第二章新平面機(jī)構(gòu)--連桿機(jī)構(gòu)X1

1、退退 出出下一張下一張總目錄總目錄退退 出出下一張下一張平面連桿機(jī)構(gòu) 將若干個構(gòu)件用低副聯(lián)接起來并作平面運(yùn)動的機(jī)構(gòu)，也稱低副機(jī)構(gòu)。鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu) 夾緊機(jī)構(gòu)夾緊機(jī)構(gòu) 縫紉機(jī)針機(jī)構(gòu)縫紉機(jī)針機(jī)構(gòu) 單擊單擊分目錄分目錄上一張上一張退退 出出下一張下一張上一張上一張分目錄分目錄1. 1.運(yùn)動副為面接觸，壓強(qiáng)小運(yùn)動副為面接觸，壓強(qiáng)小, ,承載能力大，承載能力大，耐沖擊。耐沖擊。3.3.構(gòu)件可以很長，用于遠(yuǎn)距離的操作。構(gòu)件可以很長，用于遠(yuǎn)距離的操作。5.5.可以實現(xiàn)可以實現(xiàn)運(yùn)動規(guī)律運(yùn)動規(guī)律和和特定軌跡要求。特定軌跡要求。 6. 6. 運(yùn)動傳遞路線較長，易產(chǎn)生累積誤差。運(yùn)動傳遞路線較長，易產(chǎn)生累積誤

2、差。7. 7. 慣性力難以平衡，不易于高速運(yùn)動。慣性力難以平衡，不易于高速運(yùn)動。繼續(xù)繼續(xù)4.運(yùn)動形式多樣，可用于運(yùn)動轉(zhuǎn)換。運(yùn)動形式多樣，可用于運(yùn)動轉(zhuǎn)換。2.2.運(yùn)動副形狀簡單、便于制造。運(yùn)動副形狀簡單、便于制造。退退 出出下一張下一張用于受力大用于受力大 破碎機(jī)破碎機(jī)上一張上一張分目錄分目錄退退 出出下一張下一張用于實現(xiàn)遠(yuǎn)距離操作及受力大用于實現(xiàn)遠(yuǎn)距離操作及受力大 挖掘機(jī)挖掘機(jī) 上一張上一張分目錄分目錄返返 回回退退 出出下一張下一張單擊單擊返返 回回上一張上一張退退 出出下一張下一張用于實現(xiàn)各種不同的運(yùn)動規(guī)律要求用于實現(xiàn)各種不同的運(yùn)動規(guī)律要求 上一張上一張返返 回回退退 出出下一張下一張實現(xiàn)

3、給定軌跡實現(xiàn)給定軌跡 攪拌機(jī)攪拌機(jī) 分目錄分目錄上一張上一張返返 回回退退 出出下一張下一張上一張上一張分目錄分目錄鉸鏈四桿機(jī)構(gòu) 全部運(yùn)動副為轉(zhuǎn)動副的四桿機(jī)構(gòu)全部運(yùn)動副為轉(zhuǎn)動副的四桿機(jī)構(gòu)機(jī)架（固定件）：支承活動構(gòu)件；連架桿:與機(jī)架相聯(lián)的構(gòu)件；曲柄：整圈轉(zhuǎn)動搖桿：不能作整圈轉(zhuǎn)動連桿：不與機(jī)架相聯(lián)作平面運(yùn)動的構(gòu)件一、基本類型一、基本類型四桿機(jī)構(gòu)四桿機(jī)構(gòu) 由四個構(gòu)件組成的平面連桿機(jī)構(gòu)。由四個構(gòu)件組成的平面連桿機(jī)構(gòu)。退退 出出下一張下一張上一張上一張分目錄分目錄1. 1. 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)兩連架桿中，一個作整周轉(zhuǎn)動，一個作往復(fù)擺動退退 出出下一張下一張曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的類型及應(yīng)用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的類型

