第3章連桿機(jī)構(gòu)

1、第第3章章 平面連桿機(jī)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)平面連桿機(jī)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)本章教學(xué)內(nèi)容本章教學(xué)內(nèi)容 3.1 平面四桿機(jī)構(gòu)的類型平面四桿機(jī)構(gòu)的類型 3.2 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識(shí)平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識(shí) 3.3 平面連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及功能平面連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及功能 3.4 平面連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析平面連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析 3.5 平面四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)平面四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)本章基本要求本章基本要求 了解平面連桿機(jī)構(gòu)的基本型式、演化及應(yīng)用；了解平面連桿機(jī)構(gòu)的基本型式、演化及應(yīng)用； 對(duì)曲柄存在條件、傳動(dòng)角、死點(diǎn)、極位和行程對(duì)曲柄存在條件、傳動(dòng)角、死點(diǎn)、極位和行程速比系數(shù)等有明確的概念；速比系數(shù)等有明確的概念； 能對(duì)二級(jí)機(jī)構(gòu)進(jìn)行

2、運(yùn)動(dòng)分析，并能用瞬心法對(duì)能對(duì)二級(jí)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析，并能用瞬心法對(duì)簡(jiǎn)單高、低副機(jī)構(gòu)進(jìn)行速度分析；簡(jiǎn)單高、低副機(jī)構(gòu)進(jìn)行速度分析； 能按已知連桿三位置、連架桿對(duì)應(yīng)三位置及行能按已知連桿三位置、連架桿對(duì)應(yīng)三位置及行程速比系數(shù)設(shè)計(jì)平面四桿機(jī)構(gòu)；程速比系數(shù)設(shè)計(jì)平面四桿機(jī)構(gòu)； 了解已知連桿曲線設(shè)計(jì)平面四桿機(jī)構(gòu)；了解已知連桿曲線設(shè)計(jì)平面四桿機(jī)構(gòu)；本章重點(diǎn)本章重點(diǎn)本章難點(diǎn)本章難點(diǎn) 曲柄存在條件的全面分析、平面鉸鏈四曲柄存在條件的全面分析、平面鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)連續(xù)性的判斷。桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)連續(xù)性的判斷。 平面鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本型式及其演化，平面鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本型式及其演化，有關(guān)四桿機(jī)構(gòu)的一些基本知識(shí)；速度瞬心的有關(guān)四

3、桿機(jī)構(gòu)的一些基本知識(shí)；速度瞬心的概念和概念和“三心定理三心定理”的應(yīng)用。的應(yīng)用。何謂連桿機(jī)構(gòu)何謂連桿機(jī)構(gòu) 連桿機(jī)構(gòu)由若干個(gè)構(gòu)件通過(guò)低副連接而組連桿機(jī)構(gòu)由若干個(gè)構(gòu)件通過(guò)低副連接而組成，又稱為低副機(jī)構(gòu)。連桿機(jī)構(gòu)根據(jù)各構(gòu)件成，又稱為低副機(jī)構(gòu)。連桿機(jī)構(gòu)根據(jù)各構(gòu)件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)是平面還是空間運(yùn)動(dòng)分為平面間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)是平面還是空間運(yùn)動(dòng)分為平面連桿機(jī)構(gòu)和空間連桿機(jī)構(gòu)。連桿機(jī)構(gòu)和空間連桿機(jī)構(gòu)。 3.1 平面四桿機(jī)構(gòu)的類型平面四桿機(jī)構(gòu)的類型共同特點(diǎn)：共同特點(diǎn)： 原動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)不與機(jī)架直接相連的中間構(gòu)件原動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)不與機(jī)架直接相連的中間構(gòu)件傳遞到從動(dòng)件上。中間構(gòu)件稱為連桿。傳遞到從動(dòng)件上。中間構(gòu)件稱為連桿。

4、構(gòu)件多呈桿狀，簡(jiǎn)稱為桿。根據(jù)桿數(shù)命名機(jī)構(gòu)。構(gòu)件多呈桿狀，簡(jiǎn)稱為桿。根據(jù)桿數(shù)命名機(jī)構(gòu)。四四桿桿機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)動(dòng)畫(huà)動(dòng)畫(huà)動(dòng)畫(huà)動(dòng)畫(huà)動(dòng)畫(huà)動(dòng)畫(huà)六桿機(jī)構(gòu)六桿機(jī)構(gòu)四桿機(jī)構(gòu)四桿機(jī)構(gòu)ABCD四桿機(jī)構(gòu)四桿機(jī)構(gòu)DEF四桿機(jī)構(gòu)四桿機(jī)構(gòu)應(yīng)用非應(yīng)用非常廣泛，且是多常廣泛，且是多桿機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)桿機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)著重著重討論討論1、平面四桿機(jī)構(gòu)的基本型式、平面四桿機(jī)構(gòu)的基本型式基本型式基本型式鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu) ABCD連架桿連架桿連架桿連架桿連桿連桿運(yùn)動(dòng)副全為轉(zhuǎn)動(dòng)副。運(yùn)動(dòng)副全為轉(zhuǎn)動(dòng)副。曲柄：曲柄：能作整周回轉(zhuǎn)的連架桿。能作整周回轉(zhuǎn)的連架桿。搖桿：搖桿：只能在一定范圍內(nèi)搖動(dòng)的連架桿；只能在一定范圍內(nèi)搖動(dòng)的連架桿；整轉(zhuǎn)副：整轉(zhuǎn)副：組成轉(zhuǎn)

5、動(dòng)副的兩構(gòu)件能整周相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)；組成轉(zhuǎn)動(dòng)副的兩構(gòu)件能整周相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)；擺轉(zhuǎn)副：擺轉(zhuǎn)副：不能作整周相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)副。不能作整周相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)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)動(dòng)畫(huà)演示動(dòng)畫(huà)演示曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，若其兩個(gè)連架桿一為曲柄，一鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，若其兩個(gè)連架桿一為曲柄，一為搖桿，則此四桿機(jī)構(gòu)稱為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。為搖桿，則此四桿機(jī)構(gòu)稱為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。應(yīng)應(yīng) 用：用：雷達(dá)天線俯仰機(jī)構(gòu)雷達(dá)天線俯仰機(jī)構(gòu)動(dòng)動(dòng) 畫(huà)畫(huà)縫紉機(jī)腳踏板機(jī)構(gòu)縫紉機(jī)腳踏板機(jī)構(gòu)動(dòng)動(dòng) 畫(huà)畫(huà) 在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，若兩個(gè)連架桿都是曲柄，在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，若兩個(gè)連架桿都是曲柄，則稱為雙曲柄機(jī)構(gòu)。則

