機(jī)械原理第4章綜述

1、本章教學(xué)目標(biāo)本章教學(xué)目標(biāo)第四章第四章 平面連桿機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)平面連桿機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì) 了解平面連桿機(jī)構(gòu)的組成及其主要優(yōu)缺點(diǎn)了解平面連桿機(jī)構(gòu)的組成及其主要優(yōu)缺點(diǎn); 了解平面連桿機(jī)構(gòu)的基本形式及其演化和應(yīng)用；了解平面連桿機(jī)構(gòu)的基本形式及其演化和應(yīng)用； 明確四桿機(jī)構(gòu)曲柄存在條件和機(jī)構(gòu)急回運(yùn)動(dòng)及行程明確四桿機(jī)構(gòu)曲柄存在條件和機(jī)構(gòu)急回運(yùn)動(dòng)及行程速比系數(shù)等概念；速比系數(shù)等概念； 對(duì)傳動(dòng)角、死點(diǎn)、運(yùn)動(dòng)連續(xù)性等有明確的概念；對(duì)傳動(dòng)角、死點(diǎn)、運(yùn)動(dòng)連續(xù)性等有明確的概念； 了解平面四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本問(wèn)題，掌握根據(jù)具體了解平面四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本問(wèn)題，掌握根據(jù)具體設(shè)計(jì)條件和實(shí)際需要設(shè)計(jì)平面四桿機(jī)構(gòu)的方法。設(shè)計(jì)條件和實(shí)際需要設(shè)

2、計(jì)平面四桿機(jī)構(gòu)的方法。第四章第四章 平面連桿機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)平面連桿機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)4-1 連桿機(jī)構(gòu)及其特點(diǎn)連桿機(jī)構(gòu)及其特點(diǎn)4-2 平面連桿機(jī)構(gòu)的類(lèi)型及應(yīng)用平面連桿機(jī)構(gòu)的類(lèi)型及應(yīng)用4-3 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)4-4 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)4-5 多桿機(jī)構(gòu)多桿機(jī)構(gòu)本章教學(xué)內(nèi)容本章教學(xué)內(nèi)容4-1 連桿機(jī)構(gòu)及其傳動(dòng)特點(diǎn)連桿機(jī)構(gòu)及其傳動(dòng)特點(diǎn)一、何謂連桿機(jī)構(gòu)一、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)低副連接而組成，又稱(chēng)為連桿機(jī)構(gòu)由若干個(gè)構(gòu)件通過(guò)低副連接而組成，又稱(chēng)為低副機(jī)構(gòu)。低副機(jī)構(gòu)。共同特點(diǎn)：共同特點(diǎn)： 原動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)原動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)不與機(jī)架直接經(jīng)過(guò)不與機(jī)架直接相連的中間構(gòu)

3、件傳相連的中間構(gòu)件傳遞到從動(dòng)件上。遞到從動(dòng)件上。中間構(gòu)件稱(chēng)為連桿。中間構(gòu)件稱(chēng)為連桿。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)分為空間連桿機(jī)構(gòu)空間連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)構(gòu)件多呈桿狀構(gòu)件多呈桿狀簡(jiǎn)稱(chēng)為桿簡(jiǎn)稱(chēng)為桿根據(jù)桿數(shù)命名：根據(jù)桿數(shù)命名： 四桿機(jī)構(gòu)四桿機(jī)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)著著重重討討論論優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：連桿機(jī)構(gòu)為低副機(jī)構(gòu)，運(yùn)動(dòng)副為面接觸，壓強(qiáng)小，承載連桿機(jī)構(gòu)為低副機(jī)構(gòu)，運(yùn)動(dòng)副為面接觸，

4、壓強(qiáng)小，承載能力大，耐沖擊；能力大，耐沖擊； 運(yùn)動(dòng)副元素的幾何形狀多為平面或圓柱面，便于加工運(yùn)動(dòng)副元素的幾何形狀多為平面或圓柱面，便于加工制造；制造； 在原動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律不變情況下，通過(guò)改變各構(gòu)件的相對(duì)在原動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律不變情況下，通過(guò)改變各構(gòu)件的相對(duì)長(zhǎng)度可以使從動(dòng)件得到不同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律；長(zhǎng)度可以使從動(dòng)件得到不同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律；可以連桿曲線(xiàn)可以滿(mǎn)足不同運(yùn)動(dòng)軌跡的設(shè)計(jì)要求；可以連桿曲線(xiàn)可以滿(mǎn)足不同運(yùn)動(dòng)軌跡的設(shè)計(jì)要求；缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：由于運(yùn)動(dòng)積累誤差較大，因而影響傳動(dòng)精度；由于運(yùn)動(dòng)積累誤差較大，因而影響傳動(dòng)精度；由于慣性力不好平衡而不適于高速傳動(dòng)；由于慣性力不好平衡而不適于高速傳動(dòng)；設(shè)計(jì)方法比較復(fù)雜。設(shè)計(jì)方法比

5、較復(fù)雜。二、連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)二、連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)一、平面四桿機(jī)構(gòu)的基本型式一、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曲柄：能作整周回轉(zhuǎn)的連架桿。曲柄：能作整周回轉(zhuǎn)的連架桿。搖桿：只能在一定范圍內(nèi)搖動(dòng)的連架桿；搖桿：只能在一定范圍內(nèi)搖動(dòng)的連架桿；周轉(zhuǎn)副：組成轉(zhuǎn)動(dòng)副的兩構(gòu)件能整周相周轉(zhuǎn)副：組成轉(zhuǎn)動(dòng)副的兩構(gòu)件能整周相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)；對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)；擺轉(zhuǎn)副：不能作整周相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)副。擺轉(zhuǎn)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)運(yùn)動(dòng)副全為轉(zhuǎn)動(dòng)副。運(yùn)動(dòng)副全為轉(zhuǎn)動(dòng)副。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)

