲柄機構及應用實例：慣性篩特點：主動曲柄勻速轉動 ，從動曲柄變速轉動轉動，通過 構件使篩子產(chǎn)生變速直線運動。2）平行雙曲柄機構及應用實例：天平特點：利用平行雙曲柄機構中兩曲柄的轉向和角速度均相同 的特性，保證兩天平盤始終處于水平狀態(tài)。3）反向雙曲柄機構及應用實例：汽車車門啟閉機構特點：兩曲柄的轉向相反，角速度也不相同。三、雙搖桿機構1.雙曲柄機構的特點：鉸鏈四桿機構中的兩連架桿均為搖桿。 2.雙搖桿機構的應用實例1）飛機起落架2）港口起重機特點：選擇連桿上合適的點

5、，軌跡為近似的水平直線7-3 鉸鏈四桿機構的基本性質急回特性死點位置曲柄存在的條件基本特性基本特性一、曲柄存在的條件1.曲柄存在的條件 最短桿與最長桿的長度之和小于或等于其他兩桿長度長度之和。連架桿和機架中必有一桿是最短桿。43214231324141llllDCAllllllllDCAll 由由由由若若44342441,:llllllll同同樣樣得得若若2.鉸鏈四桿機構三種基本類型形成的條件桿長條件機架條件機構類型滿足桿長之和條件最短桿相鄰的桿為機架曲柄搖桿機構最短桿本身為機架雙曲柄機構最短桿相對的桿為機架雙搖桿機構（I）不滿足桿長之和條件任意桿為機架雙搖桿機構（II）二、急回特性1.急回特

6、性的定義：原動件作勻速轉動，從動件作往復運動的機構，從動件在返回行程中的平均速度大于工作行程的平均速度的特性，稱為急回特性。2. 輸出件CD的兩極限位置當AB與BC兩次共線時，輸出件CD處于兩極限位置。極位夾角：當搖桿處于兩極限位置時，對應的曲柄位置線所夾的銳角。B2C2B1C11A211C34BDabcd2擺角擺角極位夾角極位夾角 v1v2曲柄轉角 1801對應的時間111/t搖桿點C的平均速度1802122/t1121/vC Ct2212/vC Ct3.輸出件的行程速度變化系數(shù)K K:從動件快行程平均速度v2與慢行程平均速度v1之比。11180KK180180212112ttvvK平面四桿

7、機構具有急回特性的條件1）原動件作等速整周轉動2）輸出件作往復運動3）0三、死點位置1.死點位置的定義：在曲柄搖機構中，若搖桿為主動件，當搖桿處于兩 極限位置時，從動曲柄與連桿共線，主動搖桿通過 連桿傳給從動曲柄的作用力通過曲柄的轉動中心， 此時曲柄的壓力角=90，傳動角=0,因此無 法推動曲柄轉動，機構的這個位置稱為死點位置。 主動件主動件2.死點位置出現(xiàn)的現(xiàn)象實例 2.對死點位置的克服和利用 1）克服止點：為了使機構能順利地通過死點位置，通常在從動件軸上安裝飛輪，利用飛輪的慣性通過死點位置。也可采用多組機構交錯排列的方法，如：兩組機構交錯排列，使左右兩機構不同時處于死點位置。 2）利用止點

8、：在工程上有時也需利用機構的死點位置來進行工作。 例如：飛機的起落架、折疊式家具和夾具等機構。如圖所示2.對死點位置的克服順利通過死點位置的措施：利用系統(tǒng)的慣性 多組錯列蒸汽機車驅動輪聯(lián)動機構 利用機構錯位排列縫紉機踏板機構利用慣性3.對死點位置的利用1） 工件夾緊機構-機構不會松脫 2） 飛機起落架-落地后地面對機輪的力不會使桿CD轉動（B、C、D 三點共線），從而保證飛機安全可靠降落。7-3 鉸鏈四桿機構的演化偏心輪機構導桿機構曲柄滑塊機構演化一、曲柄滑塊機構1.曲柄滑塊機構：具有一個曲柄和一個滑塊的平面四桿機構。是由曲柄搖 桿機構演化過來的。2.具體演化過程如下：曲柄搖桿機構曲柄搖桿機構

9、偏置曲柄滑塊機構偏置曲柄滑塊機構 曲柄曲線滑塊機構曲柄曲線滑塊機構對心曲柄滑塊機構對心曲柄滑塊機構 3.曲柄滑塊機構的應用實例滑塊為主動件：應用于內燃機氣缸等內燃機內燃機二、偏心輪機構1.偏心輪機構：當曲柄較短時，往往用一個旋轉中心與幾何中心不重合的 偏心輪代替曲柄。2.具體演化過程如下：3.偏心輪機構的應用實例偏心輪用于受力較大且滑塊行程較小的剪床、鄂式破碎機等機械中三、導桿機構1.導桿機構：機構中與另一運動構件組成移動副的構件，連架桿中至少有 一個構件為導桿。2.具體演化過程如下：(a)曲柄轉動導桿機構(b)曲柄擺動導桿機構(c)曲柄搖塊機構(d)定塊機構3.導桿機構的應用實例1）轉動導桿機構轉動導桿機構小型牛頭刨床小型牛頭刨床應用小型牛頭刨床2）擺動導桿機構應用牛頭刨床刨刀切削機構3）曲柄搖塊機構自卸汽車應用自卸汽車卸料機構 曲柄搖塊機構4）移動導桿機構(定塊機構）移動導桿機構移動導桿機構手動壓水機手動壓水機應用：手動抽水機7-5鉸鏈四桿機構的設計例：按給定的從動件的行程和K設計鉸鏈四桿機構1) 1(180kk1.設計過程D DC2C1A111A BlB CllA BlB CO 90EB2B122222ACACECAB2.設計步驟1）由k計算極位夾角2）任選固定鉸鏈中心D ,由l4和作出搖桿的兩極限位置C1D和C2D3）連接C