6、稱為雙曲柄機(jī)構(gòu)。 雙曲柄機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)慣慣性性篩篩機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)平行四邊形機(jī)構(gòu)特性：平行四邊形機(jī)構(gòu)特性： 兩曲柄同速同向轉(zhuǎn)動(dòng)；兩曲柄同速同向轉(zhuǎn)動(dòng)； 連桿作平動(dòng)。連桿作平動(dòng)。平行四邊形機(jī)構(gòu)：平行四邊形機(jī)構(gòu)：指相對(duì)兩桿平行且桿長(zhǎng)相等的雙曲柄機(jī)構(gòu)。指相對(duì)兩桿平行且桿長(zhǎng)相等的雙曲柄機(jī)構(gòu)。平行四邊形機(jī)構(gòu)的應(yīng)用實(shí)例平行四邊形機(jī)構(gòu)的應(yīng)用實(shí)例機(jī)車車輪機(jī)車車輪聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)升降機(jī)構(gòu)升降機(jī)構(gòu)應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例車門(mén)開(kāi)閉機(jī)構(gòu)車門(mén)開(kāi)閉機(jī)構(gòu)動(dòng)畫(huà)動(dòng)畫(huà)1動(dòng)畫(huà)動(dòng)畫(huà)2反平行四邊形機(jī)構(gòu)：反平行四邊形機(jī)構(gòu)：指兩曲柄長(zhǎng)度相等，指兩曲柄長(zhǎng)度相等，但連桿與機(jī)架不平行但連桿與機(jī)架不平行的雙曲柄機(jī)構(gòu)。的雙曲柄機(jī)構(gòu)。雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu) 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)

7、中，鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，若兩連架桿都是搖桿，若兩連架桿都是搖桿，則稱其為雙搖桿機(jī)構(gòu)。則稱其為雙搖桿機(jī)構(gòu)。造型機(jī)翻箱機(jī)構(gòu)造型機(jī)翻箱機(jī)構(gòu)動(dòng)動(dòng) 畫(huà)畫(huà)應(yīng)用實(shí)例：應(yīng)用實(shí)例：2、平面四桿機(jī)構(gòu)的演化、平面四桿機(jī)構(gòu)的演化（1）改變構(gòu)件的形狀和運(yùn)動(dòng)尺寸改變構(gòu)件的形狀和運(yùn)動(dòng)尺寸變搖桿變搖桿為滑塊為滑塊機(jī)構(gòu)演化動(dòng)畫(huà)機(jī)構(gòu)演化動(dòng)畫(huà)搖桿尺寸搖桿尺寸為無(wú)窮大為無(wú)窮大曲線導(dǎo)軌曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲線導(dǎo)軌曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)e=0對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)變連桿變連桿為滑塊為滑塊正弦機(jī)構(gòu)正弦機(jī)構(gòu)雙滑塊機(jī)構(gòu)雙滑塊機(jī)構(gòu)從動(dòng)件從動(dòng)件3的位移與原的位移與原動(dòng)件動(dòng)

8、件1的轉(zhuǎn)角成正比：的轉(zhuǎn)角成正比：sinABls 移動(dòng)副可認(rèn)為是回移動(dòng)副可認(rèn)為是回轉(zhuǎn)中心在無(wú)窮遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)中心在無(wú)窮遠(yuǎn)處的轉(zhuǎn)動(dòng)副演化而來(lái)的轉(zhuǎn)動(dòng)副演化而來(lái)連桿尺寸連桿尺寸為無(wú)窮大為無(wú)窮大（2）改變轉(zhuǎn)動(dòng)副的尺寸改變轉(zhuǎn)動(dòng)副的尺寸偏心輪機(jī)構(gòu)偏心輪機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)當(dāng)曲柄當(dāng)曲柄AB的尺寸較小時(shí)，的尺寸較小時(shí)，由于結(jié)構(gòu)需要，常將曲柄作成由于結(jié)構(gòu)需要，常將曲柄作成幾何中心與回轉(zhuǎn)中心不重合的幾何中心與回轉(zhuǎn)中心不重合的圓盤(pán)，稱此圓盤(pán)為圓盤(pán)，稱此圓盤(pán)為偏心輪偏心輪。幾何中心與回轉(zhuǎn)中心間的距幾何中心與回轉(zhuǎn)中心間的距離稱為離稱為偏心距，等于曲柄長(zhǎng)。偏心距，等于曲柄長(zhǎng)。轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)副B的的半徑擴(kuò)大超半徑擴(kuò)大超過(guò)曲柄長(zhǎng)過(guò)

9、曲柄長(zhǎng)動(dòng)畫(huà)演示動(dòng)畫(huà)演示（3）選取不同構(gòu)件為機(jī)架選取不同構(gòu)件為機(jī)架（即機(jī)構(gòu)倒置）（即機(jī)構(gòu)倒置） 以構(gòu)件以構(gòu)件1為機(jī)架得到導(dǎo)桿為機(jī)架得到導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)分為轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)分為轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿和擺動(dòng)導(dǎo)桿。導(dǎo)桿和擺動(dòng)導(dǎo)桿。轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) 指導(dǎo)桿能作整周轉(zhuǎn)動(dòng)的指導(dǎo)桿能作整周轉(zhuǎn)動(dòng)的導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)；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)： 指導(dǎo)桿只能在一定的角指導(dǎo)桿只能在一定的角度內(nèi)擺動(dòng)的導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。度內(nèi)擺動(dòng)的導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。曲柄搖塊機(jī)構(gòu)曲柄搖塊機(jī)構(gòu)直動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)直動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)若以構(gòu)件若以構(gòu)件2為機(jī)架，得到曲柄搖塊機(jī)構(gòu)。為機(jī)架，得到曲柄搖塊機(jī)構(gòu)。若以構(gòu)件若以構(gòu)件3為機(jī)架，得到直動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。為機(jī)架，得到直動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。鉸鏈四

10、桿機(jī)構(gòu)的倒置動(dòng)畫(huà)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的倒置動(dòng)畫(huà)曲柄滑塊構(gòu)的倒置動(dòng)畫(huà)曲柄滑塊構(gòu)的倒置動(dòng)畫(huà)雙滑塊機(jī)構(gòu)的倒置動(dòng)畫(huà)雙滑塊機(jī)構(gòu)的倒置動(dòng)畫(huà)卡車車廂舉升機(jī)構(gòu)卡車車廂舉升機(jī)構(gòu)手搖唧筒手搖唧筒 選運(yùn)動(dòng)鏈中不同構(gòu)件為機(jī)架以獲得不同機(jī)選運(yùn)動(dòng)鏈中不同構(gòu)件為機(jī)架以獲得不同機(jī)構(gòu)的演化方法稱為構(gòu)的演化方法稱為機(jī)構(gòu)的倒置。機(jī)構(gòu)的倒置。曲柄搖塊機(jī)構(gòu)實(shí)例曲柄搖塊機(jī)構(gòu)實(shí)例直動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)實(shí)例直動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)實(shí)例（4）運(yùn)動(dòng)元素的逆轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)元素的逆轉(zhuǎn)1、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 分分 析：析：構(gòu)件構(gòu)件AB要為曲柄，則轉(zhuǎn)要為曲柄，則轉(zhuǎn)動(dòng)副動(dòng)副A應(yīng)為周轉(zhuǎn)副；應(yīng)為周轉(zhuǎn)副；為此為此AB桿應(yīng)能占據(jù)整周桿應(yīng)能占據(jù)整周中的任何位置；中的任何

