第二章-平面連桿機(jī)構(gòu)

1、 平面連桿機(jī)構(gòu)是由若干剛性構(gòu)件用低副平面連桿機(jī)構(gòu)是由若干剛性構(gòu)件用低副聯(lián)接而成的機(jī)構(gòu)，具有聯(lián)接而成的機(jī)構(gòu)，具有傳動(dòng)可靠傳動(dòng)可靠，承載能力承載能力大大，耐磨性能好耐磨性能好，低副為圓柱面或平面，毋，低副為圓柱面或平面，毋需特殊機(jī)床加工，且需特殊機(jī)床加工，且加工精度易于得到保證加工精度易于得到保證，能實(shí)現(xiàn)多種運(yùn)動(dòng)形式的變換和多種運(yùn)動(dòng)規(guī)律能實(shí)現(xiàn)多種運(yùn)動(dòng)形式的變換和多種運(yùn)動(dòng)規(guī)律的輸出，但不能實(shí)現(xiàn)任意給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。的輸出，但不能實(shí)現(xiàn)任意給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 本章重點(diǎn)：平面四桿機(jī)構(gòu)的類型、本章重點(diǎn)：平面四桿機(jī)構(gòu)的類型、 基本知識(shí)和設(shè)計(jì)基本知識(shí)和設(shè)計(jì). . 機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析. . 本章難點(diǎn)：平面四

2、桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)本章難點(diǎn)：平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì). .本章主要介紹平面連桿機(jī)構(gòu)的類型及應(yīng)用特性本章主要介紹平面連桿機(jī)構(gòu)的類型及應(yīng)用特性, ,介紹平面連桿機(jī)構(gòu)的基本型介紹平面連桿機(jī)構(gòu)的基本型- -平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì), ,對(duì)平面連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析對(duì)平面連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析. .2-1連桿機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)特點(diǎn) 2-22-2平面四桿機(jī)構(gòu)的基本形式及其演化平面四桿機(jī)構(gòu)的基本形式及其演化2-32-3平面四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件和主要工作特性平面四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件和主要工作特性2-42-4平面連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)平面連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)本章目錄本章目錄all kinematic pairslower pai

3、rs 契貝謝夫四足機(jī)器人契貝謝夫四足機(jī)器人2-1 連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn) 平面連桿機(jī)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)：平面連桿機(jī)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)： （2）低副不易磨損而又易于加工）低副不易磨損而又易于加工以及能由本身幾何形狀保持接觸等。以及能由本身幾何形狀保持接觸等。 根據(jù)根據(jù)其構(gòu)件間的其構(gòu)件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)分相對(duì)運(yùn)動(dòng)分為平面或空間連桿機(jī)構(gòu)。為平面或空間連桿機(jī)構(gòu)。 根據(jù)構(gòu)件數(shù)目分根據(jù)構(gòu)件數(shù)目分為四桿機(jī)構(gòu)、五桿機(jī)構(gòu)為四桿機(jī)構(gòu)、五桿機(jī)構(gòu)。廣泛應(yīng)用的是平面四桿機(jī)構(gòu)，而且它是構(gòu)成和研究平面廣泛應(yīng)用的是平面四桿機(jī)構(gòu)，而且它是構(gòu)成和研究平面多桿機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)。多桿機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)。平面連桿機(jī)構(gòu)的主要缺點(diǎn)：平面連桿機(jī)構(gòu)的主要缺點(diǎn)： （1）

4、連桿機(jī)構(gòu)作變速運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件慣性力及慣性力矩難）連桿機(jī)構(gòu)作變速運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件慣性力及慣性力矩難以完全平衡；以完全平衡； （2）連桿機(jī)構(gòu)較難準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)）連桿機(jī)構(gòu)較難準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)方法也較復(fù)雜。方法也較復(fù)雜。本章主要討論平面四桿機(jī)構(gòu)本章主要討論平面四桿機(jī)構(gòu)。 （1）能夠?qū)崿F(xiàn)多種運(yùn)動(dòng)軌跡）能夠?qū)崿F(xiàn)多種運(yùn)動(dòng)軌跡曲線和運(yùn)動(dòng)規(guī)律，曲線和運(yùn)動(dòng)規(guī)律，四桿機(jī)構(gòu)的基本形式四桿機(jī)構(gòu)的基本形式 2-2 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本形式及其演化平面四桿機(jī)構(gòu)的基本形式及其演化一、 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本形式平面四桿機(jī)構(gòu)的基本形式鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)連架桿連架桿機(jī)架機(jī)架連架桿連架桿連桿連桿能繞其軸線轉(zhuǎn)能繞

5、其軸線轉(zhuǎn)360的的連架桿連架桿。僅能繞其軸線作往復(fù)擺動(dòng)的僅能繞其軸線作往復(fù)擺動(dòng)的連架桿。連架桿。曲柄曲柄搖桿搖桿連架桿連架桿曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)GT01_vc.mpg所有運(yùn)動(dòng)副均為轉(zhuǎn)動(dòng)副的機(jī)構(gòu)所有運(yùn)動(dòng)副均為轉(zhuǎn)動(dòng)副的機(jī)構(gòu) 按照兩連架桿的運(yùn)動(dòng)形式的不同，按照兩連架桿的運(yùn)動(dòng)形式的不同，可將可將鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)分為：鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)分為：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)GT01_vc.mpg雙曲柄機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)GT02_vc.mpg雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)GT03_vc.mpg曲柄搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)1 1、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)雷達(dá)天線俯仰機(jī)構(gòu)雷達(dá)天線俯仰機(jī)構(gòu)當(dāng)主動(dòng)曲柄勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)曲柄作

