第2章平面連桿機(jī)構(gòu)ppt1-2

1、一、基本內(nèi)容及學(xué)習(xí)要求一、基本內(nèi)容及學(xué)習(xí)要求二、學(xué)習(xí)指導(dǎo)二、學(xué)習(xí)指導(dǎo)三、典型實(shí)例分析三、典型實(shí)例分析四、復(fù)習(xí)題四、復(fù)習(xí)題五、復(fù)習(xí)題參考答案五、復(fù)習(xí)題參考答案第第2 2章章 平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)回目錄 1基本內(nèi)容基本內(nèi)容21 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本型式鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本型式和特性和特性 22 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)曲柄存在的條件鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)曲柄存在的條件 23 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化24 平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)一、基本內(nèi)容及學(xué)習(xí)要求一、基本內(nèi)容及學(xué)習(xí)要求2學(xué)習(xí)要求學(xué)習(xí)要求(1) 掌握鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本型式、應(yīng)用和演化；掌握鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本型式、應(yīng)用和演化；(2) 掌握曲柄存在

2、掌握曲柄存在的條件、壓力角、傳動(dòng)角、死點(diǎn)的條件、壓力角、傳動(dòng)角、死點(diǎn)位置、極限位置、極位夾角、行程速比系數(shù)等基本概位置、極限位置、極位夾角、行程速比系數(shù)等基本概念，并能繪圖表示；念，并能繪圖表示； (3) 了解四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本問題，掌握設(shè)計(jì)平了解四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本問題，掌握設(shè)計(jì)平面四桿機(jī)構(gòu)的基本方法。面四桿機(jī)構(gòu)的基本方法。一、基本內(nèi)容及學(xué)習(xí)要求一、基本內(nèi)容及學(xué)習(xí)要求 3. 重點(diǎn)重點(diǎn)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)特性和曲柄存在條件；平鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)特性和曲柄存在條件；平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。 4難點(diǎn)難點(diǎn)四桿機(jī)構(gòu)的基本型式及其演化、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)四桿機(jī)構(gòu)的基本型式及其演化、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)

3、特性、曲柄存在條件的傳動(dòng)特性、曲柄存在條件一、基本內(nèi)容及學(xué)習(xí)要求一、基本內(nèi)容及學(xué)習(xí)要求 第第2章章 平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)在機(jī)器中經(jīng)常由桿子連接的機(jī)構(gòu)稱為平面連桿機(jī)構(gòu)在機(jī)器中經(jīng)常由桿子連接的機(jī)構(gòu)稱為平面連桿機(jī)構(gòu) 平面連桿機(jī)構(gòu)是由多個(gè)剛性構(gòu)件用低副（轉(zhuǎn)動(dòng)副和平面連桿機(jī)構(gòu)是由多個(gè)剛性構(gòu)件用低副（轉(zhuǎn)動(dòng)副和移動(dòng)副）連接組成的機(jī)構(gòu)。移動(dòng)副）連接組成的機(jī)構(gòu)。 平面連桿機(jī)構(gòu)中以四個(gè)構(gòu)件組成的平面四桿機(jī)構(gòu)應(yīng)用平面連桿機(jī)構(gòu)中以四個(gè)構(gòu)件組成的平面四桿機(jī)構(gòu)應(yīng)用最為廣泛。圖最為廣泛。圖2-1所示為所示為攪拌機(jī)機(jī)構(gòu)攪拌機(jī)機(jī)構(gòu)，圖，圖 2-2所示為所示為縫紉機(jī)縫紉機(jī)的踏板機(jī)構(gòu)，圖的踏板機(jī)構(gòu)，圖2-3所示為開關(guān)教室鋼窗的

4、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，圖所示為開關(guān)教室鋼窗的導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，圖2-4所示為內(nèi)燃機(jī)的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)等。對(duì)這些日常生活中隨處所示為內(nèi)燃機(jī)的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)等。對(duì)這些日常生活中隨處可見的四桿機(jī)構(gòu)，應(yīng)注意觀察，以鞏固和擴(kuò)大關(guān)于四桿機(jī)可見的四桿機(jī)構(gòu)，應(yīng)注意觀察，以鞏固和擴(kuò)大關(guān)于四桿機(jī)構(gòu)應(yīng)用的知識(shí)，進(jìn)一步加深對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖的理解。構(gòu)應(yīng)用的知識(shí)，進(jìn)一步加深對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖的理解。曲柄曲柄23連桿連桿1搖桿搖桿機(jī)架機(jī)架勻勻速速轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)變速擺動(dòng)變速擺動(dòng)2314 圖圖2-5曲柄搖桿曲柄搖桿ABDC21 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本類型鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本類型和特性和特性 運(yùn)動(dòng)副均采用轉(zhuǎn)動(dòng)副的四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)副均采用轉(zhuǎn)動(dòng)副的四桿機(jī)構(gòu)稱為稱為鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)鉸鏈