11、位置；因此因此AB桿應(yīng)能占據(jù)與桿應(yīng)能占據(jù)與AD共線的位置共線的位置AB1及及AB2。 3.2 平面連桿機(jī)構(gòu)的基本知識(shí)平面連桿機(jī)構(gòu)的基本知識(shí)動(dòng)畫(huà)演示動(dòng)畫(huà)演示由由DB2 C2由由 DB1C1cbdacadb)(badc)(cdbabdcadabaca兩兩相加兩兩相加 轉(zhuǎn)動(dòng)副成為周轉(zhuǎn)副的條件：轉(zhuǎn)動(dòng)副成為周轉(zhuǎn)副的條件： 1) 最短桿長(zhǎng)度最短桿長(zhǎng)度+最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度其余兩桿長(zhǎng)度之和。其余兩桿長(zhǎng)度之和。 桿長(zhǎng)之和條件桿長(zhǎng)之和條件 2) 組成該周轉(zhuǎn)副的兩桿中必有一桿是最短桿。組成該周轉(zhuǎn)副的兩桿中必有一桿是最短桿。 結(jié)結(jié) 論論 在有周轉(zhuǎn)副的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，最短桿兩端的轉(zhuǎn)在有周轉(zhuǎn)副的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，最短桿兩

12、端的轉(zhuǎn)動(dòng)副均為周轉(zhuǎn)副。動(dòng)副均為周轉(zhuǎn)副。 若取最短桿為機(jī)架，則得雙曲柄機(jī)構(gòu)；若取最短桿為機(jī)架，則得雙曲柄機(jī)構(gòu)； 若取最短桿的任一相鄰的構(gòu)件為機(jī)架，則得曲柄若取最短桿的任一相鄰的構(gòu)件為機(jī)架，則得曲柄搖桿機(jī)構(gòu)；搖桿機(jī)構(gòu)； 若取最短桿對(duì)面的構(gòu)件為機(jī)構(gòu)，則得雙搖桿機(jī)構(gòu)。若取最短桿對(duì)面的構(gòu)件為機(jī)構(gòu)，則得雙搖桿機(jī)構(gòu)。 若四桿機(jī)構(gòu)不滿足桿長(zhǎng)之和條件，則不論選取哪若四桿機(jī)構(gòu)不滿足桿長(zhǎng)之和條件，則不論選取哪個(gè)構(gòu)件為機(jī)架，所得機(jī)構(gòu)均為雙搖桿機(jī)構(gòu)（不存在個(gè)構(gòu)件為機(jī)架，所得機(jī)構(gòu)均為雙搖桿機(jī)構(gòu)（不存在整轉(zhuǎn)副）。整轉(zhuǎn)副）。 推論推論格拉霍夫定理格拉霍夫定理動(dòng)畫(huà)演示動(dòng)畫(huà)演示平面四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件平面四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件 機(jī)

13、構(gòu)尺寸滿足桿長(zhǎng)之和條件，且最短桿為機(jī)機(jī)構(gòu)尺寸滿足桿長(zhǎng)之和條件，且最短桿為機(jī)架或連架桿。架或連架桿。 圖示機(jī)構(gòu)尺寸滿足桿長(zhǎng)之和條件，當(dāng)取不同構(gòu)圖示機(jī)構(gòu)尺寸滿足桿長(zhǎng)之和條件，當(dāng)取不同構(gòu)件為機(jī)架時(shí)各得什么機(jī)構(gòu)？件為機(jī)架時(shí)各得什么機(jī)構(gòu)？取最短桿相取最短桿相鄰的構(gòu)件為鄰的構(gòu)件為機(jī)架得曲柄機(jī)架得曲柄搖桿機(jī)構(gòu)搖桿機(jī)構(gòu)最短桿為最短桿為機(jī)架得雙機(jī)架得雙曲柄機(jī)構(gòu)曲柄機(jī)構(gòu)取最短桿對(duì)取最短桿對(duì)邊為機(jī)架得邊為機(jī)架得雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)2、平面四桿機(jī)構(gòu)的急回特征、平面四桿機(jī)構(gòu)的急回特征機(jī)構(gòu)極位：機(jī)構(gòu)極位：曲柄回轉(zhuǎn)一周，與連桿兩次共線，曲柄回轉(zhuǎn)一周，與連桿兩次共線，此時(shí)搖桿分別處于兩極限位置，稱為機(jī)構(gòu)極位。此時(shí)搖桿分別處于

14、兩極限位置，稱為機(jī)構(gòu)極位。極位夾角：極位夾角：機(jī)構(gòu)在兩個(gè)極位時(shí)，原動(dòng)件所處機(jī)構(gòu)在兩個(gè)極位時(shí)，原動(dòng)件所處兩個(gè)位置之間所夾的兩個(gè)位置之間所夾的銳角銳角稱為極位夾角。稱為極位夾角。動(dòng)畫(huà)演示動(dòng)畫(huà)演示180DCDC121180DCDC212211t2t急回運(yùn)動(dòng)：急回運(yùn)動(dòng)：曲柄等速轉(zhuǎn)動(dòng)情況下，搖桿往復(fù)擺動(dòng)的平曲柄等速轉(zhuǎn)動(dòng)情況下，搖桿往復(fù)擺動(dòng)的平均速度一快一慢，機(jī)構(gòu)的這種運(yùn)動(dòng)特性稱為急回運(yùn)動(dòng)。均速度一快一慢，機(jī)構(gòu)的這種運(yùn)動(dòng)特性稱為急回運(yùn)動(dòng)。搖桿搖桿C點(diǎn)平均速度點(diǎn)平均速度2v1v動(dòng)畫(huà)演示動(dòng)畫(huà)演示00212112122112180180/tttCCtCCvvK 行程速比系數(shù)行程速比系數(shù)K 為表明急回運(yùn)動(dòng)程度，用

15、行程速比系數(shù)為表明急回運(yùn)動(dòng)程度，用行程速比系數(shù)K來(lái)衡量：來(lái)衡量：角愈大，角愈大，K值愈大，急回運(yùn)動(dòng)值愈大，急回運(yùn)動(dòng)特性特性愈顯著。愈顯著。對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)=0，沒(méi)有急回運(yùn)動(dòng)，沒(méi)有急回運(yùn)動(dòng)偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)0，有急回運(yùn)動(dòng)，有急回運(yùn)動(dòng)擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的急回運(yùn)動(dòng)擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的急回運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)急回的作用：機(jī)構(gòu)急回的作用： 節(jié)省空回時(shí)間，提高節(jié)省空回時(shí)間，提高工作效率。工作效率。注意：注意：急回具有方向急回具有方向性性牛頭刨床動(dòng)畫(huà)演示牛頭刨床動(dòng)畫(huà)演示3、運(yùn)動(dòng)的連續(xù)性、運(yùn)動(dòng)的連續(xù)性連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)連續(xù)性：連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)連續(xù)性： 當(dāng)主動(dòng)件連續(xù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)件也能當(dāng)主動(dòng)件連續(xù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)件也