4、及應(yīng)用顎式破碎機(jī)構(gòu)顎式破碎機(jī)構(gòu)上一張上一張分目錄分目錄退退 出出下一張下一張曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的類型及應(yīng)用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的類型及應(yīng)用雷達(dá)天線機(jī)構(gòu)雷達(dá)天線機(jī)構(gòu)攪拌機(jī)機(jī)構(gòu)攪拌機(jī)機(jī)構(gòu)上一張上一張分目錄分目錄退退 出出下一張下一張縫紉機(jī)的踏板機(jī)構(gòu)縫紉機(jī)的踏板機(jī)構(gòu)上一張上一張退退 出出下一張下一張上一張上一張分目錄分目錄2. 雙曲柄機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu) 兩連架桿均能作整周轉(zhuǎn)動慣慣 性性 篩篩退退 出出下一張下一張上一張上一張?zhí)乩浩叫须p曲柄機(jī)構(gòu)退退 出出下一張下一張雙曲柄機(jī)構(gòu)的類型及應(yīng)用雙曲柄機(jī)構(gòu)的類型及應(yīng)用上一張上一張分目錄分目錄退退 出出下一張下一張上一張上一張分目錄分目錄3. 3. 雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu) 兩連架

5、桿均不能作整周轉(zhuǎn)動退退 出出下一張下一張雙搖桿機(jī)構(gòu)的類型及應(yīng)用雙搖桿機(jī)構(gòu)的類型及應(yīng)用上一張上一張分目錄分目錄退退 出出下一張下一張分目錄分目錄上一張上一張1 1、改變構(gòu)件運(yùn)動尺寸、改變構(gòu)件運(yùn)動尺寸在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，若搖桿的桿長增大至無窮長，轉(zhuǎn)動副D滑塊移動副則搖桿轉(zhuǎn)動副演化為移動副轉(zhuǎn)動副演化為移動副二、演化形式二、演化形式退退 出出下一張下一張4ABC123ABC1234導(dǎo)桿滑塊上一張上一張單移動副四桿機(jī)構(gòu)單移動副四桿機(jī)構(gòu)退退 出出下一張下一張分目錄分目錄上一張上一張2.選用不同構(gòu)件為機(jī)架選用不同構(gòu)件為機(jī)架1 1）曲柄滑塊機(jī)構(gòu)（固定導(dǎo)桿）曲柄滑塊機(jī)構(gòu)（固定導(dǎo)桿）對心式：對心式：偏置式：偏置式：

6、退退 出出下一張下一張 自卸貨車自卸貨車分目錄分目錄上一張上一張4ABC1232 2）曲柄搖塊機(jī)構(gòu)）曲柄搖塊機(jī)構(gòu)（固定與滑塊相對轉(zhuǎn)動的構(gòu)件）退退 出出下一張下一張擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)單擊單擊分目錄分目錄上一張上一張3 3） 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) (固定與滑塊不相連的構(gòu)件1)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)擺動導(dǎo)桿轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿4ABC123轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)退退 出出下一張下一張分目錄分目錄上一張上一張轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用退退 出出下一張下一張擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用牛頭刨床結(jié)構(gòu)示意圖牛頭刨床結(jié)構(gòu)示意圖牛頭刨床牛頭刨床上一張上一張退退 出出下一張下一張4 4）定塊機(jī)構(gòu)）定塊機(jī)構(gòu)（固

7、定滑塊）分目錄分目錄上一張上一張退退 出出下一張下一張分目錄分目錄上一張上一張3 3、改變運(yùn)動副尺寸、改變運(yùn)動副尺寸 曲柄演化為偏心輪曲柄演化為偏心輪 當(dāng)曲柄的實際尺寸很短并傳遞較大的動力時，可將曲柄做成幾何中心與回轉(zhuǎn)中心距離等于曲柄長度的圓盤，常稱此機(jī)構(gòu)為偏心輪機(jī)構(gòu)。退退 出出下一張下一張雙移動副機(jī)構(gòu)雙移動副機(jī)構(gòu)分目錄分目錄上一張上一張ABC1234退退 出出下一張下一張 1 1、正弦機(jī)構(gòu)、正弦機(jī)構(gòu)縫紉機(jī)針機(jī)構(gòu)縫紉機(jī)針機(jī)構(gòu)單擊單擊分目錄分目錄上一張上一張退退 出出下一張下一張2、雙滑塊機(jī)構(gòu)、雙滑塊機(jī)構(gòu)上一張上一張橢圓儀橢圓儀退退 出出下一張下一張3 3、雙轉(zhuǎn)塊機(jī)構(gòu)、雙轉(zhuǎn)塊機(jī)構(gòu)十字滑塊聯(lián)軸器十