5、四桿機(jī)構(gòu) 一、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本類型一、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本類型：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)、雙搖桿機(jī)構(gòu)。曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)、雙搖桿機(jī)構(gòu)。4C2B1A4D3圖圖2-1BACD1234圖圖2-2BAC1234圖圖2-3窗戶窗戶圖圖2-4內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃機(jī)BAC1234 二、二、 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本特性鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本特性（一）（一） 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，如果兩個(gè)連架桿，一個(gè)為曲柄，另一個(gè)在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，如果兩個(gè)連架桿，一個(gè)為曲柄，另一個(gè)為搖桿則該機(jī)構(gòu)稱為為搖桿則該機(jī)構(gòu)稱為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)1. 急回特性急回特性 圖圖2-6所示為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，當(dāng)曲柄為原動(dòng)件并作等速回轉(zhuǎn)

6、所示為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，當(dāng)曲柄為原動(dòng)件并作等速回轉(zhuǎn)時(shí)，從動(dòng)搖桿作往復(fù)變速擺動(dòng)，時(shí)，從動(dòng)搖桿作往復(fù)變速擺動(dòng)，即即1 1 2 2;t;t1 1 t t2 2;v ;v 1 1 v v2 2說明搖桿具有急回運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)。說明搖桿具有急回運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)。用行程速比系數(shù)用行程速比系數(shù)K來表示急來表示急回運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)，即回運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)，即00180180K111800KK 在圖在圖2-6中，中，為極位夾角為極位夾角(當(dāng)曲柄與連桿兩次共線時(shí)，曲當(dāng)曲柄與連桿兩次共線時(shí)，曲柄所夾的銳角柄所夾的銳角)；為擺角為擺角(搖桿在兩極限位置間的夾角搖桿在兩極限位置間的夾角) 。 上式表明，曲柄搖桿機(jī)構(gòu)有無急回運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，取決于有無上式表

7、明，曲柄搖桿機(jī)構(gòu)有無急回運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，取決于有無極位夾角極位夾角。對(duì)于一個(gè)機(jī)構(gòu)，若對(duì)于一個(gè)機(jī)構(gòu)，若=0=0，K K=1=1，則該機(jī)構(gòu)沒有急回則該機(jī)構(gòu)沒有急回運(yùn)動(dòng)性質(zhì)；若運(yùn)動(dòng)性質(zhì)；若0 0 ，K K1 1，則該機(jī)構(gòu)具有急回運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，且則該機(jī)構(gòu)具有急回運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，且角越大，角越大，K K 值越大，急回運(yùn)動(dòng)性質(zhì)也越顯著。值越大，急回運(yùn)動(dòng)性質(zhì)也越顯著。曲柄搖桿曲柄搖桿二、學(xué)習(xí)指導(dǎo)二、學(xué)習(xí)指導(dǎo)圖圖3-6圖圖2-6 2. 死點(diǎn)位置死點(diǎn)位置 圖圖2-6所示的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，所示的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，當(dāng)以搖桿當(dāng)以搖桿3作作為原動(dòng)件、曲柄為原動(dòng)件、曲柄1作為從動(dòng)件，作為從動(dòng)件，在搖桿擺到在搖桿擺到兩極限位置時(shí)，連桿與曲柄出現(xiàn)