16、能連續(xù)地連續(xù)地占占據(jù)預(yù)定的各個(gè)位置。據(jù)預(yù)定的各個(gè)位置?？尚杏蚩尚杏蚩尚杏蚩尚杏蛑赣芍赣?所確定的范圍。所確定的范圍。)(33可行域：可行域：指由指由 所確定的范圍。所確定的范圍。)(33不可行域：不可行域：不可行域不可行域不可行域不可行域 搖桿在哪個(gè)可搖桿在哪個(gè)可行域內(nèi)運(yùn)動(dòng)，取行域內(nèi)運(yùn)動(dòng)，取決于機(jī)構(gòu)的初始決于機(jī)構(gòu)的初始位置。不能從一位置。不能從一個(gè)可行域躍到另個(gè)可行域躍到另一個(gè)可行域。一個(gè)可行域。 動(dòng)畫(huà)演示動(dòng)畫(huà)演示 錯(cuò)序不連續(xù)：錯(cuò)序不連續(xù)： 指不連通的兩個(gè)可行域內(nèi)的運(yùn)動(dòng)不連續(xù)。指不連通的兩個(gè)可行域內(nèi)的運(yùn)動(dòng)不連續(xù)。 當(dāng)原動(dòng)件按同一方向連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，若其連當(dāng)原動(dòng)件按同一方向連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，若其連桿不能按

17、順序通過(guò)給定的各個(gè)位置，稱這種桿不能按順序通過(guò)給定的各個(gè)位置，稱這種運(yùn)動(dòng)不連續(xù)為錯(cuò)序不連續(xù)。運(yùn)動(dòng)不連續(xù)為錯(cuò)序不連續(xù)。 在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，若機(jī)構(gòu)的可行域被非可在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，若機(jī)構(gòu)的可行域被非可行域分隔成不連續(xù)的幾個(gè)域，而從動(dòng)件各給定行域分隔成不連續(xù)的幾個(gè)域，而從動(dòng)件各給定位置又不在同一個(gè)可行域內(nèi)，則機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)必位置又不在同一個(gè)可行域內(nèi)，則機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)必然是不連續(xù)的。然是不連續(xù)的。 注注 意意 機(jī)構(gòu)從動(dòng)件上作用點(diǎn)的力與該點(diǎn)的速度方向機(jī)構(gòu)從動(dòng)件上作用點(diǎn)的力與該點(diǎn)的速度方向之間所夾的銳角，為機(jī)構(gòu)在此位置的之間所夾的銳角，為機(jī)構(gòu)在此位置的壓力角壓力角a。 Ft=Fcos，F(xiàn)n=Fsin 機(jī)構(gòu)壓力角的余

18、機(jī)構(gòu)壓力角的余角稱為機(jī)構(gòu)在此位角稱為機(jī)構(gòu)在此位置的置的傳動(dòng)角傳動(dòng)角。905040min4. 平面四桿機(jī)構(gòu)的壓力角和傳動(dòng)角平面四桿機(jī)構(gòu)的壓力角和傳動(dòng)角動(dòng)畫(huà)演示動(dòng)畫(huà)演示 常用傳動(dòng)角的大小及變化來(lái)衡量機(jī)構(gòu)傳力性常用傳動(dòng)角的大小及變化來(lái)衡量機(jī)構(gòu)傳力性能的好壞。能的好壞。越大，有效分力越大，有效分力Ft越大，徑向壓力越大，徑向壓力Fn越小，對(duì)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)越有利。越小，對(duì)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)越有利。曲柄搖桿機(jī)構(gòu)：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)： min出現(xiàn)在曲柄與機(jī)架共線的兩位置之一。出現(xiàn)在曲柄與機(jī)架共線的兩位置之一。最小傳動(dòng)角的位置：最小傳動(dòng)角的位置：動(dòng)畫(huà)演示動(dòng)畫(huà)演示bcadcb2)(arccos2221)90(2)(arccos2

19、22222DCBbcadcb)90(2)(arccos180222222DCBbcadcb或),min(21min 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)：若以搖桿曲柄搖桿機(jī)構(gòu)：若以搖桿CD為主動(dòng)件，則當(dāng)為主動(dòng)件，則當(dāng)連桿連桿與曲柄共線時(shí)與曲柄共線時(shí)，機(jī)構(gòu)傳動(dòng)角為零，這時(shí)，機(jī)構(gòu)傳動(dòng)角為零，這時(shí)CD通過(guò)連桿通過(guò)連桿作用于從動(dòng)件作用于從動(dòng)件AB上的力恰好通過(guò)其回轉(zhuǎn)中心，出現(xiàn)上的力恰好通過(guò)其回轉(zhuǎn)中心，出現(xiàn)不能使構(gòu)件不能使構(gòu)件AB轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)而“頂死頂死”的現(xiàn)象，機(jī)構(gòu)的這種的現(xiàn)象，機(jī)構(gòu)的這種位置稱為死點(diǎn)。位置稱為死點(diǎn)。5. 平面四桿機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)問(wèn)題平面四桿機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)問(wèn)題四桿機(jī)構(gòu)中是否四桿機(jī)構(gòu)中是否存在死點(diǎn)位置，存在死點(diǎn)位置，決定于

20、決定于從動(dòng)件從動(dòng)件是是否與連桿共線。否與連桿共線。動(dòng)畫(huà)演示動(dòng)畫(huà)演示曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置動(dòng)畫(huà)演示動(dòng)畫(huà)演示導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置動(dòng)畫(huà)演示動(dòng)畫(huà)演示傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中使機(jī)構(gòu)通過(guò)死點(diǎn)的措施：傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中使機(jī)構(gòu)通過(guò)死點(diǎn)的措施：措施一：措施一：將兩組以上組合而將兩組以上組合而使各組機(jī)構(gòu)死點(diǎn)錯(cuò)位排列。使各組機(jī)構(gòu)死點(diǎn)錯(cuò)位排列。措施二：措施二：加裝飛輪利用慣性加裝飛輪利用慣性使機(jī)構(gòu)通過(guò)死點(diǎn)位置。使機(jī)構(gòu)通過(guò)死點(diǎn)位置。機(jī)車車輪聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)機(jī)車車輪聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)縫紉機(jī)腳踏板機(jī)構(gòu)縫紉機(jī)腳踏板機(jī)構(gòu)利用死點(diǎn)實(shí)現(xiàn)特定工作利用死點(diǎn)實(shí)現(xiàn)特定工作要求的機(jī)構(gòu)示例：要求的機(jī)構(gòu)示例：飛機(jī)起落架機(jī)構(gòu)飛機(jī)起落架機(jī)構(gòu)工件夾緊機(jī)