6、構(gòu) 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，若其兩個(gè)連架桿鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，若其兩個(gè)連架桿一為曲柄一為曲柄，一為搖桿一為搖桿，則此四桿機(jī)構(gòu)稱(chēng)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。則此四桿機(jī)構(gòu)稱(chēng)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。應(yīng)用：應(yīng)用：雷達(dá)天線(xiàn)俯仰機(jī)構(gòu)雷達(dá)天線(xiàn)俯仰機(jī)構(gòu)動(dòng)畫(huà)動(dòng)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)畫(huà)動(dòng)畫(huà) 在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，若其兩個(gè)連架中，若其兩個(gè)連架桿都是曲柄，則稱(chēng)桿都是曲柄，則稱(chēng)為為雙曲柄機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)。 雙曲柄機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)慣性篩機(jī)構(gòu)慣性篩機(jī)構(gòu)平行四邊形機(jī)構(gòu)：平行四邊形機(jī)構(gòu)：指相對(duì)兩桿平行且指相對(duì)兩桿平行且相等的雙曲柄機(jī)構(gòu)。相等的雙曲柄機(jī)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)

7、連桿作平動(dòng)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)例車(chē)輪動(dòng)畫(huà)車(chē)輪動(dòng)畫(huà)機(jī)車(chē)車(chē)輪聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)機(jī)車(chē)車(chē)輪聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)播種機(jī)料斗機(jī)構(gòu)播種機(jī)料斗機(jī)構(gòu)升升降降機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)升降機(jī)構(gòu)動(dòng)畫(huà)升降機(jī)構(gòu)動(dòng)畫(huà)逆平行（反平行）逆平行（反平行）四邊形機(jī)構(gòu)四邊形機(jī)構(gòu)：指兩：指兩相對(duì)桿長(zhǎng)相等但不相對(duì)桿長(zhǎng)相等但不平行的雙曲柄機(jī)構(gòu)平行的雙曲柄機(jī)構(gòu)應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例車(chē)門(mén)開(kāi)閉機(jī)構(gòu)車(chē)門(mén)開(kāi)閉機(jī)構(gòu)動(dòng)畫(huà)動(dòng)畫(huà)雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)若兩連架桿都是搖桿，則稱(chēng)其為雙搖桿機(jī)構(gòu)。鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)若兩連架桿都是搖桿，則稱(chēng)其為雙搖桿機(jī)構(gòu)。應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例等腰梯形機(jī)構(gòu)等腰梯形機(jī)構(gòu)：指兩搖桿：指兩搖桿長(zhǎng)相等的雙搖桿機(jī)構(gòu)。長(zhǎng)相等的雙搖桿機(jī)構(gòu)。應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例汽車(chē)前輪轉(zhuǎn)

8、向機(jī)構(gòu)汽車(chē)前輪轉(zhuǎn)向機(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)畫(huà)動(dòng)畫(huà)二、平面四桿機(jī)構(gòu)的演化型式二、平面四桿機(jī)構(gòu)的演化型式改變構(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(xiàn)導(dǎo)軌曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲線(xiàn)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)連桿尺寸連桿尺寸為無(wú)窮大為無(wú)窮大從動(dòng)件從動(dòng)件3的位移與原的位移與原動(dòng)件動(dòng)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

9、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)二、平面四桿機(jī)構(gòu)的演化型式二、平面四桿機(jī)構(gòu)的演化型式(續(xù)續(xù)) 改變運(yùn)動(dòng)副的尺寸改變運(yùn)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(chēng)此圓盤(pán)為圓盤(pán)，稱(chēng)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(chēng)為離稱(chēng)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)曲柄長(zhǎng)二、平面四桿機(jī)構(gòu)的演化型式二、平面

10、四桿機(jī)構(gòu)的演化型式(續(xù)續(xù)) 通過(guò)選用不同構(gòu)件為機(jī)架通過(guò)選用不同構(gòu)件為機(jī)架導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)應(yīng)用實(shí)例導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)應(yīng)用實(shí)例小型刨床小型刨床牛頭刨床牛頭刨床二、平面四桿機(jī)構(gòu)的演化型式二、平面四桿機(jī)構(gòu)的演化型式(續(xù)續(xù))回轉(zhuǎn)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)：指導(dǎo)桿能作整回轉(zhuǎn)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)：指導(dǎo)桿能作整周轉(zhuǎn)動(dòng)的導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)；周轉(zhuǎn)動(dòng)的導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)；擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)：指導(dǎo)桿只能在擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)：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)。一定的角度內(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)定塊機(jī)構(gòu)定塊機(jī)構(gòu)卡車(chē)車(chē)廂舉升機(jī)構(gòu)卡車(chē)車(chē)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)件選運(yùn)動(dòng)鏈中不同構(gòu)件為機(jī)架得不同機(jī)構(gòu)的為機(jī)架得不同機(jī)構(gòu)的方法稱(chēng)為方法稱(chēng)為機(jī)構(gòu)的倒置機(jī)構(gòu)的