8、字滑塊聯(lián)軸器上一張上一張退退 出出下一張下一張退退 出出下一張下一張練練眼練練眼上一張上一張OAB1234退退 出出下一張下一張上一張上一張:11DCB:22DCBcbda+cadb+-)( dacaba + + + + + + + + + +cbdabdcacdbabadc+-)(一、曲柄存在的條件一、曲柄存在的條件當(dāng)曲柄處在AB1時當(dāng)曲柄處在AB2時退退 出出下一張下一張 轉(zhuǎn)動副成為整轉(zhuǎn)副的條件轉(zhuǎn)動副成為整轉(zhuǎn)副的條件1 1）桿長條件）桿長條件: :llll + + + +minmax 2 2）最短桿條件）最短桿條件: :組成整轉(zhuǎn)副的兩桿中必有一桿為四桿中的最短桿上一張上一張 存在曲柄的條件

9、存在曲柄的條件2)最短桿為連架桿或機(jī)架。1)各桿長度應(yīng)滿足桿長條件；退退 出出下一張下一張上一張上一張1）當(dāng)）當(dāng)llll + + + +minmax 時：時：最短桿為連架桿曲柄搖桿機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)類型的判斷方法：鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)類型的判斷方法：最短桿為機(jī)架雙曲柄機(jī)構(gòu)最短桿為連桿雙搖桿機(jī)構(gòu)2）llll + + + +minmax 時，機(jī)構(gòu)無曲柄，機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)。退退 出出下一張下一張解:若機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)，則則ADAD 必為最短桿必為最短桿，由桿長條件得：AD+BCCD+AB所以 80mm AB 100 mm即： 80mm AB120mm時，該鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)。例：例：圖示鉸鏈四

10、桿機(jī)構(gòu)，BC=100mm, CD=70mm,AD=50mm, AD為機(jī)架，若該機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)， 試討論AB的取值范圍上一張上一張若若ABAB桿最長，桿最長，即AB 100mm 則若若BC桿最長桿最長，即AB 100mm 則AD+ABCD+BCAB 80mmAB 120mm所以 100mm AB 120 mmACBD退退 出出下一張下一張原動件勻速原動件勻速連續(xù)回轉(zhuǎn)，從動連續(xù)回轉(zhuǎn)，從動件往復(fù)運(yùn)動速度件往復(fù)運(yùn)動速度不同的性質(zhì)。不同的性質(zhì)。上一張上一張退退 出出下一張下一張二 .急回運(yùn)動特性機(jī)構(gòu)極位曲柄與連桿兩次共線時的位置。擺角從動件搖桿在機(jī)構(gòu)極位時的夾角。極位夾角原動件曲柄在機(jī)構(gòu)極位

11、時所夾的銳角。上一張上一張退退 出出下一張下一張曲柄曲柄搖桿搖桿+ 180 ABAB121轉(zhuǎn)角順、勻 DCDC21擺擺擺角 , 時間 t1- 180 ABAB212轉(zhuǎn)角順、勻DCDC12擺擺擺角 , 時間 t2上一張上一張 1 2 且曲柄勻速 t1 t2 原動件勻速轉(zhuǎn)動時, 從動件往復(fù)運(yùn)動速度快慢不同的運(yùn)動急急回運(yùn)動回運(yùn)動特性特性。則：搖桿C點平均速度 21vv退退 出出下一張下一張-+180180212112122112tttcctccvvK行程速比系數(shù)行程速比系數(shù)從動件空回行程平均速度與工作行程從動件空回行程平均速度與工作行程 平均速度的比值平均速度的比值，用用 K K 表示：表示：111

12、80+ +- - KK（2）當(dāng) 0，k 1，機(jī)構(gòu)有急回作用； 且越大,K越大,急回特性越明顯。因此 （1）當(dāng) = 0，k = 1，機(jī)構(gòu)無急回作用。上一張上一張退退 出出下一張下一張急回特性的分析： （2 2）作圖尋找從動件的極限位置。）作圖尋找從動件的極限位置。 （1 1）分析原動件是否為連續(xù)運(yùn)動，）分析原動件是否為連續(xù)運(yùn)動， 從動件是否為往復(fù)運(yùn)動從動件是否為往復(fù)運(yùn)動。 （3 3）分析機(jī)構(gòu)極位夾角）分析機(jī)構(gòu)極位夾角是否大于零。是否大于零。 分析曲柄為原動件的擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)是否存在急回特性。上一張上一張退退 出出下一張下一張上一張上一張ADB1B2退退 出出下一張下一張 三三. .壓力角和傳動角壓