21、構(gòu)工件夾緊機(jī)構(gòu)解：解：(1) 滑塊滑塊2可以在導(dǎo)桿上可以在導(dǎo)桿上自由移動(dòng)，故自由移動(dòng)，故AB可到達(dá)與線可到達(dá)與線AC共線的上下兩個(gè)位置，所共線的上下兩個(gè)位置，所以該構(gòu)件可成為曲柄。以該構(gòu)件可成為曲柄。12例題：例題：圖示為用于牛頭刨床的導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，其中構(gòu)件圖示為用于牛頭刨床的導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，其中構(gòu)件AB為原動(dòng)件且作逆時(shí)針等速轉(zhuǎn)動(dòng)，為原動(dòng)件且作逆時(shí)針等速轉(zhuǎn)動(dòng)，試問(wèn)：試問(wèn)：(1) 構(gòu)件構(gòu)件AB能否成為曲能否成為曲柄？柄？(2) 確定機(jī)構(gòu)的急回系數(shù)確定機(jī)構(gòu)的急回系數(shù)K。(3) 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的壓力角導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的壓力角是是變值還是常值？并求其大小。變值還是常值？并求其大小。(4)機(jī)構(gòu)是否會(huì)出現(xiàn)死點(diǎn)位置？機(jī)構(gòu)是否會(huì)出現(xiàn)

22、死點(diǎn)位置？ (2) 首先確定導(dǎo)桿首先確定導(dǎo)桿3的兩個(gè)的兩個(gè)極限位置極限位置B1C和和B2C，過(guò)，過(guò)C點(diǎn)點(diǎn)作曲柄圓的兩條切線，即可作曲柄圓的兩條切線，即可得出得出B1C和和B2C 。由于曲柄的。由于曲柄的極位夾角極位夾角等于導(dǎo)桿的角行程等于導(dǎo)桿的角行程（因?yàn)樵趦蓚€(gè)極限位置（因?yàn)樵趦蓚€(gè)極限位置AB垂直于垂直于BC），故機(jī)構(gòu)的急回），故機(jī)構(gòu)的急回系數(shù)為系數(shù)為180180180180K12(3) 因?yàn)榛瑝K給予執(zhí)行件導(dǎo)因?yàn)榛瑝K給予執(zhí)行件導(dǎo)桿的作用力的合力桿的作用力的合力P始終與始終與該力在導(dǎo)桿上的作用點(diǎn)的絕該力在導(dǎo)桿上的作用點(diǎn)的絕對(duì)速度對(duì)速度VB方向一致（垂直方向一致（垂直于于BC），故壓力角），故壓力

23、角為常值，為常值，且且=0。(4) 因?yàn)樵瓌?dòng)件為曲柄，故因?yàn)樵瓌?dòng)件為曲柄，故機(jī)構(gòu)不會(huì)出現(xiàn)死點(diǎn)。（只機(jī)構(gòu)不會(huì)出現(xiàn)死點(diǎn)。（只有從動(dòng)件與連桿共線時(shí)，有從動(dòng)件與連桿共線時(shí)，才會(huì)出現(xiàn)死點(diǎn)）才會(huì)出現(xiàn)死點(diǎn)） 12(1) 可用來(lái)傳遞較大的動(dòng)力；容易加工?？捎脕?lái)傳遞較大的動(dòng)力；容易加工。1、平面連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)、平面連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)3.3 平面連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及功能平面連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及功能(2) 構(gòu)件運(yùn)動(dòng)形式具有多樣性。構(gòu)件運(yùn)動(dòng)形式具有多樣性。(3) 在主動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律不變的情況下，只要改變?cè)谥鲃?dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律不變的情況下，只要改變連桿機(jī)構(gòu)各構(gòu)件的相對(duì)尺寸，就可以使從動(dòng)件連桿機(jī)構(gòu)各構(gòu)件的相對(duì)尺寸，就可以使從動(dòng)件實(shí)現(xiàn)不同的運(yùn)

24、動(dòng)規(guī)律和運(yùn)動(dòng)要求。實(shí)現(xiàn)不同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和運(yùn)動(dòng)要求。(4) 連桿曲線具有多樣性。連桿曲線具有多樣性。(5) 一般不適于用高速場(chǎng)合。一般不適于用高速場(chǎng)合。 (6) 運(yùn)動(dòng)傳遞的累積誤差較大。運(yùn)動(dòng)傳遞的累積誤差較大。(5) 獲得較大的機(jī)械增益。獲得較大的機(jī)械增益。2、平面連桿機(jī)構(gòu)的功能、平面連桿機(jī)構(gòu)的功能(1) 實(shí)現(xiàn)有軌跡、位置或運(yùn)動(dòng)規(guī)律要求的運(yùn)動(dòng)。實(shí)現(xiàn)有軌跡、位置或運(yùn)動(dòng)規(guī)律要求的運(yùn)動(dòng)。(2) 實(shí)現(xiàn)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)形式及運(yùn)動(dòng)特性的改變。實(shí)現(xiàn)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)形式及運(yùn)動(dòng)特性的改變。(3) 實(shí)現(xiàn)較遠(yuǎn)距離的傳動(dòng)。實(shí)現(xiàn)較遠(yuǎn)距離的傳動(dòng)。(4) 調(diào)節(jié)、擴(kuò)大從動(dòng)件行程。調(diào)節(jié)、擴(kuò)大從動(dòng)件行程。 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析的任務(wù)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析的任務(wù)

25、在已知機(jī)構(gòu)尺寸和原動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的情況下，確在已知機(jī)構(gòu)尺寸和原動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的情況下，確定機(jī)構(gòu)中其它構(gòu)件上某些點(diǎn)的軌跡、位移、速度及定機(jī)構(gòu)中其它構(gòu)件上某些點(diǎn)的軌跡、位移、速度及加速度和某些構(gòu)件的角位移、角速度及角加速度。加速度和某些構(gòu)件的角位移、角速度及角加速度。 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析的目的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析的目的 為機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)性能和動(dòng)力性能研究提供依據(jù)。為機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)性能和動(dòng)力性能研究提供依據(jù)。 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析的方法機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析的方法 圖解法圖解法解析法解析法3.4 平面連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析平面連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析試驗(yàn)法試驗(yàn)法矢量方程圖解法的基本原理和作法矢量方程圖解法的基本原理和作法 矢量方程圖解矢量方程圖解（相對(duì)運(yùn)動(dòng)