6、變速轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)主動(dòng)曲柄勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)曲柄作變速轉(zhuǎn)動(dòng)。21AB4D3C2 2、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)正平行四邊形機(jī)構(gòu)正平行四邊形機(jī)構(gòu)如天平稱、機(jī)車聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)、攝影如天平稱、機(jī)車聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)、攝影平臺(tái)升降機(jī)構(gòu)和播種料斗機(jī)構(gòu)等。平臺(tái)升降機(jī)構(gòu)和播種料斗機(jī)構(gòu)等。兩曲柄等速轉(zhuǎn)動(dòng)兩曲柄等速轉(zhuǎn)動(dòng)平行四邊形機(jī)構(gòu)：平行四邊形機(jī)構(gòu)：反平行四邊形機(jī)構(gòu)反平行四邊形機(jī)構(gòu)：兩對(duì)桿長度相等，但不平行。：兩對(duì)桿長度相等，但不平行。當(dāng)以長邊為機(jī)架時(shí)，兩曲柄等速反向轉(zhuǎn)動(dòng)。用于當(dāng)以長邊為機(jī)架時(shí)，兩曲柄等速反向轉(zhuǎn)動(dòng)。用于車門開閉機(jī)構(gòu)，如圖所示。車門開閉機(jī)構(gòu)，如圖所示。車門開閉機(jī)構(gòu)動(dòng)畫車門開閉機(jī)構(gòu)動(dòng)畫 兩連架桿都是搖桿。兩

7、連架桿都是搖桿。用于鶴式起重機(jī)和爐用于鶴式起重機(jī)和爐門開關(guān)機(jī)構(gòu)等。門開關(guān)機(jī)構(gòu)等。3 3、雙搖桿機(jī)構(gòu)、雙搖桿機(jī)構(gòu)等腰梯形機(jī)構(gòu)也是雙搖桿機(jī)構(gòu)等腰梯形機(jī)構(gòu)也是雙搖桿機(jī)構(gòu) 應(yīng)用：應(yīng)用： 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)車輛的前輪轉(zhuǎn)向車輛的前輪轉(zhuǎn)向 飛機(jī)起落架飛機(jī)起落架ABD124C3平面四桿機(jī)構(gòu)平面四桿機(jī)構(gòu)全轉(zhuǎn)動(dòng)副全轉(zhuǎn)動(dòng)副單移動(dòng)副單移動(dòng)副雙移動(dòng)副雙移動(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)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)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)正弦機(jī)構(gòu)正弦機(jī)構(gòu)正切機(jī)構(gòu)正切機(jī)構(gòu)移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)二二. .平面四桿機(jī)構(gòu)的演化平面四桿機(jī)構(gòu)的演化1 1、偏心輪機(jī)構(gòu)、偏心輪機(jī)構(gòu)

8、偏心輪機(jī)構(gòu)多用于曲柄銷承受較大沖擊，曲柄較短，偏心輪機(jī)構(gòu)多用于曲柄銷承受較大沖擊，曲柄較短，需要裝在直軸中部的機(jī)器需要裝在直軸中部的機(jī)器變換導(dǎo)桿和滑塊變換導(dǎo)桿和滑塊AAAABBBBDDDD4444ABD4323333111112222 移動(dòng)副導(dǎo)路的中心線可以平行移動(dòng)，而不會(huì)改變構(gòu)件移動(dòng)副導(dǎo)路的中心線可以平行移動(dòng)，而不會(huì)改變構(gòu)件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)間的相對(duì)運(yùn)動(dòng) 組成移動(dòng)副的兩構(gòu)件，當(dāng)其中一構(gòu)件被畫成導(dǎo)桿時(shí)，組成移動(dòng)副的兩構(gòu)件，當(dāng)其中一構(gòu)件被畫成導(dǎo)桿時(shí)，另一構(gòu)件就為滑塊另一構(gòu)件就為滑塊. .二者可互換。二者可互換。 、轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)化為移動(dòng)副、轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)化為移動(dòng)副 DABCDBA12341234CKcKcB1A3

9、24CB241ACe3曲柄滑塊機(jī)構(gòu)（偏距e）e=0， 對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)e0，偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)CABD1234C3AB124eAB1234C對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)AB1234eC還可以轉(zhuǎn)化為還可以轉(zhuǎn)化為雙滑塊機(jī)構(gòu)雙滑塊機(jī)構(gòu)1234AB曲柄移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)曲柄移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)ABD1234C. .轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)化成移動(dòng)副的演化轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)化成移動(dòng)副的演化.取不同構(gòu)件為機(jī)架取不同構(gòu)件為機(jī)架(0360)(0360)(360)(360)1234ABCD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)(0360)(0360)(360)(360)1234ABDC雙雙搖桿機(jī)構(gòu)搖桿機(jī)構(gòu)(03