13、力角和傳動角壓力角壓力角 : : 從動件點的受力的方向與該點的速度 方向 所夾的銳角，稱機(jī)構(gòu)在此位置 的壓力角,用 表示。上一張上一張有效分力有效分力有害分力有害分力ABCDF Fn vFtcosFFtsinFFnF 壓力角越小，推動機(jī)械運(yùn)動的 有效分力越大，故壓力角越小越好。 傳動角：傳動角：壓力角的余角，用壓力角的余角，用 表示表示。90+退退 出出下一張下一張上一張上一張 為保證機(jī)構(gòu)傳動性能良好，設(shè)計時通常應(yīng)使： min 40大功率機(jī)械： min 50 min min 的位置的位置如何確定如何確定minmin？曲柄與機(jī)架兩共線位置之一。曲柄與機(jī)架兩共線位置之一。一般機(jī)械：1）當(dāng)曲柄與機(jī)架

14、重疊共線時：BCD最小 ，min= BCD2）當(dāng)曲柄與機(jī)架拉直共線時：BCD最大且90時 ，min= 180 -BCD退退 出出下一張下一張ACB1B2=90vB上一張上一張擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)：當(dāng)曲柄主動時，90曲柄滑塊機(jī)構(gòu)：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)：當(dāng)主動曲柄與滑塊導(dǎo)路垂直時，出現(xiàn)當(dāng)主動曲柄與滑塊導(dǎo)路垂直時，出現(xiàn) min （即（即max）BmaxFvceABCF退退 出出下一張下一張死點位置死點位置：從動件的傳動角 =0時, 機(jī)構(gòu)所處的位置。 四四. .死點位置死點位置上一張上一張 機(jī)構(gòu)或是頂死，而不能運(yùn)動； 或是出現(xiàn)運(yùn)動不確定。死點位置的危害死點位置的危害：退退 出出下一張下一張上一張上一張死點

15、位置為死點位置為AB1C1D、AB2C2D 死點位置為死點位置為AB1C、AB2CB1 C2 C1 D A B2 mnACB1B2退退 出出下一張下一張 克服死點的措施： 利用慣性,如飛輪。 采用幾套相同的機(jī)構(gòu)錯位。上一張上一張退退 出出下一張下一張死點的應(yīng)用死點的應(yīng)用上一張上一張退退 出出下一張下一張死點的應(yīng)用死點的應(yīng)用上一張上一張退退 出出下一張下一張飛機(jī)起落架機(jī)構(gòu)飛機(jī)起落架機(jī)構(gòu)上一張上一張退退 出出下一張下一張課堂小結(jié)課堂小結(jié)1 1、曲柄存在的條件：、曲柄存在的條件：上一張上一張3、傳動角、壓力角分析、傳動角、壓力角分析四桿機(jī)構(gòu)的基本特性四桿機(jī)構(gòu)的基本特性鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)類型的判別方法2、急

16、回特性：、急回特性： 極限位置、擺角、極位夾角、行程速比系數(shù)分清原動件、從動件作業(yè)作業(yè):2-4 2-84、死點位置、死點位置退退 出出下一張下一張設(shè)計的基本問題設(shè)計的基本問題: 1.按給定的運(yùn)動規(guī)律設(shè)計四桿機(jī)構(gòu)2.按給定的運(yùn)動軌跡設(shè)計四桿機(jī)構(gòu)3.按給定的連桿位置設(shè)計四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計任務(wù)：設(shè)計任務(wù)：根據(jù)運(yùn)動要求 選定機(jī)構(gòu)的型式確定構(gòu)件的尺寸參數(shù)使兩連架桿實現(xiàn)對應(yīng)位置要求；滿足K的要求使連桿上某一點實現(xiàn)預(yù)定軌跡的要求要求機(jī)構(gòu)能使連桿順序地實現(xiàn)一些給定的位置 上一張上一張設(shè)計方法：圖解法、解析法、實驗法設(shè)計方法：圖解法、解析法、實驗法退退 出出下一張下一張已知：連桿的位置B1C1、B2C2、B3C3設(shè)計

17、步驟：2）連B1B2、B2B3、C1C2、C2C3，作中垂線b12b23交于A點，C12C23交于D點。則AB1C1D即為所求四桿機(jī)構(gòu)3）求構(gòu)件的長度一、按連桿預(yù)定的位置設(shè)計四桿機(jī)構(gòu)一、按連桿預(yù)定的位置設(shè)計四桿機(jī)構(gòu)ADB1C1B2C2B3C3b12c12b23c23 設(shè)計關(guān)鍵：設(shè)計關(guān)鍵：定鉸鏈中心A、D。1）作連桿的位置B1C1、B2C2、B3C3上一張上一張lABl. AB1；lCD= l. C1D； lADl. AD退退 出出下一張下一張上一張上一張mmlBC40b題圖a為一鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的夾緊機(jī)構(gòu)。已知連桿長度B2C2為機(jī)構(gòu)處于死點的位置，此時原動件AB處于鉛垂位置。試設(shè)計此夾緊機(jī)構(gòu),求出