26、圖解法）（相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法）依據(jù)的原理依據(jù)的原理理論力學(xué)中的理論力學(xué)中的運(yùn)動(dòng)合成原理運(yùn)動(dòng)合成原理根據(jù)運(yùn)動(dòng)合成原理列機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的矢量方程根據(jù)運(yùn)動(dòng)合成原理列機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的矢量方程根據(jù)按矢量方程圖解條件作圖求解根據(jù)按矢量方程圖解條件作圖求解基本作法基本作法同一構(gòu)件上兩點(diǎn)間速度及加速度的關(guān)系同一構(gòu)件上兩點(diǎn)間速度及加速度的關(guān)系兩構(gòu)件重合點(diǎn)間的速度和加速度的關(guān)系兩構(gòu)件重合點(diǎn)間的速度和加速度的關(guān)系機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析兩種分析兩種常見(jiàn)情況常見(jiàn)情況 1、瞬心法及其應(yīng)用、瞬心法及其應(yīng)用（1） 速度瞬心速度瞬心 絕對(duì)瞬心絕對(duì)瞬心: 指絕對(duì)速度為零的瞬心。指絕對(duì)速度為零的瞬心。 相對(duì)瞬心相對(duì)瞬心: 指絕對(duì)速度不為零的瞬心。指

27、絕對(duì)速度不為零的瞬心。 瞬心的表示：構(gòu)件瞬心的表示：構(gòu)件i 和和 j 的瞬心用的瞬心用Pij表示。表示。 速度瞬心速度瞬心(瞬心瞬心): 指互相作平指互相作平面相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩構(gòu)件在任一瞬面相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩構(gòu)件在任一瞬時(shí)其相對(duì)速度為零的重合點(diǎn)。時(shí)其相對(duì)速度為零的重合點(diǎn)。即兩構(gòu)件的瞬時(shí)等速重合點(diǎn)。即兩構(gòu)件的瞬時(shí)等速重合點(diǎn)。應(yīng)用瞬心法時(shí)需注意兩點(diǎn)：應(yīng)用瞬心法時(shí)需注意兩點(diǎn)：一是圖形上任一點(diǎn)的速度垂直于該點(diǎn)與瞬心的連線；一是圖形上任一點(diǎn)的速度垂直于該點(diǎn)與瞬心的連線；二是瞬心的瞬時(shí)速度（相對(duì)）為零。二是瞬心的瞬時(shí)速度（相對(duì)）為零。21)n(nN（2）機(jī)構(gòu)中瞬心的數(shù)目機(jī)構(gòu)中瞬心的數(shù)目 由由n個(gè)構(gòu)件組成的機(jī)構(gòu)，其瞬

28、心總數(shù)為個(gè)構(gòu)件組成的機(jī)構(gòu)，其瞬心總數(shù)為N。（3）機(jī)構(gòu)中瞬心位置的確定機(jī)構(gòu)中瞬心位置的確定 通過(guò)運(yùn)動(dòng)副直接相連的兩構(gòu)件的瞬心位置確定通過(guò)運(yùn)動(dòng)副直接相連的兩構(gòu)件的瞬心位置確定 轉(zhuǎn)動(dòng)副連接兩轉(zhuǎn)動(dòng)副連接兩構(gòu)件的瞬心在構(gòu)件的瞬心在轉(zhuǎn)動(dòng)副中心轉(zhuǎn)動(dòng)副中心移動(dòng)副連接兩移動(dòng)副連接兩構(gòu)件的瞬心在構(gòu)件的瞬心在垂直于導(dǎo)路方垂直于導(dǎo)路方向的無(wú)窮遠(yuǎn)處向的無(wú)窮遠(yuǎn)處若為純滾動(dòng)若為純滾動(dòng), 接接觸點(diǎn)即為瞬心；觸點(diǎn)即為瞬心；若既有滾動(dòng)又有滑若既有滾動(dòng)又有滑動(dòng)動(dòng), 則瞬心在高副接則瞬心在高副接觸點(diǎn)處的公法線上觸點(diǎn)處的公法線上 不直接相連兩構(gòu)件的瞬心位置確定不直接相連兩構(gòu)件的瞬心位置確定三心定理：三心定理：作平面運(yùn)動(dòng)的三個(gè)構(gòu)件共有三

29、個(gè)瞬作平面運(yùn)動(dòng)的三個(gè)構(gòu)件共有三個(gè)瞬心，它們位于同一直線上。心，它們位于同一直線上。 因?yàn)樗残氖莾蓸?gòu)件上因?yàn)樗残氖莾蓸?gòu)件上絕對(duì)速度相等的重合點(diǎn)，絕對(duì)速度相等的重合點(diǎn)，顯然，只有當(dāng)顯然，只有當(dāng)P23位于位于P12和和P13的連線上時(shí)，構(gòu)件的連線上時(shí)，構(gòu)件2和構(gòu)件和構(gòu)件3的重合點(diǎn)的絕對(duì)的重合點(diǎn)的絕對(duì)速度的方向才能一致。速度的方向才能一致。所以所以P23必定位于必定位于P12和和P13的連線上。的連線上。（4）瞬心法在機(jī)構(gòu)速度分析中的應(yīng)用瞬心法在機(jī)構(gòu)速度分析中的應(yīng)用 利用瞬心法進(jìn)行速度分析，可求出兩構(gòu)件利用瞬心法進(jìn)行速度分析，可求出兩構(gòu)件的角速度比、構(gòu)件的角速度及構(gòu)件上某點(diǎn)的的角速度比、構(gòu)件的角速度及

30、構(gòu)件上某點(diǎn)的線速度。線速度。例題例題1，如圖所示凸輪機(jī)構(gòu)，設(shè)已知各構(gòu)件尺寸，如圖所示凸輪機(jī)構(gòu)，設(shè)已知各構(gòu)件尺寸和凸輪的角速度和凸輪的角速度w2，求從動(dòng)件，求從動(dòng)件3的速度的速度v3。lPPPvv 2312223 223nKP12P231nP13解：解： 關(guān)鍵是確定構(gòu)件關(guān)鍵是確定構(gòu)件2和和3的的相對(duì)瞬心相對(duì)瞬心P23。例題例題2，如圖所示的平面四桿機(jī)構(gòu)中，已知原動(dòng)，如圖所示的平面四桿機(jī)構(gòu)中，已知原動(dòng)件件2以角速度以角速度w2等速度轉(zhuǎn)動(dòng)，等速度轉(zhuǎn)動(dòng)， 現(xiàn)需確定機(jī)構(gòu)在圖現(xiàn)需確定機(jī)構(gòu)在圖示位置時(shí)從動(dòng)件示位置時(shí)從動(dòng)件4的角速度的角速度w4。解：解：先確定瞬心位置。先確定瞬心位置。直接觀察得到四個(gè)瞬心。直