10、60)(0360)(360)1234ABCD(360)取不同構(gòu)件為機(jī)架各構(gòu)件取不同構(gòu)件為機(jī)架各構(gòu)件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系不變間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系不變整周轉(zhuǎn)動(dòng)副整周轉(zhuǎn)動(dòng)副曲柄搖桿機(jī)構(gòu)1234B2C3D41AB2C3D41AB2C3D41ACrank-rockerD ouble-crankD ouble-rockerCrank-rockerCDABB23D41ADouble-crankC1243Double-rockerBACD1423BACDCrank-rockera）曲柄滑塊機(jī)構(gòu)）曲柄滑塊機(jī)構(gòu)ABCE1234(a)b) b) 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)If lBClAB 擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)

11、桿機(jī)構(gòu)3A124CBc)c)搖塊機(jī)構(gòu)搖塊機(jī)構(gòu)自卸車輛自卸車輛 d)d)移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)或定塊機(jī)構(gòu)移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)或定塊機(jī)構(gòu)Elliptic trammel橢圓規(guī)橢圓規(guī)正弦機(jī)構(gòu)正弦機(jī)構(gòu)含有兩個(gè)移動(dòng)副的情況：含有兩個(gè)移動(dòng)副的情況：雙滑塊機(jī)構(gòu)雙滑塊機(jī)構(gòu)刺布機(jī)構(gòu)刺布機(jī)構(gòu)十字滑塊機(jī)構(gòu)十字滑塊機(jī)構(gòu) 雙滑塊機(jī)構(gòu)雙滑塊機(jī)構(gòu)雙轉(zhuǎn)塊機(jī)構(gòu)雙轉(zhuǎn)塊機(jī)構(gòu)BA1234C(a)(a)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)(b)(b)曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)BA1234C(c)(c)曲柄搖塊機(jī)構(gòu)曲柄搖塊機(jī)構(gòu)A1234CB(c(c) )曲柄擺動(dòng)曲柄擺動(dòng)導(dǎo)桿導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)3A124CB(d)(d)曲柄定塊機(jī)構(gòu)曲柄定塊機(jī)構(gòu)A234CB1導(dǎo)桿導(dǎo)桿:組

12、成移動(dòng)副的兩活動(dòng)構(gòu)件，組成移動(dòng)副的兩活動(dòng)構(gòu)件，畫成桿狀的構(gòu)件稱為畫成桿狀的構(gòu)件稱為導(dǎo)桿，導(dǎo)桿，畫成塊狀的構(gòu)件稱為畫成塊狀的構(gòu)件稱為導(dǎo)塊導(dǎo)塊。回轉(zhuǎn)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)取不同構(gòu)件為機(jī)架（小結(jié)）取不同構(gòu)件為機(jī)架（小結(jié)）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)可看成由曲柄搖桿機(jī)構(gòu)取不同的構(gòu)件為機(jī)架而得到。可看成由曲柄搖桿機(jī)構(gòu)取不同的構(gòu)件為機(jī)架而得到。曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)2-32-3平面四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件和主要工作特性平面四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件和主要工作特性一、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

13、柄的條件 曲柄搖塊機(jī)構(gòu)曲柄搖塊機(jī)構(gòu)1BcdAa1B2D4bBC213C2C a+bc+d (1) dc+b-a a+dc+b (2)ce即曲柄存在的條件即曲柄存在的條件:ba+e 偏置偏置 ba 對(duì)心對(duì)心直角直角 AC2E： AC2AE a+be示示 例：例：(1)1510403030150410 不滿足曲柄存在條件不滿足曲柄存在條件25104030ABDC(2)30250410雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)滿足曲柄存在條件滿足曲柄存在條件根據(jù)機(jī)架不同來判定根據(jù)機(jī)架不同來判定曲柄存在條件可以理解為曲柄存在條件可以理解為整轉(zhuǎn)副存在條件：整轉(zhuǎn)副存在條件：1.滿足桿長之和條件，即存在滿足桿長之和條件，即存在整

14、轉(zhuǎn)副；整轉(zhuǎn)副；2.與最短桿相連的兩個(gè)運(yùn)動(dòng)副與最短桿相連的兩個(gè)運(yùn)動(dòng)副是整轉(zhuǎn)副。是整轉(zhuǎn)副。(3)40100410滿足整轉(zhuǎn)副存在條件滿足整轉(zhuǎn)副存在條件雙曲柄機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)正平行四邊形機(jī)構(gòu)、正平行四邊形機(jī)構(gòu)、反平行四邊形機(jī)構(gòu)反平行四邊形機(jī)構(gòu)當(dāng)兩曲柄當(dāng)兩曲柄長度相等長度相等ABCD二二. .壓力角壓力角和傳動(dòng)角和傳動(dòng)角 不考慮摩擦力和重力不考慮摩擦力和重力 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu): :輸入構(gòu)件輸入構(gòu)件-AB輸出構(gòu)件輸出構(gòu)件-CD CD受力受力F, 方向方向: 沿沿BCABCDFC點(diǎn)的速度點(diǎn)的速度Vc , 方向方向: 垂直于垂直于 CDABCDFrFCVFt壓力角：指從動(dòng)件的速度方向與其受力方向壓力角：