11、倒置二、平面四桿機(jī)構(gòu)的演化型式二、平面四桿機(jī)構(gòu)的演化型式(續(xù)續(xù)) 運(yùn)動(dòng)副元素的逆換運(yùn)動(dòng)副元素的逆換 對(duì)于移動(dòng)副，將運(yùn)動(dòng)副兩元素的包容關(guān)系進(jìn)行逆換，對(duì)于移動(dòng)副，將運(yùn)動(dòng)副兩元素的包容關(guān)系進(jìn)行逆換，并不影響兩構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。并不影響兩構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)構(gòu)件構(gòu)件2包包容構(gòu)件容構(gòu)件3構(gòu)件構(gòu)件3包包容構(gòu)件容構(gòu)件2曲柄搖塊機(jī)構(gòu)曲柄搖塊機(jī)構(gòu)二、平面四桿機(jī)構(gòu)的演化型式二、平面四桿機(jī)構(gòu)的演化型式(續(xù)續(xù))一、平面四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件一、平面四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件分析分析：構(gòu)件構(gòu)件AB要為曲柄，則轉(zhuǎn)動(dòng)要為曲柄，則轉(zhuǎn)動(dòng)副副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)整周中桿應(yīng)能占據(jù)整周中

12、的任何位置；的任何位置；因此因此AB桿應(yīng)能占據(jù)與桿應(yīng)能占據(jù)與AD共共線(xiàn)的位置線(xiàn)的位置AB及及AB。由由DB C由由 DBCcbdacadb)(badc)(cdbabdcadabaca兩兩相加兩兩相加結(jié)論：結(jié)論： 轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)副A成為周轉(zhuǎn)副的條件成為周轉(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)條件桿長(zhǎng)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。推論推論 當(dāng)機(jī)構(gòu)尺寸滿(mǎn)足桿長(zhǎng)條件時(shí)，最短桿兩端的轉(zhuǎn)動(dòng)副當(dāng)機(jī)構(gòu)尺寸滿(mǎn)足桿長(zhǎng)條件時(shí)，最短桿兩端的轉(zhuǎn)動(dòng)副均為周轉(zhuǎn)副；其余轉(zhuǎn)動(dòng)副為擺轉(zhuǎn)副。均為周轉(zhuǎn)副；其余轉(zhuǎn)動(dòng)副為擺轉(zhuǎn)副

13、。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)構(gòu)尺寸滿(mǎn)足桿長(zhǎng)條件，且最短桿為機(jī)架或連架桿。機(jī)構(gòu)尺寸滿(mǎn)足桿長(zhǎng)條件，且最短桿為機(jī)架或連架桿。一、平面四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件一、平面四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件(續(xù)續(xù))例：圖示機(jī)構(gòu)尺寸滿(mǎn)足桿長(zhǎng)條件，當(dāng)取不同構(gòu)件為機(jī)架時(shí)例：圖示機(jī)構(gòu)尺寸滿(mǎn)足桿長(zhǎng)條件，當(dāng)取不同構(gòu)件為機(jī)架時(shí)各得什么機(jī)構(gòu)？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)一、平面四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件一、平面四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件(續(xù)續(xù))注意：如果四桿機(jī)

14、構(gòu)不滿(mǎn)足桿長(zhǎng)條件，則不論取哪個(gè)構(gòu)件注意：如果四桿機(jī)構(gòu)不滿(mǎn)足桿長(zhǎng)條件，則不論取哪個(gè)構(gòu)件為機(jī)架，均為雙搖桿機(jī)構(gòu)。為機(jī)架，均為雙搖桿機(jī)構(gòu)。思考題：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)和導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件是什么？思考題：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)和導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件是什么？風(fēng)扇搖頭機(jī)構(gòu)風(fēng)扇搖頭機(jī)構(gòu)滿(mǎn)足滿(mǎn)足桿長(zhǎng)條件的雙滿(mǎn)足滿(mǎn)足桿長(zhǎng)條件的雙搖桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用實(shí)例：搖桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用實(shí)例：一、平面四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件一、平面四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件(續(xù)續(xù))二、急回運(yùn)動(dòng)和行程速比系數(shù)二、急回運(yùn)動(dòng)和行程速比系數(shù)1、機(jī)構(gòu)極位、機(jī)構(gòu)極位：曲柄回：曲柄回轉(zhuǎn)一周，與連桿兩次共轉(zhuǎn)一周，與連桿兩次共線(xiàn)，此時(shí)搖桿分別處于線(xiàn)，此時(shí)搖桿分別處于兩極限位置，稱(chēng)為機(jī)構(gòu)兩極限位置

15、，稱(chēng)為機(jī)構(gòu)極位。極位。2、極位夾角、極位夾角：機(jī)構(gòu)在：機(jī)構(gòu)在兩個(gè)極位時(shí)，原動(dòng)件所兩個(gè)極位時(shí)，原動(dòng)件所處兩個(gè)位置之間所夾的處兩個(gè)位置之間所夾的銳角銳角稱(chēng)為極位夾角。稱(chēng)為極位夾角。3、急回運(yùn)動(dòng)、急回運(yùn)動(dòng)：動(dòng)畫(huà)演示動(dòng)畫(huà)演示180121DCDC180121DCDC121t2t 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，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)性質(zhì)稱(chēng)為機(jī)構(gòu)的這種運(yùn)動(dòng)性質(zhì)稱(chēng)為急回運(yùn)動(dòng)急回運(yùn)動(dòng)。搖桿搖桿C點(diǎn)平均速度點(diǎn)平均速度2v1v00212112122112180180/tttCCtCCvvK4、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，用反正行