8、兩次共線的兩極限位置時(shí)，連桿與曲柄出現(xiàn)兩次共線的位置即為死點(diǎn)位置。位置即為死點(diǎn)位置。曲柄搖桿機(jī)構(gòu)產(chǎn)生曲柄搖桿機(jī)構(gòu)產(chǎn)生死點(diǎn)位置的條件是必須以搖桿作為原動(dòng)件，死點(diǎn)位置的條件是必須以搖桿作為原動(dòng)件，機(jī)構(gòu)在該位置是不能運(yùn)動(dòng)的。機(jī)構(gòu)在該位置是不能運(yùn)動(dòng)的。圖圖2-7死點(diǎn)特性的應(yīng)用死點(diǎn)特性的應(yīng)用(圖圖2-7 ) ：死點(diǎn)位置死點(diǎn)位置縫紉機(jī)縫紉機(jī) 3. 壓力角和傳動(dòng)角壓力角和傳動(dòng)角 壓力角壓力角 ：從動(dòng)件所受的壓力從動(dòng)件所受的壓力F F與受力點(diǎn)絕對(duì)速度方向線與受力點(diǎn)絕對(duì)速度方向線v vc c之間所夾的銳角之間所夾的銳角 稱為壓力角。壓力角可作為判斷一個(gè)連桿機(jī)構(gòu)稱為壓力角。壓力角可作為判斷一個(gè)連桿機(jī)構(gòu)是否具有良好

9、傳力性能的標(biāo)志。是否具有良好傳力性能的標(biāo)志。 傳動(dòng)角傳動(dòng)角 ：連桿和從動(dòng)搖桿之間所夾的銳角稱為傳動(dòng)角連桿和從動(dòng)搖桿之間所夾的銳角稱為傳動(dòng)角，傳動(dòng)角是壓力角的余角，即傳動(dòng)角是壓力角的余角，即= 90= 90 。最小傳動(dòng)角最小傳動(dòng)角min 40min 40例如：圖中例如：圖中ABDABD和和BCDBCD中，中，各桿長度已知，根據(jù)余弦定理：各桿長度已知，根據(jù)余弦定理：壓力角和傳動(dòng)角壓力角和傳動(dòng)角傳動(dòng)角02swf27.swf COS2BD4124212BCDCOSBD322322223241242123222cos2BCDCOS圖圖2-8對(duì)出現(xiàn)最小傳動(dòng)角的位置：對(duì)出現(xiàn)最小傳動(dòng)角的位置：=0=00 0和

10、和=180=1800 0（1） 由于由于是用銳角表示的，當(dāng)是用銳角表示的，當(dāng)=0=00 0， BCD為銳角時(shí)為銳角時(shí)出現(xiàn)最小值，即最小值為出現(xiàn)最小值，即最小值為min = BCD（2）但當(dāng)）但當(dāng)=180=1800 0， BCD為鈍角時(shí)，傳動(dòng)角就應(yīng)當(dāng)以為鈍角時(shí)，傳動(dòng)角就應(yīng)當(dāng)以min =180 BCD表示，表示， BCD的最大值也對(duì)應(yīng)于的最大值也對(duì)應(yīng)于min。該角為該角為補(bǔ)角補(bǔ)角。曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的最小傳動(dòng)角曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的最小傳動(dòng)角min可能出現(xiàn)在曲柄與機(jī)架兩次共線處，兩者中取其中最小值?？赡艹霈F(xiàn)在曲柄與機(jī)架兩次共線處，兩者中取其中最小值。（二）、雙曲柄機(jī)構(gòu)（二）、雙曲柄機(jī)構(gòu)在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，若兩個(gè)連

11、架桿均為曲柄的稱為在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，若兩個(gè)連架桿均為曲柄的稱為雙曲柄雙曲柄機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)1.1.正平行正平行四邊形四邊形機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)雙曲柄雙曲柄火車車輪火車車輪A AD DC CB B1 12 23 3dcbaDCBA2.反平行四邊形機(jī)構(gòu)平行四邊形機(jī)構(gòu)421DCBA3C1B1反平行四邊形平行四邊形車門啟閉機(jī)構(gòu)車門啟閉機(jī)構(gòu)（三）、雙搖桿機(jī)構(gòu)（三）、雙搖桿機(jī)構(gòu)在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，若兩個(gè)在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，若兩個(gè)連架桿均為搖桿稱為連架桿均為搖桿稱為雙搖桿雙搖桿機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)。a) a) 夾緊機(jī)構(gòu)夾緊機(jī)構(gòu) b) b) 飛機(jī)起落架飛機(jī)起落架圖圖2-7飛機(jī)起落架飛機(jī)起落架起重機(jī)起重機(jī) 22 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)有整轉(zhuǎn)副的條件鉸鏈四