15、指從動(dòng)件的速度方向與其受力方向 之間所夾的銳角之間所夾的銳角。機(jī)構(gòu)的位置不同機(jī)構(gòu)的位置不同大小大小不同不同. .ABCDFrFCVFtsincosFFFtcossinFFFn有效分力有效分力有害分力有害分力越小，越小，F(xiàn)tFt越大，對(duì)機(jī)構(gòu)傳遞越有利（效率高，不易自鎖）越大，對(duì)機(jī)構(gòu)傳遞越有利（效率高，不易自鎖）BCDBCD時(shí)，090BCDBCD180900時(shí)，90平面連桿機(jī)構(gòu)經(jīng)常用平面連桿機(jī)構(gòu)經(jīng)常用衡量機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)質(zhì)量（易于測(cè)量）衡量機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)質(zhì)量（易于測(cè)量）越大，對(duì)機(jī)構(gòu)傳遞越有利越大，對(duì)機(jī)構(gòu)傳遞越有利 傳動(dòng)角傳動(dòng)角：壓力角：壓力角的余角。的余角。 =90=90- -機(jī)構(gòu)不停地在運(yùn)動(dòng)，機(jī)構(gòu)不停地在

16、運(yùn)動(dòng)，和和不停在變化，為使機(jī)構(gòu)不出不停在變化，為使機(jī)構(gòu)不出現(xiàn)自鎖和過大沖擊現(xiàn)自鎖和過大沖擊越小越小,越大，對(duì)機(jī)構(gòu)傳遞越有利效率高，不易自鎖）越大，對(duì)機(jī)構(gòu)傳遞越有利效率高，不易自鎖）4050ABCDFrFtFVC注意注意: 和和 必須必須畫在從動(dòng)件上畫在從動(dòng)件上!原動(dòng)件作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)件相對(duì)原動(dòng)件作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)件相對(duì)機(jī)架作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，從動(dòng)件機(jī)架作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，從動(dòng)件正行程和反行程的平均速度不相正行程和反行程的平均速度不相等。這種特性稱等。這種特性稱急回運(yùn)動(dòng)急回運(yùn)動(dòng)特性。特性。三三. .行程速度變化系數(shù)行程速度變化系數(shù)-機(jī)構(gòu)的急回特性機(jī)構(gòu)的急回特性曲柄曲柄 : : 以一定的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)以

17、一定的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng) 從動(dòng)件從動(dòng)件 : : 工作行程工作行程較慢的速度較慢的速度 返回行程返回行程較快的速度較快的速度急回特性機(jī)構(gòu)急回特性機(jī)構(gòu) 正行程：曲柄正行程：曲柄AB1AB2 ， 1， t1=1/1 搖桿搖桿C1DC2D， ， 3=/t1 慢慢反行程：曲柄反行程：曲柄AB2AB1， 2(2 1) ， t2=2/1（t1） 搖桿搖桿C2DC1D， ， ”3=/t2快快K從動(dòng)件行程速度變化系數(shù)。從動(dòng)件行程速度變化系數(shù)。K1從動(dòng)件慢行程平均速度從動(dòng)件快行程平均速度K/212112ttttK11180KK越大，急回特性越顯著越大，急回特性越顯著為極位夾角：為極位夾角：搖桿處于兩極限位置時(shí)，對(duì)應(yīng)的

18、曲柄兩位置搖桿處于兩極限位置時(shí)，對(duì)應(yīng)的曲柄兩位置 ABAB1 1與與ABAB2 2所夾的銳角，稱為極位夾角，以所夾的銳角，稱為極位夾角，以表示。表示。V工作工作V回程回程，所以急回運(yùn)動(dòng)特性可縮短非生產(chǎn)時(shí)間，所以急回運(yùn)動(dòng)特性可縮短非生產(chǎn)時(shí)間，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。例：牛頭刨床機(jī)構(gòu)提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。例：牛頭刨床機(jī)構(gòu)刨削時(shí)的速度回刀的速度刨削時(shí)的速度回刀的速度偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)： 其他具有急回特性的機(jī)構(gòu)其他具有急回特性的機(jī)構(gòu)B12eB1CA11C22慢行程 =0o, 對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)沒有急回特性對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)沒有急回特性. A1CA34E2BBCC1123擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)： 有急回特

19、性有急回特性CAB121B20四、死點(diǎn)四、死點(diǎn)如圖所示的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，當(dāng)搖桿為主動(dòng)件且處于左右極限位置如圖所示的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，當(dāng)搖桿為主動(dòng)件且處于左右極限位置時(shí)，連桿傳給曲柄的力通過鉸鏈時(shí)，連桿傳給曲柄的力通過鉸鏈A A的中心，此時(shí)的中心，此時(shí)=90=90, ,=0=0，有效分力有效分力=0=0，所以驅(qū)動(dòng)曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)的有效力矩為零，驅(qū)動(dòng)力不能驅(qū)，所以驅(qū)動(dòng)曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)的有效力矩為零，驅(qū)動(dòng)力不能驅(qū)動(dòng)曲柄，同時(shí)，曲柄的轉(zhuǎn)向不能確定。機(jī)構(gòu)的這種位置稱為死點(diǎn)動(dòng)曲柄，同時(shí)，曲柄的轉(zhuǎn)向不能確定。機(jī)構(gòu)的這種位置稱為死點(diǎn)位置。位置。2.2.死點(diǎn)位置的不利影響及克服死點(diǎn)位置的不利影響及克服運(yùn)動(dòng)不確定性運(yùn)動(dòng)不確定性運(yùn)動(dòng)突然