16、程速比系數(shù)為表明急回運(yùn)動(dòng)程度，用反正行程速比系數(shù)K來(lái)衡量：來(lái)衡量： 角愈大，角愈大，K值愈大，急值愈大，急回運(yùn)動(dòng)性質(zhì)愈顯著?；剡\(yùn)動(dòng)性質(zhì)愈顯著。二、急回運(yùn)動(dòng)和行程速比系數(shù)二、急回運(yùn)動(dòng)和行程速比系數(shù)(續(xù)續(xù))對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)00，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 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，提節(jié)省空回時(shí)間，提高工作效率。高工作效率。注意：急回具有方向性注意：急回具有方向性二、急回運(yùn)動(dòng)和行程速比系數(shù)二、急回運(yùn)動(dòng)和行程速比系數(shù)(續(xù)續(xù))1、機(jī)構(gòu)壓力角、機(jī)構(gòu)壓力角 機(jī)構(gòu)從動(dòng)件

17、上作用點(diǎn)的力與該點(diǎn)的速度方向之間所夾的機(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)在此位置的壓力角銳角，為機(jī)構(gòu)在此位置的壓力角 。三、四桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角與死點(diǎn)三、四桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角與死點(diǎn)2、傳動(dòng)角、傳動(dòng)角 機(jī)構(gòu)壓力角的機(jī)構(gòu)壓力角的余角稱(chēng)為機(jī)構(gòu)在此余角稱(chēng)為機(jī)構(gòu)在此位置的傳動(dòng)角位置的傳動(dòng)角 g g。g 90 機(jī)構(gòu)常用傳動(dòng)機(jī)構(gòu)常用傳動(dòng)角大小及變化來(lái)衡角大小及變化來(lái)衡量機(jī)構(gòu)傳力性能的量機(jī)構(gòu)傳力性能的好壞。好壞。5040mingbcadcb2)(arccos2221g)90(2)(arccos222222DCBbcadcbg曲柄搖桿機(jī)構(gòu)：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)： g gmin出現(xiàn)在曲出現(xiàn)在曲柄與機(jī)架共

18、線(xiàn)的兩柄與機(jī)架共線(xiàn)的兩位置之一。位置之一。3、最小傳動(dòng)角的位置：、最小傳動(dòng)角的位置：)90(2)(arccos180222222DCBbcadcbg或),min(21minggg三、四桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角與死點(diǎn)（續(xù)）三、四桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角與死點(diǎn)（續(xù)）動(dòng)畫(huà)演示動(dòng)畫(huà)演示 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)連桿與連桿與曲柄共線(xiàn)時(shí)曲柄共線(xiàn)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)連桿作用于通過(guò)連桿作用于從動(dòng)件從動(dòng)件AB上的力恰好通過(guò)其回轉(zhuǎn)中心，出現(xiàn)不能使構(gòu)件上的力恰好通過(guò)其回轉(zhuǎn)中心，出現(xiàn)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)的這種位置稱(chēng)為死點(diǎn)。

19、的現(xiàn)象，機(jī)構(gòu)的這種位置稱(chēng)為死點(diǎn)。4、死點(diǎn)、死點(diǎn)三、四桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角與死點(diǎn)（續(xù)）三、四桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角與死點(diǎn)（續(xù)）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)位置三、四桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角與死點(diǎn)（續(xù)）三、四桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角與死點(diǎn)（續(xù)）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：將兩組以上組合而措施一：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：加裝飛輪利用慣性使措施二：加裝飛輪利用慣性使機(jī)構(gòu)通過(guò)死點(diǎn)位置機(jī)構(gòu)通過(guò)死點(diǎn)位置機(jī)車(chē)車(chē)輪聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)機(jī)車(chē)車(chē)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)三、四桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角與死點(diǎn)（續(xù)）三、四桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角與死點(diǎn)（續(xù)）利用死點(diǎn)實(shí)現(xiàn)特

20、定工利用死點(diǎn)實(shí)現(xiàn)特定工作要求的機(jī)構(gòu)示例：作要求的機(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)構(gòu)工件夾緊機(jī)構(gòu)三、四桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角與死點(diǎn)（續(xù)）三、四桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角與死點(diǎn)（續(xù)）四、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)連續(xù)性四、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)連續(xù)性1、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：指連桿機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，：指連桿機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，能否連續(xù)實(shí)現(xiàn)給定的各個(gè)位置的運(yùn)動(dòng)。能否連續(xù)實(shí)現(xiàn)給定的各個(gè)位置的運(yùn)動(dòng)?？尚杏蚩尚杏蛑赣芍赣伤_定的范圍。所確定的范圍。)(332、可行域：、可行域：指由指由所確定的范圍。所確定的范圍。)(333、不可行域：、不可行域：不可行域不可行域4、錯(cuò)位不連續(xù)、錯(cuò)位不連續(xù) 指不連通的指