31、接觀察得到四個(gè)瞬心。P34P14P23P12134422機(jī)構(gòu)瞬心數(shù)目為：機(jī)構(gòu)瞬心數(shù)目為：N=6瞬心瞬心P24：分別選構(gòu)件分別選構(gòu)件2、3、4和構(gòu)和構(gòu)件件2、1、4用兩次三心定理求得。用兩次三心定理求得。P34P14P23P12P24P13134422瞬心瞬心P13：分別選構(gòu)件分別選構(gòu)件1、4、3和構(gòu)件和構(gòu)件1、2、3用兩次三心定用兩次三心定理求得。理求得。llPPPP 2414424122 2412241442PPPP P34P14P23P12P24P13134422且等于該兩構(gòu)件絕對(duì)瞬心且等于該兩構(gòu)件絕對(duì)瞬心至其相對(duì)瞬心距離的反比至其相對(duì)瞬心距離的反比42稱為機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比稱為機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比因因P2

32、4為構(gòu)件為構(gòu)件2和和4的等速重合點(diǎn)，故的等速重合點(diǎn)，故P23P24P122342v2P14P34例題例題3，如圖所示的帶有一移動(dòng)副的平面四桿機(jī)構(gòu)，如圖所示的帶有一移動(dòng)副的平面四桿機(jī)構(gòu)中，中， 已知原動(dòng)件已知原動(dòng)件2以角速度以角速度w2等速度轉(zhuǎn)動(dòng)，現(xiàn)需等速度轉(zhuǎn)動(dòng)，現(xiàn)需確定機(jī)構(gòu)在圖示位置時(shí)從動(dòng)件確定機(jī)構(gòu)在圖示位置時(shí)從動(dòng)件4的速度的速度v4。lPPPvv 2412224 解：解：關(guān)鍵是利用兩次三心關(guān)鍵是利用兩次三心定理求得速度瞬心定理求得速度瞬心P24。 瞬心法應(yīng)用總結(jié)：瞬心法應(yīng)用總結(jié)： 瞬心法優(yōu)點(diǎn)：速度分析比較簡(jiǎn)單。瞬心法優(yōu)點(diǎn)：速度分析比較簡(jiǎn)單。 瞬心法缺點(diǎn)：不適用多桿機(jī)構(gòu)；瞬心法缺點(diǎn)：不適用多桿

33、機(jī)構(gòu)； 如瞬心點(diǎn)如瞬心點(diǎn)落在紙外，求解不便；速度瞬心法只限于對(duì)速落在紙外，求解不便；速度瞬心法只限于對(duì)速度進(jìn)行分析度進(jìn)行分析, , 不能分析機(jī)構(gòu)的加速度；精度不不能分析機(jī)構(gòu)的加速度；精度不高。高。2. 平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析 圖示四桿機(jī)構(gòu)，已知機(jī)構(gòu)各構(gòu)件尺寸及原動(dòng)圖示四桿機(jī)構(gòu)，已知機(jī)構(gòu)各構(gòu)件尺寸及原動(dòng)件件1 1的角位移的角位移 1 1和角速度和角速度 1 1 ，現(xiàn)對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行位，現(xiàn)對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行位置、速度、加速度分析。置、速度、加速度分析。動(dòng)畫(huà)演示動(dòng)畫(huà)演示3.5 平面四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)平面四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)1. 平面連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本問(wèn)題平面連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本問(wèn)題（三大類）（三大類）平

34、面連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本任務(wù)：平面連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本任務(wù)： 第一是根據(jù)給定的設(shè)計(jì)要求選定機(jī)構(gòu)型式；第一是根據(jù)給定的設(shè)計(jì)要求選定機(jī)構(gòu)型式； 第二是確定各構(gòu)件尺寸，并要滿足結(jié)構(gòu)條件、第二是確定各構(gòu)件尺寸，并要滿足結(jié)構(gòu)條件、動(dòng)力條件和運(yùn)動(dòng)連續(xù)條件等。動(dòng)力條件和運(yùn)動(dòng)連續(xù)條件等。（1）實(shí)現(xiàn)剛體給定位置的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)剛體給定位置的設(shè)計(jì) 即滿足預(yù)定的連桿位置要求，要求連桿能依次占即滿足預(yù)定的連桿位置要求，要求連桿能依次占據(jù)一系列的預(yù)定位置。據(jù)一系列的預(yù)定位置。飛機(jī)起落架機(jī)構(gòu)飛機(jī)起落架機(jī)構(gòu)機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)示示例例鑄造用翻箱機(jī)構(gòu)鑄造用翻箱機(jī)構(gòu)（2）實(shí)現(xiàn)預(yù)定運(yùn)動(dòng)規(guī)律的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)預(yù)定運(yùn)動(dòng)規(guī)律的設(shè)計(jì) 要求所設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的主、從動(dòng)連架桿之間

35、的要求所設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的主、從動(dòng)連架桿之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系能滿足某種給定的函數(shù)關(guān)系。通常運(yùn)動(dòng)關(guān)系能滿足某種給定的函數(shù)關(guān)系。通常稱為函數(shù)生成機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。稱為函數(shù)生成機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。要求兩連架桿的轉(zhuǎn)角能夠滿足預(yù)定的對(duì)應(yīng)要求兩連架桿的轉(zhuǎn)角能夠滿足預(yù)定的對(duì)應(yīng)位置關(guān)系；位置關(guān)系；要求在原動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律一定的條件下，從要求在原動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律一定的條件下，從動(dòng)件能夠準(zhǔn)確地或近似地滿足預(yù)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)動(dòng)件能夠準(zhǔn)確地或近似地滿足預(yù)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律要求。律要求。 設(shè)計(jì)時(shí)要求兩連架桿的轉(zhuǎn)角應(yīng)大小相等，方設(shè)計(jì)時(shí)要求兩連架桿的轉(zhuǎn)角應(yīng)大小相等，方向相反，以實(shí)現(xiàn)車門(mén)的啟閉。向相反，以實(shí)現(xiàn)車門(mén)的啟閉。機(jī)構(gòu)實(shí)例機(jī)構(gòu)實(shí)例車門(mén)開(kāi)閉機(jī)構(gòu)車門(mén)開(kāi)閉機(jī)構(gòu)（3）實(shí)現(xiàn)預(yù)

36、定軌跡的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)預(yù)定軌跡的設(shè)計(jì) 即要求機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，連桿上某些點(diǎn)能實(shí)現(xiàn)預(yù)定即要求機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，連桿上某些點(diǎn)能實(shí)現(xiàn)預(yù)定的軌跡要求。也稱為軌跡生成機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。的軌跡要求。也稱為軌跡生成機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。動(dòng)動(dòng) 畫(huà)畫(huà)鶴式起重機(jī)鶴式起重機(jī)機(jī)構(gòu)實(shí)例：機(jī)構(gòu)實(shí)例：2. 平面四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本方法平面四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本方法基本方法基本方法圖解法：圖解法：直觀，簡(jiǎn)明易懂，精度較低直觀，簡(jiǎn)明易懂，精度較低解析法：解析法：精度高，計(jì)算繁雜精度高，計(jì)算繁雜實(shí)驗(yàn)法：實(shí)驗(yàn)法：是一種拼湊法，精度較低是一種拼湊法，精度較低三種情況三種情況一是按給定的行程速比系數(shù)一是按給定的行程速比系數(shù)K設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)二是按給定的連桿位置設(shè)計(jì)二是按給定