20、停止運(yùn)動(dòng)突然停止, ,卡死卡死避免由死點(diǎn)處啟動(dòng)避免由死點(diǎn)處啟動(dòng) 運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)利用慣性通過運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)利用慣性通過死點(diǎn)死點(diǎn) 例如例如: :縫紉機(jī)的踏板機(jī)構(gòu)縫紉機(jī)的踏板機(jī)構(gòu)DBACQBCADP2341工 件工件夾緊機(jī)構(gòu)工件夾緊機(jī)構(gòu)3.死點(diǎn)位置的應(yīng)用死點(diǎn)位置的應(yīng)用- 飛機(jī)起落架飛機(jī)起落架輪子上的力將不能引起機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，力通過轉(zhuǎn)動(dòng)中心輪子上的力將不能引起機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，力通過轉(zhuǎn)動(dòng)中心D-D- - -死點(diǎn)位置死點(diǎn)位置需要收起落架時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)需要收起落架時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)CDCD即可。即可。利用死點(diǎn)位置工作的飛機(jī)起落架0821飛機(jī)架起落飛機(jī)架起落.avi2-4 2-4 平面連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)平面連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)方法圖解法圖解法解析法

21、解析法實(shí)驗(yàn)法實(shí)驗(yàn)法一、圖解法一、圖解法連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)有二個(gè)任務(wù)：連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)有二個(gè)任務(wù)：機(jī)構(gòu)選型機(jī)構(gòu)選型（稱為型綜合）（稱為型綜合）和和確定機(jī)構(gòu)的尺寸確定機(jī)構(gòu)的尺寸（稱為尺度綜合）。（稱為尺度綜合）。固定鉸鏈固定鉸鏈 A、D ：活動(dòng)鉸鏈活動(dòng)鉸鏈 B、C ： 圓心圓心 圓或圓弧圓或圓弧圖解設(shè)計(jì)問題圖解設(shè)計(jì)問題作圖求解各鉸鏈中心的位置問題。作圖求解各鉸鏈中心的位置問題。各鉸鏈間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系：各鉸鏈間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系：圖解設(shè)計(jì)的基本原理圖解設(shè)計(jì)的基本原理ABCDBiCii =1、2、NEiFi已知已知B B，C C及連桿的三個(gè)位置，及連桿的三個(gè)位置，設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)該鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。該鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。BAC1D3B1

22、2BC2C3 B點(diǎn)繞點(diǎn)繞A點(diǎn)點(diǎn)、C點(diǎn)繞點(diǎn)繞D點(diǎn)定軸轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)定軸轉(zhuǎn)動(dòng) 連接連接B1B2、B2B3； 作作B1B2、B2B3垂直平分線交于垂直平分線交于A點(diǎn)；點(diǎn)； 連接連接C1C2、C2C3； 作作C1C2、C2C3垂直平分線交于垂直平分線交于D點(diǎn)。點(diǎn)。給出給出B、C三個(gè)位置，三個(gè)位置，A、D位置唯一位置唯一給出給出B、C二個(gè)位置，二個(gè)位置，A、D位置無窮位置無窮 （需加其他條件方可獲得唯一解）（需加其他條件方可獲得唯一解）1 1、按給定連桿二個(gè)或三個(gè)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)、按給定連桿二個(gè)或三個(gè)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)已知已知A，D及連桿及連桿MN的三個(gè)位置，設(shè)計(jì)該鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。的三個(gè)位置，設(shè)計(jì)該鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。

23、接下來，將原機(jī)構(gòu)的各位置的構(gòu)型均視為剛體，并向某一接下來，將原機(jī)構(gòu)的各位置的構(gòu)型均視為剛體，并向某一選定位置相對(duì)移動(dòng)，使新機(jī)架的各桿位置重合，便可得新連桿選定位置相對(duì)移動(dòng)，使新機(jī)架的各桿位置重合，便可得新連桿相對(duì)于新機(jī)架的各個(gè)位置，即實(shí)現(xiàn)了相對(duì)于新機(jī)架的各個(gè)位置，即實(shí)現(xiàn)了機(jī)構(gòu)的倒置機(jī)構(gòu)的倒置。 這樣，就將求活動(dòng)鉸鏈的位置問題轉(zhuǎn)化為求固定鉸鏈的位這樣，就將求活動(dòng)鉸鏈的位置問題轉(zhuǎn)化為求固定鉸鏈的位置問題了。置問題了。這種方法有時(shí)又稱為反轉(zhuǎn)法。這種方法有時(shí)又稱為反轉(zhuǎn)法。 為了求活動(dòng)鉸鏈的位置，可將待求活動(dòng)鉸鏈所在的桿視作為了求活動(dòng)鉸鏈的位置，可將待求活動(dòng)鉸鏈所在的桿視作新機(jī)架新機(jī)架，而將其相對(duì)的桿視

24、為，而將其相對(duì)的桿視為新連桿新連桿。機(jī)構(gòu)的倒置原理機(jī)構(gòu)的倒置原理 求解步驟動(dòng)畫求解步驟動(dòng)畫2、按給定兩連架桿位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)、按給定兩連架桿位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)已知連架桿AB和機(jī)架AD的長度a和d，連架桿AB和另一連桿CD上的一條標(biāo)線DE的三組對(duì)應(yīng)位置：AB1DE1，AB2DE2，AB3DE3；求一鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)ABCD，使得連架桿AB和連架桿CD上的某條標(biāo)線DE能實(shí)現(xiàn)上述三組對(duì)應(yīng)位置。2、按給定兩連架桿位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)、按給定兩連架桿位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)已知連架桿AB和機(jī)架AD的長度a和d，連架桿AB和另一連桿CD上的一條標(biāo)線DE的三組對(duì)應(yīng)位置：AB1DE1，AB2DE2，AB3DE3；求一鉸鏈四桿機(jī)