12、桿機(jī)構(gòu)有整轉(zhuǎn)副的條件 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中有整轉(zhuǎn)副的條件是：鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中有整轉(zhuǎn)副的條件是： 曲柄為最短桿；曲柄為最短桿； 最短桿與最長桿長度之和小于或等于其余兩桿長度最短桿與最長桿長度之和小于或等于其余兩桿長度之和。之和。 在滿足上述條件的前提下，機(jī)構(gòu)中究竟有無曲柄，還在滿足上述條件的前提下，機(jī)構(gòu)中究竟有無曲柄，還需要根據(jù)取哪一個(gè)構(gòu)件作為機(jī)架來判斷。需要根據(jù)取哪一個(gè)構(gòu)件作為機(jī)架來判斷。推論推論1 如果鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)存在曲柄如果鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)存在曲柄，那么：那么：若取最短桿的相鄰桿作為機(jī)架，則該機(jī)構(gòu)為若取最短桿的相鄰桿作為機(jī)架，則該機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿曲柄搖桿 機(jī)構(gòu)；機(jī)構(gòu)； 若取最短桿作為機(jī)架，則該機(jī)構(gòu)為若取

13、最短桿作為機(jī)架，則該機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)；雙曲柄機(jī)構(gòu)； 若取最短桿的相對(duì)桿作為機(jī)架，則該機(jī)構(gòu)為若取最短桿的相對(duì)桿作為機(jī)架，則該機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)雙搖桿機(jī)構(gòu)。構(gòu)。推論推論2 如果鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)不存在曲柄如果鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)不存在曲柄，那么不論取哪一個(gè)桿作那么不論取哪一個(gè)桿作為機(jī)架，該機(jī)構(gòu)均為為機(jī)架，該機(jī)構(gòu)均為雙搖桿機(jī)構(gòu)。雙搖桿機(jī)構(gòu)。 其判斷思路見圖其判斷思路見圖 3-9。學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容切忌不顧具體條件死。學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容切忌不顧具體條件死記記 “ “曲柄是最短構(gòu)件曲柄是最短構(gòu)件”這個(gè)特殊結(jié)論（此結(jié)論只適用于曲柄這個(gè)特殊結(jié)論（此結(jié)論只適用于曲柄搖桿機(jī)構(gòu)）。搖桿機(jī)構(gòu)）。 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)；曲柄搖桿機(jī)構(gòu)；lmax+lmin

14、l余余1+l余余2不存在曲柄不存在曲柄雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)可能有曲柄可能有曲柄固定件固定件是是否否最短構(gòu)件最短構(gòu)件最短構(gòu)件的鄰邊最短構(gòu)件的鄰邊最短構(gòu)件的對(duì)邊最短構(gòu)件的對(duì)邊圖圖3-923鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化一、一、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)(圖圖2-10)1. 對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)0 0沒有急回特性沒有急回特性2. 偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)0 0有急回特性有急回特性圖圖2-10對(duì)心曲對(duì)心曲柄滑塊柄滑塊B BA AC CB B1 1B B2 2C C2 2C C1 1C2BB1AC1B2C二、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)

15、二、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) 如果固定桿如果固定桿1為機(jī)架，就轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)桿機(jī)構(gòu)，桿為機(jī)架，就轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)桿機(jī)構(gòu)，桿4為導(dǎo)桿，為導(dǎo)桿， 滑塊滑塊3相對(duì)導(dǎo)桿相對(duì)導(dǎo)桿4滑動(dòng)并隨桿滑動(dòng)并隨桿2一起繞一起繞A點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，取桿點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，取桿2為原動(dòng)件。為原動(dòng)件。（1）當(dāng)）當(dāng)12 時(shí)桿時(shí)桿2和桿和桿4都可以作整周轉(zhuǎn)動(dòng)都可以作整周轉(zhuǎn)動(dòng)稱為轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。稱為轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。（2）當(dāng)）當(dāng)12 時(shí)桿時(shí)桿2作整周轉(zhuǎn)動(dòng)，桿作整周轉(zhuǎn)動(dòng)，桿4作往復(fù)擺動(dòng)作往復(fù)擺動(dòng) 稱為稱為擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)有兩個(gè)特性：擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)有兩個(gè)特性： 壓力角壓力角0 傳動(dòng)角傳動(dòng)角90傳動(dòng)性能最好。傳動(dòng)性能最好。 極位夾角極位夾角具有急回特性具有急回特性三、搖