21、不連通的兩個(gè)可行域內(nèi)兩個(gè)可行域內(nèi)的運(yùn)動(dòng)不連續(xù)。的運(yùn)動(dòng)不連續(xù)。5、錯(cuò)序不連續(xù)、錯(cuò)序不連續(xù) 當(dāng)原動(dòng)件按通一方向連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，若其連桿不能按當(dāng)原動(dòng)件按通一方向連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，若其連桿不能按順序通過(guò)給定的各個(gè)位置，稱(chēng)這種運(yùn)動(dòng)不連續(xù)為順序通過(guò)給定的各個(gè)位置，稱(chēng)這種運(yùn)動(dòng)不連續(xù)為錯(cuò)序不錯(cuò)序不連續(xù)。連續(xù)。4-4 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、平面連桿設(shè)計(jì)的基本問(wèn)題一、平面連桿設(shè)計(jì)的基本問(wèn)題1、平面連桿機(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(mǎn)足結(jié)構(gòu)條件、動(dòng)力條第二是確定各構(gòu)件尺寸，并要滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)條

22、件、動(dòng)力條件和運(yùn)動(dòng)連續(xù)條件等。件和運(yùn)動(dòng)連續(xù)條件等。2、平面連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的三大類(lèi)基本命題、平面連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的三大類(lèi)基本命題 （1）滿(mǎn)足預(yù)定運(yùn)動(dòng)的規(guī)律要求）滿(mǎn)足預(yù)定運(yùn)動(dòng)的規(guī)律要求 要求兩連架桿的轉(zhuǎn)角能夠滿(mǎn)足預(yù)定的對(duì)應(yīng)位置關(guān)系；要求兩連架桿的轉(zhuǎn)角能夠滿(mǎn)足預(yù)定的對(duì)應(yīng)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，從動(dòng)件能夠要求在原動(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(mǎn)足預(yù)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律要求。準(zhǔn)確地或近似地滿(mǎn)足預(yù)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律要求。 設(shè)計(jì)時(shí)要求兩連架設(shè)計(jì)時(shí)要求兩連架桿的轉(zhuǎn)角應(yīng)大小相等，桿的轉(zhuǎn)角應(yīng)大小相等，方向相反，以實(shí)現(xiàn)車(chē)方向相反，以實(shí)現(xiàn)車(chē)門(mén)的起閉。門(mén)的起閉。 利用兩連架桿的轉(zhuǎn)利用兩連架桿的轉(zhuǎn)角

23、關(guān)系實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)計(jì)算。角關(guān)系實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)計(jì)算。對(duì)數(shù)計(jì)算機(jī)構(gòu)對(duì)數(shù)計(jì)算機(jī)構(gòu)滿(mǎn)足預(yù)定運(yùn)動(dòng)的規(guī)滿(mǎn)足預(yù)定運(yùn)動(dòng)的規(guī)律要求機(jī)構(gòu)示例：律要求機(jī)構(gòu)示例：一、平面連桿設(shè)計(jì)的基本問(wèn)題（續(xù)）一、平面連桿設(shè)計(jì)的基本問(wèn)題（續(xù)）車(chē)門(mén)開(kāi)閉機(jī)構(gòu)車(chē)門(mén)開(kāi)閉機(jī)構(gòu) 動(dòng)畫(huà)動(dòng)畫(huà)（2）滿(mǎn)足預(yù)定的連桿位置要求）滿(mǎn)足預(yù)定的連桿位置要求即要求連桿能依次點(diǎn)據(jù)一系列的預(yù)定位置。即要求連桿能依次點(diǎn)據(jù)一系列的預(yù)定位置。又稱(chēng)為剛體導(dǎo)引問(wèn)題又稱(chēng)為剛體導(dǎo)引問(wèn)題飛機(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)示示例例一、平面連桿設(shè)計(jì)的基本問(wèn)題（續(xù)）一、平面連桿設(shè)計(jì)的基本問(wèn)題（續(xù)）鑄造用翻箱機(jī)構(gòu)鑄造用翻箱機(jī)構(gòu) 動(dòng)畫(huà)動(dòng)畫(huà)（3）滿(mǎn)足預(yù)定的軌跡要求）滿(mǎn)足預(yù)定的軌跡要求 即要求機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中

24、，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。的軌跡要求。機(jī)構(gòu)示例：機(jī)構(gòu)示例：動(dòng)畫(huà)動(dòng)畫(huà)鶴式起重機(jī)鶴式起重機(jī)攪拌機(jī)機(jī)構(gòu)攪拌機(jī)機(jī)構(gòu) 動(dòng)畫(huà)動(dòng)畫(huà)一、平面連桿設(shè)計(jì)的基本問(wèn)題（續(xù)）一、平面連桿設(shè)計(jì)的基本問(wèn)題（續(xù)）1、按預(yù)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)、按預(yù)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)按兩連架桿的對(duì)應(yīng)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)按兩連架桿的對(duì)應(yīng)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)二、用解析法設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)二、用解析法設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)已知設(shè)計(jì)要求已知設(shè)計(jì)要求：從動(dòng)件：從動(dòng)件3和主動(dòng)件和主動(dòng)件1的轉(zhuǎn)角之間滿(mǎn)足一系的轉(zhuǎn)角之間滿(mǎn)足一系列對(duì)應(yīng)位置關(guān)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)

25、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、f f0 令令a/a=1, b/a=m, c/a=n, d/a=l。m、n、l、 0、f f0 設(shè)計(jì)步驟：設(shè)計(jì)步驟：（1）建立坐標(biāo)系和桿矢量）建立坐標(biāo)系和桿矢量（2）列桿矢量封閉方程解析式）列桿矢量封閉方程解析式)sin()sin(sin)cos()cos(cos0103201032iiiiiinmnlm令令a/a=1, b/a=m, c/a=n, d/a=l。)2/()1()cos()/()cos()cos(22201030301lmnllnniiii消去2iP2P1P020103103001)cos()cos()cos(PPPiiii