25、構(gòu)ABCD，使得連架桿AB和連架桿CD上的某條標(biāo)線DE能實(shí)現(xiàn)上述三組對(duì)應(yīng)位置。若以連架桿CD為動(dòng)參考系，則鉸鏈中心B的相對(duì)軌跡是以待定鉸鏈中心C為圓心的圓。關(guān)鍵是如何在靜態(tài)的紙面上表示出動(dòng)點(diǎn)B的三個(gè)相對(duì)位置B1，B2和B3。設(shè)想將一透明的硬紙板鉸接到D點(diǎn)，并在其上作出標(biāo)線DE；令透明紙繞D點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，使其上標(biāo)線DE分別重合到固定紙上的DE1，DE2和DE3；并在透明紙上與B1，B2和B3的重合之處描點(diǎn)B1，B2和B3；則B1，B2和B3就是B點(diǎn)相對(duì)連架桿CD的3個(gè)相對(duì)位置。為在固定紙上表示出相對(duì)位置為在固定紙上表示出相對(duì)位置B B 1 1，B B 2 2和和B B 3 3，若取位置為基準(zhǔn)位，若取位

26、置為基準(zhǔn)位置，則可將透明紙轉(zhuǎn)到置，則可將透明紙轉(zhuǎn)到DEDE和和DEDE1 1相重合的位置，并將透明紙上相重合的位置，并將透明紙上的的B B 1 1，B B 2 2和和B B 3 3復(fù)印到固定紙復(fù)印到固定紙上，即得固定紙上的上，即得固定紙上的B B點(diǎn)三個(gè)相點(diǎn)三個(gè)相對(duì)位置對(duì)位置B B 1 1（重合于（重合于B B1 1），），B B 2 2和和B B 3 3。 按給定兩連架桿的位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)按給定兩連架桿的位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu) 目的：求解出鉸鏈目的：求解出鉸鏈C。 引入轉(zhuǎn)換機(jī)架的思想，采用反轉(zhuǎn)法求得。引入轉(zhuǎn)換機(jī)架的思想，采用反轉(zhuǎn)法求得。 作作DE1B2 DE2B2，得，得B2； 作作DE1B3 DE

27、3B3，得，得B3； 作作B1B2、B2B3的垂直平分線，的垂直平分線， 交點(diǎn)就是所求交點(diǎn)就是所求C1。 連桿長度：連桿長度： b=ul B1C1 搖桿長度：搖桿長度： c=ul D1C13、按、按K設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)已知：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，搖桿已知：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，搖桿CD長度，擺角，長度，擺角，K設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu)（確定設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu)（確定A,曲柄和連桿長）曲柄和連桿長） AD1B2B1C1B22CC 由由(1)式算出極位夾角式算出極位夾角； 任選任選D的位置，按已知條件作出的位置，按已知條件作出 搖桿極限位置搖桿極限位置DC1和和DC2; 作作C2C1OC1C2O90 得得C1O與與C2O交點(diǎn)交點(diǎn)O

28、; 以以O(shè)為圓心，為圓心，OC1為半徑作輔助圓，為半徑作輔助圓， A點(diǎn)在圓弧上任選。點(diǎn)在圓弧上任選。11180KK baablablACAC,21 2 2、 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)已知已知: K lAD(the frame)求求: lABDABCC DC M4、實(shí)現(xiàn)給定點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡、實(shí)現(xiàn)給定點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡圖譜法圖譜法ABCC DC M4 實(shí)現(xiàn)給定點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡實(shí)現(xiàn)給定點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡實(shí)驗(yàn)法實(shí)驗(yàn)法設(shè)計(jì)時(shí)確定設(shè)計(jì)時(shí)確定: 1、各桿的長度比例。、各桿的長度比例。2、描繪連桿曲線的點(diǎn)的位置、描繪連桿曲線的點(diǎn)的位置圖譜法圖譜法4、實(shí)現(xiàn)給定點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡、實(shí)現(xiàn)給定點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡利用編纂?yún)R集的連桿曲線圖冊(cè)來設(shè)計(jì)平面連桿機(jī)構(gòu)利

29、用編纂?yún)R集的連桿曲線圖冊(cè)來設(shè)計(jì)平面連桿機(jī)構(gòu).根據(jù)需要查連桿曲線圖根據(jù)需要查連桿曲線圖冊(cè)冊(cè)找到可用的曲線。找到可用的曲線。連桿曲線的每一短線的連桿曲線的每一短線的大小大小曲柄轉(zhuǎn)過曲柄轉(zhuǎn)過5時(shí)連桿時(shí)連桿上點(diǎn)上點(diǎn)M M所描繪的距離，整所描繪的距離，整個(gè)連桿曲線由個(gè)連桿曲線由7272段短線段短線所組成。所組成。將曲柄的將曲柄的長度作為基準(zhǔn)并取為長度作為基準(zhǔn)并取為1 1，其他構(gòu)件的長度對(duì)曲柄其他構(gòu)件的長度對(duì)曲柄的長度成比例，因此按的長度成比例，因此按圖冊(cè)上表示的桿長成比圖冊(cè)上表示的桿長成比例地放大或縮小例地放大或縮小機(jī)構(gòu)時(shí)，并不改變曲線的特性。機(jī)構(gòu)時(shí)，并不改變曲線的特性。本章重點(diǎn)本章重點(diǎn): :四桿機(jī)構(gòu)的