37、的連桿位置設(shè)計(jì)三是按給定連架桿的對(duì)應(yīng)位置設(shè)計(jì)三是按給定連架桿的對(duì)應(yīng)位置設(shè)計(jì) 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求：已知搖桿的長(zhǎng)度已知搖桿的長(zhǎng)度CD、擺角、擺角及行程及行程速比系數(shù)速比系數(shù)K。（1）按給定的行程速比系數(shù)）按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)設(shè)計(jì)步驟：設(shè)計(jì)步驟：動(dòng)畫(huà)演示動(dòng)畫(huà)演示已知條件：滑塊行程已知條件：滑塊行程H、偏矩、偏矩e和行程速比系數(shù)和行程速比系數(shù)K。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟：設(shè)計(jì)步驟：動(dòng)畫(huà)演示動(dòng)畫(huà)演示已知條件：機(jī)架長(zhǎng)度已知條件：機(jī)架長(zhǎng)度lAD和行程速比系數(shù)和行程速比系數(shù)K。曲柄導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)曲柄導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)因?qū)U機(jī)構(gòu)的極位夾角因?qū)U機(jī)構(gòu)的極位夾角與導(dǎo)桿與導(dǎo)桿擺

38、角擺角相等相等故故=180(K-1)/(K+1)取任一點(diǎn)取任一點(diǎn)D，作，作mDn=，再，再作角等分線，在角等分線上取作角等分線，在角等分線上取lDA=d，求得曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)中心，求得曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)中心A由由A點(diǎn)對(duì)極限位置的導(dǎo)桿作垂線，點(diǎn)對(duì)極限位置的導(dǎo)桿作垂線，求得曲柄長(zhǎng)度求得曲柄長(zhǎng)度a。動(dòng)畫(huà)演示動(dòng)畫(huà)演示（2）按給定的連桿位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)按給定的連桿位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu) C12Ab12D已知連桿長(zhǎng)度及兩預(yù)定位置已知連桿長(zhǎng)度及兩預(yù)定位置B1C1、B2C2，設(shè)計(jì)該四桿機(jī)構(gòu)。，設(shè)計(jì)該四桿機(jī)構(gòu)。設(shè)計(jì)步驟：設(shè)計(jì)步驟：B1C1C2B2設(shè)計(jì)分析：設(shè)計(jì)分析：和分別在和分別在B1B和和C1C的垂直平分線上。的垂直平分線上。鉸鏈和

39、位置已知，固定鉸鏈和未知。鉸鏈和位置已知，固定鉸鏈和未知。鉸鏈和軌跡為圓弧，其圓心分別為點(diǎn)和。鉸鏈和軌跡為圓弧，其圓心分別為點(diǎn)和。動(dòng)畫(huà)演示動(dòng)畫(huà)演示已知連桿長(zhǎng)度，要求機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中占據(jù)圖示已知連桿長(zhǎng)度，要求機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中占據(jù)圖示B1C1、B2C2、B3C3三個(gè)位置，試設(shè)計(jì)該四桿機(jī)構(gòu)。三個(gè)位置，試設(shè)計(jì)該四桿機(jī)構(gòu)。b12DAB1B2B3b23C1C2C3c23設(shè)計(jì)步驟：設(shè)計(jì)步驟：動(dòng)畫(huà)演示動(dòng)畫(huà)演示 機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化法或反轉(zhuǎn)法（也叫更換固定件法）：指機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化法或反轉(zhuǎn)法（也叫更換固定件法）：指根據(jù)機(jī)構(gòu)的倒置理論，通過(guò)取不同構(gòu)件為機(jī)架，將根據(jù)機(jī)構(gòu)的倒置理論，通過(guò)取不同構(gòu)件為機(jī)架，將按按連架桿連架桿預(yù)定位置設(shè)計(jì)四

40、桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化為按預(yù)定位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化為按連桿連桿預(yù)定預(yù)定位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)的方法。位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)的方法。（3）按給定兩連架桿的對(duì)應(yīng)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)）按給定兩連架桿的對(duì)應(yīng)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)倒置機(jī)構(gòu)倒置設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)方法 用機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化法設(shè)計(jì)過(guò)程用機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化法設(shè)計(jì)過(guò)程動(dòng)畫(huà)演示動(dòng)畫(huà)演示設(shè)計(jì)要求：已知機(jī)架長(zhǎng)度設(shè)計(jì)要求：已知機(jī)架長(zhǎng)度d d，要求原動(dòng)件順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)，要求原動(dòng)件順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò) 1212角角時(shí)，從動(dòng)件相應(yīng)的順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)時(shí)，從動(dòng)件相應(yīng)的順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò) 1212，試設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)。，試設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)。按給定連架桿的兩個(gè)對(duì)應(yīng)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)按給定連架桿的兩個(gè)對(duì)應(yīng)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟：設(shè)計(jì)步驟：動(dòng)畫(huà)演示動(dòng)畫(huà)演示設(shè)計(jì)要

41、求：設(shè)計(jì)要求：已知機(jī)架長(zhǎng)度已知機(jī)架長(zhǎng)度d，要求原動(dòng)件順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)，要求原動(dòng)件順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)12、13角時(shí)，從動(dòng)件相應(yīng)的順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)角時(shí)，從動(dòng)件相應(yīng)的順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)12、13，試試設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)。設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)。 給定連架桿的給定連架桿的3個(gè)對(duì)應(yīng)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)個(gè)對(duì)應(yīng)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟：設(shè)計(jì)步驟：動(dòng)畫(huà)演示動(dòng)畫(huà)演示 按給定兩連架桿的對(duì)應(yīng)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)按給定兩連架桿的對(duì)應(yīng)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)（4）用解析法設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)用解析法設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)已知設(shè)計(jì)要求：從動(dòng)件已知設(shè)計(jì)要求：從動(dòng)件3和主動(dòng)件和主動(dòng)件1的轉(zhuǎn)角之間滿足一的轉(zhuǎn)角之間滿足一系列對(duì)應(yīng)位置關(guān)系系列對(duì)應(yīng)位置關(guān)系nifii、 21),(13分析：分析：運(yùn)動(dòng)變量：運(yùn)動(dòng)變量：321、設(shè)計(jì)參數(shù)：設(shè)計(jì)參數(shù)：桿長(zhǎng)桿長(zhǎng)a, b, c, d和和0、0 令令a/a=1, b/a=m, c/a=n, d/a=l。