18、各構(gòu)件長度。及它所在的兩個位置(圖b).其中B1C1處于水平位置；a退退 出出下一張下一張B2B1C1C2b12c12ADADDCCD22ABAB上一張上一張DA圖中圖中AB2C2D即為所設(shè)計的四桿機(jī)構(gòu)，則各桿長度為：即為所設(shè)計的四桿機(jī)構(gòu)，則各桿長度為：退退 出出下一張下一張上一張上一張 二、按給定的行程速比系數(shù)設(shè)計四桿機(jī)構(gòu)二、按給定的行程速比系數(shù)設(shè)計四桿機(jī)構(gòu)已知條件已知條件搖桿長度,CDl擺角 和行程速比系數(shù)。1、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)設(shè)計關(guān)鍵設(shè)計關(guān)鍵找鉸鏈中心 A 點的位置。C2C1B1B2退退 出出下一張下一張B1 2.畫出搖桿畫出搖桿CD兩極限兩極限位置，且位置，且 C1DC2=M

19、 N C2 C1 D A B2 903.畫輔助圓畫輔助圓：4.根據(jù)機(jī)架長度或位根據(jù)機(jī)架長度或位置確定置確定A點：點：5.連接連接AC1、AC2， C1AC2=步驟：步驟：6.確定曲柄、連桿長度確定曲柄、連桿長度AB（AC2AC1）2BC（AC1AC2）21、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)上一張上一張P11180. 1+-KK求退退 出出下一張下一張2.曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)eAB1B2已知：滑塊行程H、行程速比系數(shù)K、結(jié)構(gòu)形式及其偏心距eHC1C2上一張上一張AB（AC2AC1）2BC（AC1AC2）211180+ +- - KK0-0902退退 出出下一張下一張3.擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)AD

20、B1已知：機(jī)架長度 及K， 試設(shè)計四桿機(jī)構(gòu)（求曲柄AB的長度）ADAD2）由=作Dm、Dn3）由 確定鉸鏈A4）作AB1 Dm（或AB2 Dn）則可得曲柄長度AB= AB1上一張上一張11180) 1+-KK求B2mn退退 出出下一張下一張圖解法思路：圖解法思路： 1.將已知的幾何條件盡可能畫出；將已知的幾何條件盡可能畫出； 2.將運(yùn)動條件轉(zhuǎn)化為幾何條件；將運(yùn)動條件轉(zhuǎn)化為幾何條件； 3.利用幾何關(guān)系尋找問題的關(guān)鍵；利用幾何關(guān)系尋找問題的關(guān)鍵； 4.利用其它輔助條件完成設(shè)計。利用其它輔助條件完成設(shè)計。上一張上一張退退 出出下一張下一張按預(yù)定的兩連架桿對應(yīng)位置設(shè)計四桿機(jī)構(gòu)按預(yù)定的兩連架桿對應(yīng)位置設(shè)

21、計四桿機(jī)構(gòu)+ ) sin(sin)sin( )cos(cos)cos(0000cbacdba3R ad2- Rcd12)( 2222Racbdca - -+ + +令令)()(cos)cos()cos(03021ooRRR+-+上一張上一張退退 出出下一張下一張上一張上一張上一張上一張b)一、按兩連架桿對應(yīng)角位移設(shè)計退退 出出下一張下一張2. 2.按預(yù)定軌跡設(shè)計按預(yù)定軌跡設(shè)計給定軌跡；給定軌跡；設(shè)定曲柄中心設(shè)定曲柄中心A；求出求出Rmax、Rmin及曲柄及曲柄AB和浮動連桿和浮動連桿BP長度；長度； LAB(RmaxRmin)2 ， LBP(RmaxRmin)2 上一張上一張退退 出出下一張下一張連桿曲線：連桿曲線：四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動時，連桿作平面復(fù)雜運(yùn)動，連桿四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動時，連桿作平面復(fù)雜運(yùn)動，連桿 上每一點都描繪出一條封閉曲線上每一點都描繪出一條封閉曲線連桿曲線。連桿曲線。