30、類型四桿機(jī)構(gòu)的類型有一個(gè)曲柄的條件有一個(gè)曲柄的條件壓力角和傳動(dòng)角壓力角和傳動(dòng)角死點(diǎn)位置和急回特性死點(diǎn)位置和急回特性四桿機(jī)構(gòu)的尺度綜合四桿機(jī)構(gòu)的尺度綜合25 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)分析本節(jié)重點(diǎn)：平面本節(jié)重點(diǎn)：平面級(jí)機(jī)構(gòu)速度和加速度分級(jí)機(jī)構(gòu)速度和加速度分析的圖解法（包括基點(diǎn)法和重合點(diǎn)法），析的圖解法（包括基點(diǎn)法和重合點(diǎn)法），平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析的封閉向量多邊形法。平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析的封閉向量多邊形法。本節(jié)難點(diǎn)：重合點(diǎn)法中哥氏加速度的正確確定本節(jié)難點(diǎn)：重合點(diǎn)法中哥氏加速度的正確確定.機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析的內(nèi)容、目的和方法機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析的內(nèi)容、目的和方法在已知機(jī)構(gòu)尺寸及原動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的前提下：在已知

31、機(jī)構(gòu)尺寸及原動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的前提下：1、確定從動(dòng)件的位置、角速度和角加速度；、確定從動(dòng)件的位置、角速度和角加速度；2、確定構(gòu)件上點(diǎn)的軌跡、位移、速度和加速度。、確定構(gòu)件上點(diǎn)的軌跡、位移、速度和加速度。內(nèi)容內(nèi)容2、根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)條件設(shè)計(jì)新機(jī)構(gòu)；如機(jī)、根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)條件設(shè)計(jì)新機(jī)構(gòu)；如機(jī)構(gòu)的外構(gòu)的外 廓尺寸廓尺寸目的：目的：1、了解現(xiàn)有機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)性能；、了解現(xiàn)有機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)性能；3、為機(jī)械的動(dòng)力分析提供速度、加速度等信、為機(jī)械的動(dòng)力分析提供速度、加速度等信息。息。1、圖解法：簡單直觀，但圖解工作量大，精、圖解法：簡單直觀，但圖解工作量大，精度低，可作驗(yàn)證用；度低，可作驗(yàn)證用；2、解析法：計(jì)算精確、迅速，但需推導(dǎo)

32、公式和編制、解析法：計(jì)算精確、迅速，但需推導(dǎo)公式和編制程序，應(yīng)大力推廣；程序，應(yīng)大力推廣；3、實(shí)驗(yàn)法：可用于驗(yàn)證理論分析及計(jì)算結(jié)果的正確性，、實(shí)驗(yàn)法：可用于驗(yàn)證理論分析及計(jì)算結(jié)果的正確性，用于重要機(jī)構(gòu)的分析和設(shè)計(jì)。用于重要機(jī)構(gòu)的分析和設(shè)計(jì)。方法方法一、用瞬心法分析機(jī)構(gòu)的速度一、用瞬心法分析機(jī)構(gòu)的速度1、速度瞬心速度瞬心的概念的概念1 當(dāng)任一構(gòu)件當(dāng)任一構(gòu)件2相對(duì)于相對(duì)于另一構(gòu)件另一構(gòu)件1作平面運(yùn)動(dòng)時(shí)，作平面運(yùn)動(dòng)時(shí)，在任一瞬時(shí)，其相對(duì)運(yùn)動(dòng)在任一瞬時(shí)，其相對(duì)運(yùn)動(dòng)都可以看成是繞某一相對(duì)都可以看成是繞某一相對(duì)速度為零的重合點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)，速度為零的重合點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)，該重合點(diǎn)稱為該重合點(diǎn)稱為瞬時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)中瞬時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)中心心

33、或或速度瞬心速度瞬心，簡稱瞬心。，簡稱瞬心。用符號(hào)用符號(hào)P12表示。表示。 （i，j則則Pij或或 Pji）2AP12VA2A1BVB2B1兩構(gòu)件之一是靜止兩構(gòu)件之一是靜止 絕對(duì)瞬心絕對(duì)瞬心兩構(gòu)件都運(yùn)動(dòng)兩構(gòu)件都運(yùn)動(dòng) 相對(duì)瞬心相對(duì)瞬心瞬心是該兩構(gòu)件上相對(duì)速度為零的重合點(diǎn)，兩構(gòu)件在該瞬心是該兩構(gòu)件上相對(duì)速度為零的重合點(diǎn)，兩構(gòu)件在該點(diǎn)具有相等的絕對(duì)速度。點(diǎn)具有相等的絕對(duì)速度。每兩個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件，都有一個(gè)瞬心，根據(jù)排每兩個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件，都有一個(gè)瞬心，根據(jù)排列組合原理，可求得由列組合原理，可求得由K K個(gè)構(gòu)件組成的機(jī)構(gòu)的瞬心個(gè)構(gòu)件組成的機(jī)構(gòu)的瞬心總數(shù)為總數(shù)為212KKCNK2、瞬心的數(shù)目、瞬心的數(shù)目