26、（3）將兩連架桿的已知對(duì)應(yīng)角代入上式，列方程組求解）將兩連架桿的已知對(duì)應(yīng)角代入上式，列方程組求解按兩連架桿的對(duì)應(yīng)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)（續(xù)）按兩連架桿的對(duì)應(yīng)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)（續(xù)）20103103001)cos()cos()cos(PPPiiii方程共有方程共有5個(gè)待定參數(shù)，根據(jù)解析式可解條件：個(gè)待定參數(shù)，根據(jù)解析式可解條件：當(dāng)兩連架桿的對(duì)應(yīng)位置數(shù)當(dāng)兩連架桿的對(duì)應(yīng)位置數(shù)N=5時(shí)時(shí) 可以實(shí)現(xiàn)精確解?？梢詫?shí)現(xiàn)精確解。當(dāng)當(dāng)N 5 時(shí)時(shí) 不能精確求解，只能近似設(shè)計(jì)。不能精確求解，只能近似設(shè)計(jì)。當(dāng)當(dāng)N 5 時(shí)時(shí) 可預(yù)選尺度參數(shù)數(shù)目可預(yù)選尺度參數(shù)數(shù)目N0=5-N，故有無(wú)窮多解。，故有無(wú)窮多解。注意：注意：注意：注

27、意：N=4或或5時(shí)，方程組為非線(xiàn)性時(shí)，方程組為非線(xiàn)性按兩連架桿的對(duì)應(yīng)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)（續(xù)）按兩連架桿的對(duì)應(yīng)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)（續(xù)）例題例題：試設(shè)計(jì)如圖所示鉸鏈：試設(shè)計(jì)如圖所示鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，要求其兩連架桿四桿機(jī)構(gòu)，要求其兩連架桿滿(mǎn)足如下三組對(duì)應(yīng)位置關(guān)系：滿(mǎn)足如下三組對(duì)應(yīng)位置關(guān)系： 11=45o, 31=50o, 12=90o, 32=80o, 13=135o, 33=110o。分析分析： 求解：求解：200100020010002001000)135110cos(110cos135cos)9080cos(80cos90cos)4550cos(50cos45cosPPPPPPPPP 將三組對(duì)應(yīng)位置值

28、代入解析式得：將三組對(duì)應(yīng)位置值代入解析式得：N=3 則則N0=2 常選常選 0=f f0=0o)2/()1()/(222310lmnlPlnPnPP0=1.533P1=-1.0628 P2=0.7805n= 1.533 l =1.442 m=1.783根據(jù)結(jié)構(gòu)要求，確定根據(jù)結(jié)構(gòu)要求，確定曲柄長(zhǎng)度，可求各構(gòu)曲柄長(zhǎng)度，可求各構(gòu)件實(shí)際長(zhǎng)度。件實(shí)際長(zhǎng)度。按兩連架桿的對(duì)應(yīng)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)（續(xù)）按兩連架桿的對(duì)應(yīng)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)（續(xù)）按期望函數(shù)設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)按期望函數(shù)設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)期望函數(shù)：要求四期望函數(shù)：要求四桿機(jī)構(gòu)兩連架桿轉(zhuǎn)角桿機(jī)構(gòu)兩連架桿轉(zhuǎn)角之間實(shí)現(xiàn)的函數(shù)關(guān)系之間實(shí)現(xiàn)的函數(shù)關(guān)系 y=f(x)。再現(xiàn)函數(shù)：連

29、桿機(jī)再現(xiàn)函數(shù)：連桿機(jī)構(gòu)實(shí)際實(shí)現(xiàn)的函數(shù)構(gòu)實(shí)際實(shí)現(xiàn)的函數(shù)y=F(x)。設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)方法插值逼近法插值逼近法（1）插值結(jié)點(diǎn)）插值結(jié)點(diǎn)：再現(xiàn)函數(shù)和期望函數(shù)曲線(xiàn)的交點(diǎn)。：再現(xiàn)函數(shù)和期望函數(shù)曲線(xiàn)的交點(diǎn)。（2）插值逼近法）插值逼近法：指按插值結(jié)點(diǎn)的值來(lái)設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)。：指按插值結(jié)點(diǎn)的值來(lái)設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)。 在給定自變量在給定自變量x0 xm區(qū)間內(nèi)選取結(jié)點(diǎn)，則有區(qū)間內(nèi)選取結(jié)點(diǎn)，則有f(x)= F(x)；將結(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)值轉(zhuǎn)化為兩連架桿的對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)角；將結(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)值轉(zhuǎn)化為兩連架桿的對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)角；代入解析方程式，列方程組求解未知參數(shù)。代入解析方程式，列方程組求解未知參數(shù)。2)/(21(2)cos180(-)/2(o00/mixxxxx