16、塊機(jī)構(gòu)和定塊機(jī)構(gòu)三、搖塊機(jī)構(gòu)和定塊機(jī)構(gòu) 當(dāng)固定桿當(dāng)固定桿2為機(jī)架，取桿為機(jī)架，取桿1為原動(dòng)件，當(dāng)桿為原動(dòng)件，當(dāng)桿1作轉(zhuǎn)動(dòng)或擺動(dòng)時(shí)作轉(zhuǎn)動(dòng)或擺動(dòng)時(shí) , 桿桿4相對(duì)滑塊相對(duì)滑塊3滑動(dòng)并一起繞滑動(dòng)并一起繞C點(diǎn)擺動(dòng)，點(diǎn)擺動(dòng)，稱為搖塊機(jī)構(gòu)。稱為搖塊機(jī)構(gòu)。 當(dāng)固定滑塊當(dāng)固定滑塊3為機(jī)架，桿為機(jī)架，桿1為原動(dòng)件，使桿為原動(dòng)件，使桿2繞繞C點(diǎn)往復(fù)擺動(dòng)，點(diǎn)往復(fù)擺動(dòng)，桿桿4僅相對(duì)滑塊僅相對(duì)滑塊3作往復(fù)移動(dòng)，滑塊作往復(fù)移動(dòng)，滑塊3為定塊，為定塊，稱為定塊機(jī)構(gòu)。稱為定塊機(jī)構(gòu)。四、偏心輪機(jī)構(gòu)四、偏心輪機(jī)構(gòu)擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)汽車搖塊機(jī)構(gòu)汽車搖塊機(jī)構(gòu)擺動(dòng)導(dǎo)桿傳擺動(dòng)導(dǎo)桿傳動(dòng)角動(dòng)角牛頭刨床牛頭刨床偏心輪機(jī)構(gòu)偏心輪機(jī)構(gòu)汽車搖

17、塊02swf10.swf定塊抽水機(jī)定塊抽水機(jī) 24平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)一、按照給定的行程速比系數(shù)一、按照給定的行程速比系數(shù)K設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)1.曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)已知：搖桿長度已知：搖桿長度3、擺角、擺角和行程速比系數(shù)和行程速比系數(shù)K。確定鉸鏈中心確定鉸鏈中心A、B兩點(diǎn)的位置以及其他三桿的長度兩點(diǎn)的位置以及其他三桿的長度1、 24設(shè)計(jì)步驟如下：設(shè)計(jì)步驟如下：(1)由公式（由公式（25）求出極位夾角）求出極位夾角： 選比例尺按照一定的比例尺作圖。選比例尺按照一定的比例尺作圖。(2)任選一個(gè)固定鉸鏈中心任選一個(gè)固定鉸鏈中心D的位置，由已知的位置，由已知搖桿長度搖桿長度

18、3、擺角、擺角作出搖桿的兩個(gè)極限位置作出搖桿的兩個(gè)極限位置C1D和和C2D。(3)連接連接C1和和C2,并且從并且從C1點(diǎn)作一條直線與點(diǎn)作一條直線與C1C2垂直得垂直得C1M線線(4)從從C2點(diǎn)作點(diǎn)作C C1 1C C2 2N=90N=90- -使線使線C C2 2N N和和C C1 1M M相交于相交于P P點(diǎn)，由三角點(diǎn)，由三角形內(nèi)角和等于形內(nèi)角和等于180180度可知度可知C1PC2=。111800KK曲柄搖桿作圖.exe曲柄搖桿曲柄搖桿(5)作作C1PC2的外接圓（的外接圓（C2P2），），在此圓上任取一點(diǎn)在此圓上任取一點(diǎn)A作為作為 曲柄的固定鉸鏈中心。連接曲柄的固定鉸鏈中心。連接AC1