30、mmi （3）用插值逼近法設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)的作法：）用插值逼近法設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)的作法：結(jié)點(diǎn)位置：結(jié)點(diǎn)位置： f(x)= F(x)結(jié)點(diǎn)以外的位置：結(jié)點(diǎn)以外的位置：D Dy=f(x)-F(x)0（4）插值結(jié)點(diǎn)的選?。┎逯到Y(jié)點(diǎn)的選取偏差大小取偏差大小取決結(jié)點(diǎn)數(shù)目決結(jié)點(diǎn)數(shù)目和分布位置和分布位置結(jié)點(diǎn)位置的分布根據(jù)函數(shù)逼近理論按下式選?。航Y(jié)點(diǎn)位置的分布根據(jù)函數(shù)逼近理論按下式選?。航Y(jié)點(diǎn)數(shù)：最多為結(jié)點(diǎn)數(shù)：最多為5個(gè)個(gè)i=1、2、m; m為插值結(jié)點(diǎn)總數(shù)。為插值結(jié)點(diǎn)總數(shù)。典型例題分析典型例題分析 按期望函數(shù)設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)（續(xù)）按期望函數(shù)設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)（續(xù)）設(shè)計(jì)要求：要求連桿上某設(shè)計(jì)要求：要求連桿上某點(diǎn)點(diǎn)M能占據(jù)一系列的預(yù)定

31、能占據(jù)一系列的預(yù)定位置位置Mi(xMi, yMi) 且連桿具且連桿具有相應(yīng)的轉(zhuǎn)角有相應(yīng)的轉(zhuǎn)角2i 。設(shè)計(jì)思路：設(shè)計(jì)思路： 建立坐標(biāo)系建立坐標(biāo)系Oxy，將四桿機(jī)構(gòu)分為左，將四桿機(jī)構(gòu)分為左側(cè)雙桿組和右側(cè)雙桿組分側(cè)雙桿組和右側(cè)雙桿組分別討論。別討論。2、按預(yù)定的連桿位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)、按預(yù)定的連桿位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)連桿位置的表示連桿位置的表示連桿上任一基點(diǎn)連桿上任一基點(diǎn)M的坐標(biāo)的坐標(biāo)(xM, yM)連桿方位角連桿方位角2左側(cè)桿組左側(cè)桿組右側(cè)桿組右側(cè)桿組左側(cè)雙桿組分析：左側(cè)雙桿組分析：0)sin(sin0)cos(cos2121MiiiAMiiiAykayxkaxgg0iiiiOMMBABOA由矢量封閉圖

32、得由矢量封閉圖得 寫(xiě)成分量形式為寫(xiě)成分量形式為 消去消去1i整理得整理得 0)sin()()cos()(2/ )(22222222iMiAiMiAMiAMiAAAMiMiyykxxkyyxxakyxyxgg式中有式中有5個(gè)待定參數(shù)：個(gè)待定參數(shù)：xA、yA、a、k、。可按可按5個(gè)預(yù)定位置精確求解。個(gè)預(yù)定位置精確求解。N 5 時(shí)，可預(yù)選參數(shù)數(shù)目時(shí)，可預(yù)選參數(shù)數(shù)目N0=5-N，故有無(wú)窮多解。，故有無(wú)窮多解。2、按預(yù)定的連桿位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)（續(xù)）、按預(yù)定的連桿位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)（續(xù)）當(dāng)預(yù)定連桿位置數(shù)當(dāng)預(yù)定連桿位置數(shù)N=3：0)sin()()cos()(2/ )(22222222iMiAiMiAMiAMi

33、AAAMiMiyykxxkyyxxakyxyxgg可預(yù)選參數(shù)可預(yù)選參數(shù)xA、yA0322110iiiAXAXAXMiAMiAAAMiMiiiMiAiMiAiiMiAiMiAiyyxxyxyxAxxyyAyyxxA2/ )(sin)(cos)(sin)(cos)(22223222221ggsincos2/ )(21220kXkXakX21022221/2XXtgXkaXXkg代入連桿三代入連桿三組位置參數(shù)組位置參數(shù)X0、X1、X2)sin()cos(22iMiBiiMiBikyykxxgg右側(cè)桿組分析：同上右側(cè)桿組分析：同上2222)()()()(DADAciBiciBiyyxxdyyxxb根據(jù)

34、左右桿組各參數(shù)有：根據(jù)左右桿組各參數(shù)有：2、按預(yù)定的連桿位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)（續(xù)）、按預(yù)定的連桿位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)（續(xù)）3、按預(yù)定的運(yùn)動(dòng)軌跡設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)、按預(yù)定的運(yùn)動(dòng)軌跡設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求：確定機(jī)構(gòu)的各尺度：確定機(jī)構(gòu)的各尺度參數(shù)和連桿上的描點(diǎn)位置參數(shù)和連桿上的描點(diǎn)位置M，使該點(diǎn)所描繪的連桿曲線(xiàn)與預(yù)使該點(diǎn)所描繪的連桿曲線(xiàn)與預(yù)定的軌跡相符。定的軌跡相符。設(shè)計(jì)思路設(shè)計(jì)思路：分別按左側(cè)桿組：分別按左側(cè)桿組和右側(cè)桿組的矢量封閉圖形和右側(cè)桿組的矢量封閉圖形寫(xiě)出方程解析式。寫(xiě)出方程解析式。2222222sin)()( 2cos)()( 2)()(ayyexxfyyfxxefeyyxxAAAAAA2222

35、222sin)()( 2cos)()( 2)()(ayyexxfyyfxxefeyyxxAAAAAA聯(lián)聯(lián)立立求求解解左側(cè)桿組左側(cè)桿組右側(cè)桿組右側(cè)桿組2222222sin)()( 2cos)()( 2)()(ayyexxfyyfxxefeyyxxAAAAAA2222222sin)()( 2cos)()( 2)()(ayyexxfyyfxxefeyyxxAAAAAA待定參數(shù)待定參數(shù)9個(gè)：個(gè)：xA、yA、 xD、yD 、 a、c、e、f、g在按預(yù)定軌跡設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)時(shí)在按預(yù)定軌跡設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)時(shí) 可按可按9個(gè)點(diǎn)精確設(shè)計(jì)個(gè)點(diǎn)精確設(shè)計(jì) 常用常用46點(diǎn)設(shè)計(jì)，以利于機(jī)構(gòu)優(yōu)化點(diǎn)設(shè)計(jì)，以利于機(jī)構(gòu)優(yōu)化3、按預(yù)定的運(yùn)動(dòng)