19、和和AC2得得C1AC2,因?yàn)樵谕灰驗(yàn)樵谕?圓弧上的圓心角相等，故圓弧上的圓心角相等，故C1AC2 C1PC2=。(6)根據(jù)機(jī)構(gòu)的極限位置，曲柄與連桿共線的關(guān)系得根據(jù)機(jī)構(gòu)的極限位置，曲柄與連桿共線的關(guān)系得AC1=21 AC2=2+1,兩式相減得曲柄長度兩式相減得曲柄長度1（AC2AC1）2AB 直接量出直接量出連桿長度連桿長度B2C2=2,機(jī)架長度機(jī)架長度AD=4 。由于由于A點(diǎn)是外接圓上任選的點(diǎn)，所以若按行程速比系數(shù)點(diǎn)是外接圓上任選的點(diǎn)，所以若按行程速比系數(shù)K設(shè)計(jì)，可設(shè)計(jì)，可得無窮多解，但得無窮多解，但A點(diǎn)位置不同，機(jī)構(gòu)傳動(dòng)角的大小也不同。為了使點(diǎn)位置不同，機(jī)構(gòu)傳動(dòng)角的大小也不同。為了使

20、機(jī)構(gòu)具有良好的傳動(dòng)性能，可按最小傳動(dòng)角或其他輔助條件來確定機(jī)構(gòu)具有良好的傳動(dòng)性能，可按最小傳動(dòng)角或其他輔助條件來確定A點(diǎn)的位置。點(diǎn)的位置。2.導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)已知：機(jī)架長度已知：機(jī)架長度4、行程速比系數(shù)行程速比系數(shù)K，求曲柄長度，求曲柄長度1及及導(dǎo)桿擺角導(dǎo)桿擺角。(1)(1)由公式（由公式（25）求出極位夾角）求出極位夾角。根據(jù)導(dǎo)桿性質(zhì)：極位夾角根據(jù)導(dǎo)桿性質(zhì)：極位夾角（導(dǎo)桿的擺角導(dǎo)桿的擺角）。）。(2)首先選比例尺作圖：首先選比例尺作圖：任選一個(gè)固定鉸鏈中心任選一個(gè)固定鉸鏈中心C的位置，的位置，以夾角以夾角作出導(dǎo)桿兩個(gè)極限位置作出導(dǎo)桿兩個(gè)極限位置CmCm和和cncn。(3)(3)作擺角作擺角的

21、平分線，并在線上取的平分線，并在線上取ACAC4 4得固定鉸鏈中心得固定鉸鏈中心A A的位置。的位置。(4)(4)過過A A點(diǎn)作導(dǎo)桿極限位置的垂線點(diǎn)作導(dǎo)桿極限位置的垂線ABAB1 1和和ABAB2 2得到曲柄長度得到曲柄長度1 1ABAB1 1完成作圖完成作圖 3.偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)已知：已知：行程速比系數(shù)行程速比系數(shù)K，滑塊的行程，滑塊的行程H和偏距和偏距e，求曲柄和連桿的，求曲柄和連桿的尺寸尺寸（1）求極位夾角）求極位夾角（2）首先選比例尺：首先選比例尺：畫畫C1C2H，并過，并過C1點(diǎn)作直線點(diǎn)作直線C1M垂直于垂直于C1C2。（3）從）從C2點(diǎn)作點(diǎn)作C1C2N90，得，得C

22、1M和和C2N交于交于P點(diǎn)，點(diǎn)，C1PC2= (4)作作C1PC2的外接圓（的外接圓（C2P2）在圓上任取一點(diǎn)與）在圓上任取一點(diǎn)與C1和和C2點(diǎn)點(diǎn) 連線的夾角都等于連線的夾角都等于。（5）作作C1C2的平行線，并與的平行線，并與C1C2的距離為的距離為e，此直線與此直線與C1PC2的的外接圓交點(diǎn)即為曲柄與機(jī)架的固定鉸鏈中心外接圓交點(diǎn)即為曲柄與機(jī)架的固定鉸鏈中心A。（6）量?。┝咳C1=21；AC221； 得曲柄長度得曲柄長度1（AC2AC1）2AB111800KK二、按給定連桿位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)二、按給定連桿位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu) 要求掌握用圖解法按給定行程速比系數(shù)和給定連桿位置設(shè)計(jì)要求掌握用圖解法

23、按給定行程速比系數(shù)和給定連桿位置設(shè)計(jì) 四桿機(jī)構(gòu)的方法。四桿機(jī)構(gòu)的方法。例如：鑄工車間大型造型機(jī)的翻轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)構(gòu)例如：鑄工車間大型造型機(jī)的翻轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)構(gòu)已知：連桿長度已知：連桿長度3BC以及兩個(gè)位置以及兩個(gè)位置B1C1和和B2C2，求出連桿與，求出連桿與機(jī)架組成的固定鉸鏈中心機(jī)架組成的固定鉸鏈中心A和和D的位置，并求出其余三桿的長度的位置，并求出其余三桿的長度124 。 本章還介紹了用本章還介紹了用“實(shí)驗(yàn)法實(shí)驗(yàn)法”設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)，該方法帶有試湊設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)，該方法帶有試湊 的性質(zhì)，的性質(zhì)， 從理論上看來似乎不夠嚴(yán)謹(jǐn)，但卻是一種行之有效從理論上看來似乎不夠嚴(yán)謹(jǐn)，但卻是一種行之有效 的設(shè)計(jì)方法。的設(shè)計(jì)方法。

24、隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，解析法越來越得到重視，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，解析法越來越得到重視， 可參閱有關(guān)文獻(xiàn)?？蓞㈤営嘘P(guān)文獻(xiàn)。 位置設(shè)計(jì)位置設(shè)計(jì)三、典型實(shí)例分析三、典型實(shí)例分析 例例2-1 見圖見圖2-12，在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，已知，在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，已知l2= 50mm，l3=35mm， l4= 30mm，構(gòu)件構(gòu)件AD為機(jī)架，試問為機(jī)架，試問(1) 若此機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，且構(gòu)件若此機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，且構(gòu)件AB為曲柄，求為曲柄，求l1max；(2) 若此機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)，求若此機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)，求l1min；(3) 若此機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)，求若此機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)，求l1的數(shù)值。的數(shù)值。圖圖2-12

25、三、典型實(shí)例分析三、典型實(shí)例分析 解：由式得解：由式得 lmax + lmin l余余1 + l余余2(1) 若此機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，且構(gòu)件若此機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，且構(gòu)件AB為曲柄，應(yīng)滿足的條件是為曲柄，應(yīng)滿足的條件是 l1 + l2 l3 + l4 l1 l3 + l4l2 =35 +3050 = 15mm 所以所以l1max =15mm(2) 若此機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)，依題意若此機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)，依題意AD應(yīng)為最短桿。當(dāng)應(yīng)為最短桿。當(dāng)AB為最長桿時(shí)，應(yīng)為最長桿時(shí)，應(yīng)滿足的條件是：滿足的條件是： l1 + l4 l2+ l3 l1 l2 + l3l4 = 50 +3530 = 55mm 當(dāng)當(dāng)AB

26、不為最長桿時(shí)，應(yīng)滿足的條件是：不為最長桿時(shí)，應(yīng)滿足的條件是： l4 + l2 l1 + l3 l1 l4 + l2l3 = 30+5035 = 45mm 當(dāng)當(dāng)45mml155mm時(shí)，該機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)。時(shí)，該機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)。 故故l1min =45mm(3) 若此機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)，只要若此機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)，只要l1不滿足上述兩種情況均能滿足本題要求。不滿足上述兩種情況均能滿足本題要求。即當(dāng)即當(dāng)15mm l145mm和和55mml1115mm（極限情況，即極限情況，即l4+ l2+l3 = 115mm）時(shí)，機(jī)構(gòu)均為雙搖桿機(jī)構(gòu)。時(shí)，機(jī)構(gòu)均為雙搖桿機(jī)構(gòu)。1. 填空題填空題(1) 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中行程

27、速比系數(shù)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中行程速比系數(shù)K的大小取決于的大小取決于 ，K值值越大，機(jī)構(gòu)的越大，機(jī)構(gòu)的 越顯著。越顯著。 (2) 在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，當(dāng)在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，當(dāng) 與與 共線時(shí)，機(jī)構(gòu)可能出共線時(shí)，機(jī)構(gòu)可能出現(xiàn)最小傳動(dòng)角現(xiàn)最小傳動(dòng)角min 。(3) 在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，與機(jī)架用轉(zhuǎn)動(dòng)副相連接的桿稱為在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，與機(jī)架用轉(zhuǎn)動(dòng)副相連接的桿稱為 。(4) 在曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，若滑塊作為主動(dòng)件，當(dāng)在曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，若滑塊作為主動(dòng)件，當(dāng) 時(shí)，機(jī)時(shí)，機(jī)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)死點(diǎn)位置。構(gòu)會(huì)出現(xiàn)死點(diǎn)位置。(5) 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)曲柄存在的條件是鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)曲柄存在的條件是 ； 。 四、復(fù)習(xí)題四、復(fù)習(xí)題 選擇題選擇題(1) 平面連