36、軌跡設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)（續(xù)）、按預(yù)定的運(yùn)動(dòng)軌跡設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)（續(xù)）（1）首先根據(jù)實(shí)際需要和給定條件選定四桿機(jī)構(gòu)類(lèi)型）首先根據(jù)實(shí)際需要和給定條件選定四桿機(jī)構(gòu)類(lèi)型（2）建立坐標(biāo)系和桿矢量）建立坐標(biāo)系和桿矢量（3）根據(jù)不同要求建立桿矢量封閉圖形）根據(jù)不同要求建立桿矢量封閉圖形（4）列桿矢量封閉方程解析式）列桿矢量封閉方程解析式（5）代入已知條件列方程組）代入已知條件列方程組（6）求解未知參數(shù)（計(jì)算機(jī)編程）求解未知參數(shù)（計(jì)算機(jī)編程）用解析法設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)小結(jié)：用解析法設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)小結(jié)：三、用圖解法設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)三、用圖解法設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)1、按預(yù)定的連桿位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)、按預(yù)定的連桿位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu) C12Ab12D

37、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(xiàn)上。的垂直平分線(xiàn)上。鉸鏈和位置已知，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)

38、計(jì)步驟：動(dòng)畫(huà)演示動(dòng)畫(huà)演示1、按預(yù)定的連桿位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)（續(xù)）、按預(yù)定的連桿位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)（續(xù)） 分析：分析： 在連桿上任取一點(diǎn)為鉸鏈點(diǎn)，則在連桿四個(gè)預(yù)定在連桿上任取一點(diǎn)為鉸鏈點(diǎn)，則在連桿四個(gè)預(yù)定位置上的該點(diǎn)不一定在同一圓周上，導(dǎo)致無(wú)解。位置上的該點(diǎn)不一定在同一圓周上，導(dǎo)致無(wú)解。 給定連桿的給定連桿的4個(gè)位置，設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)個(gè)位置，設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu) 當(dāng)按當(dāng)按5個(gè)位個(gè)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)時(shí)，一般只構(gòu)時(shí)，一般只能近似求解。能近似求解。 怎么辦？怎么辦？中心點(diǎn)：圓點(diǎn)所在圓弧的中心點(diǎn)：圓點(diǎn)所在圓弧的圓心。即為固定鉸接點(diǎn)。圓心。即為固定鉸接點(diǎn)。1、按預(yù)定的連桿位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)、按預(yù)定的連桿位置設(shè)計(jì)四

39、桿機(jī)構(gòu) （續(xù)）（續(xù)）找圓點(diǎn)：找圓點(diǎn)： 連桿上總能找到一些點(diǎn)，使其在連桿連桿上總能找到一些點(diǎn)，使其在連桿4個(gè)位置上的對(duì)個(gè)位置上的對(duì)應(yīng)點(diǎn)位于同一個(gè)圓周上，稱(chēng)這些點(diǎn)為圓點(diǎn)。并取為活動(dòng)應(yīng)點(diǎn)位于同一個(gè)圓周上，稱(chēng)這些點(diǎn)為圓點(diǎn)。并取為活動(dòng)鉸鏈點(diǎn)。鉸鏈點(diǎn)。（1）設(shè)計(jì)方法）設(shè)計(jì)方法 機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化法或反轉(zhuǎn)法：指根據(jù)機(jī)構(gòu)的倒置理論，通機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化法或反轉(zhuǎn)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，將按連架桿預(yù)定位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)過(guò)取不同構(gòu)件為機(jī)架，將按連架桿預(yù)定位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化為按連桿預(yù)定位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)的方法。構(gòu)轉(zhuǎn)化為按連桿預(yù)定位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)的方法。2、按兩連架桿的預(yù)定位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)、按兩連架桿的預(yù)定位置設(shè)計(jì)四桿

40、機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)倒置機(jī)構(gòu)倒置2、按兩連架桿的預(yù)定位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)（續(xù)）、按兩連架桿的預(yù)定位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)（續(xù)）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，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，試設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)。，試設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)。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)。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2、按兩連架桿的預(yù)定位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)（續(xù)）、按兩連架桿的預(yù)定位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)（續(xù)）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，要求原動(dòng)

41、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)12、13，試設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)。試設(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2、按兩連架桿的預(yù)定位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)（續(xù)）、按兩連架桿的預(yù)定位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)（續(xù)）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，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、14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、14，給定連架桿的給定連架桿的4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)。2、按兩連架桿的預(yù)定位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)（續(xù)）、按兩連架桿的預(yù)定位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)（續(xù)）設(shè)計(jì)步驟：設(shè)計(jì)步驟：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)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、擺角及行程速比系數(shù)及行程速比系數(shù)K。設(shè)計(jì)過(guò)程：設(shè)計(jì)過(guò)程：3、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)3、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)（續(xù)）設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)（續(xù)）設(shè)計(jì)步驟：設(shè)計(jì)步驟：動(dòng)