28、桿機(jī)構(gòu)是由平面連桿機(jī)構(gòu)是由 組成的機(jī)構(gòu)。組成的機(jī)構(gòu)。(A) 高副；高副； (B) 高副和低副；高副和低副； (C) 轉(zhuǎn)動(dòng)副；轉(zhuǎn)動(dòng)副； (D) 低副。低副。(2) 平面連桿機(jī)構(gòu)，構(gòu)件的最少數(shù)量是平面連桿機(jī)構(gòu)，構(gòu)件的最少數(shù)量是 。(A) 二件；二件； (B) 三件；三件； (C) 四件；四件； (D) 五件。五件。(3) 有急回運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的四桿機(jī)構(gòu)是有急回運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的四桿機(jī)構(gòu)是 。(A) 對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)；對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)； (B) 偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)；偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)； (C) 擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。(4) 壓力角可作為判斷機(jī)構(gòu)傳力性能的標(biāo)志，在平面連桿機(jī)構(gòu)中，壓力角可作為判斷機(jī)構(gòu)傳力性能的標(biāo)志

29、，在平面連桿機(jī)構(gòu)中，壓力角越大，機(jī)構(gòu)傳力性能壓力角越大，機(jī)構(gòu)傳力性能 。(A) 越差；越差； (B) 不受影響；不受影響； (C) 越好。越好。(5) 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置在 。(A) 原動(dòng)桿與連桿共線；原動(dòng)桿與連桿共線； (B) 原動(dòng)桿與機(jī)架共線；原動(dòng)桿與機(jī)架共線； (C) 從動(dòng)桿與連桿共線；從動(dòng)桿與連桿共線； (D) 從動(dòng)桿與機(jī)架共線。從動(dòng)桿與機(jī)架共線。四、復(fù)習(xí)題四、復(fù)習(xí)題 問答題問答題 （1）何謂平面連桿機(jī)構(gòu)？其基本型式有哪幾種？）何謂平面連桿機(jī)構(gòu)？其基本型式有哪幾種？ （2）鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本型式哪有幾種？）鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本型式哪有幾種？ （3）何謂曲柄搖桿

30、機(jī)構(gòu)急回運(yùn)動(dòng)性質(zhì)？何參數(shù)反映了機(jī)構(gòu)的急）何謂曲柄搖桿機(jī)構(gòu)急回運(yùn)動(dòng)性質(zhì)？何參數(shù)反映了機(jī)構(gòu)的急回運(yùn)動(dòng)程度？回運(yùn)動(dòng)程度？ （4）曲柄搖桿機(jī)構(gòu)具有死點(diǎn)位置的條件是什么？）曲柄搖桿機(jī)構(gòu)具有死點(diǎn)位置的條件是什么？ （5）鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)存在曲柄的條件是什么？）鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)存在曲柄的條件是什么？ （6）在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，作圖標(biāo)出極位夾角）在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，作圖標(biāo)出極位夾角 、擺角、擺角 、壓力、壓力角角 和傳動(dòng)角和傳動(dòng)角 、機(jī)構(gòu)的極限位置、死點(diǎn)位置及最小傳動(dòng)角、機(jī)構(gòu)的極限位置、死點(diǎn)位置及最小傳動(dòng)角 min；并；并能敘述上述概念的含義。能敘述上述概念的含義。 （7）何謂平面連桿機(jī)構(gòu)的壓力角和傳動(dòng)角？壓力角的大小對(duì)平）何謂平面連桿機(jī)構(gòu)的壓力角和傳動(dòng)角？壓力角的大小對(duì)平面連桿機(jī)構(gòu)的工作有何影響？面連桿機(jī)構(gòu)的工作有何影響？ （8）鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)有幾種演化方式？演化后的機(jī)構(gòu)有何特點(diǎn)？）鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)有幾種演化方式？演化后的機(jī)構(gòu)有何特點(diǎn)？四、復(fù)習(xí)題四、復(fù)習(xí)題四、復(fù)習(xí)題四、復(fù)習(xí)題 計(jì)算題計(jì)算題 根據(jù)圖根據(jù)圖2-13中注明的尺寸計(jì)算并判中注明的尺寸計(jì)算并判斷各鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的類型。斷各鉸鏈