34、3、瞬心的求法、瞬心的求法1、常見速度瞬心如圖所示，4種速度瞬心易定：1）若兩構(gòu)件組成回轉(zhuǎn)副，則回轉(zhuǎn)副中心為其速度瞬心；）若兩構(gòu)件組成回轉(zhuǎn)副，則回轉(zhuǎn)副中心為其速度瞬心；2）若兩構(gòu)件組成移動(dòng)副，則速度瞬心位于過任一點(diǎn)的垂）若兩構(gòu)件組成移動(dòng)副，則速度瞬心位于過任一點(diǎn)的垂直于導(dǎo)路方向的無窮遠(yuǎn)處直于導(dǎo)路方向的無窮遠(yuǎn)處直接觀察法直接觀察法三心定理法三心定理法12P1212P122AP12VA2A1BVB2B13）若兩構(gòu)件組成純滾動(dòng)平面高副，則接觸）若兩構(gòu)件組成純滾動(dòng)平面高副，則接觸點(diǎn)為其速度瞬心；點(diǎn)為其速度瞬心；4）若兩構(gòu)件組成又滾又滑的平面高副，則）若兩構(gòu)件組成又滾又滑的平面高副，則速度瞬心位于過接觸

35、點(diǎn)的高副元素的公法線速度瞬心位于過接觸點(diǎn)的高副元素的公法線上；上；12P1212P12n nnK KVk1k22、根據(jù)三心定理求兩構(gòu)件的瞬心（求不直接成副的兩構(gòu)、根據(jù)三心定理求兩構(gòu)件的瞬心（求不直接成副的兩構(gòu)件的瞬心）件的瞬心）三心定理：三個(gè)互作相對(duì)平面運(yùn)動(dòng)構(gòu)件間的三個(gè)速 度瞬心位于同一直線上。K K132P13 3P2323V VK K2VK112如圖有三個(gè)構(gòu)件如圖有三個(gè)構(gòu)件1、2活動(dòng)構(gòu)件，不直接活動(dòng)構(gòu)件，不直接構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副，構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副，3為機(jī)架為機(jī)架1、2分別與分別與3構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副，故構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副，故有有P13 P23，不直接成副的不直接成副的1、2構(gòu)件的瞬心構(gòu)件的瞬心P12一定位于其一定位于其

36、余兩個(gè)瞬心余兩個(gè)瞬心P13 P23連線上。連線上。如圖，設(shè)瞬心如圖，設(shè)瞬心P P1212不在直線不在直線P P1313P P2323上，而是位于其他任上，而是位于其他任一點(diǎn)一點(diǎn)K K處，則根據(jù)相對(duì)瞬心處，則根據(jù)相對(duì)瞬心定義定義V VK1K1=V=VK2K2, ,，但由于它們，但由于它們的方向不等，故的方向不等，故VK1=VK2，只有當(dāng)速度瞬心位于直線只有當(dāng)速度瞬心位于直線P13P23上，該兩重合點(diǎn)的上，該兩重合點(diǎn)的速度向量才能相等，所以速度向量才能相等，所以瞬心瞬心P12必位于必位于P13、P23的的連線上。連線上。132P13 3P2323V VK K2VK112K作出如圖所示的機(jī)構(gòu)拓樸圖：

37、作出如圖所示的機(jī)構(gòu)拓樸圖：頂點(diǎn)表示構(gòu)件，頂點(diǎn)間的連線頂點(diǎn)表示構(gòu)件，頂點(diǎn)間的連線線段表示對(duì)應(yīng)兩構(gòu)件間的速度線段表示對(duì)應(yīng)兩構(gòu)件間的速度瞬心。瞬心。N個(gè)速度瞬心，應(yīng)使該拓個(gè)速度瞬心，應(yīng)使該拓樸圖成為完全圖（即所有頂點(diǎn)樸圖成為完全圖（即所有頂點(diǎn)間均有線段連接）。間均有線段連接）。例：求如圖所示的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的瞬心例：求如圖所示的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的瞬心1243P12P23P34P14P13P24易定：P12、P23、P34和P14；定定P13：若兩頂點(diǎn)的連線線段能成為：若兩頂點(diǎn)的連線線段能成為兩個(gè)三角形的公共底邊，則由三心定兩個(gè)三角形的公共底邊，則由三心定理知，該線段代表的速度瞬心可以確理知，該線段代表的速

38、度瞬心可以確定。定。腳注法則：腳注法則：P34、P14P13（消去腳注中的（消去腳注中的4）；）；P12、P23P13（消去腳注中的（消去腳注中的2）。）。同理可定同理可定P241243P12P23P34P14P13P24腳注法則腳注法則,同理可定同理可定P24：P12、P14P24（消去腳注中的（消去腳注中的1）；）；P23、P34P24（消去腳注中的（消去腳注中的3）。）。同理可定同理可定P24求速比i24=2/4P24為構(gòu)件2和構(gòu)件4的速度瞬心，兩構(gòu)件在P24處應(yīng)有相等的絕對(duì)速度，即422414241212PPPPPllV24122414/4224PPPPlli例：如圖所示尖底直動(dòng)從動(dòng)件

39、盤形凸輪機(jī)構(gòu)，凸輪以等角例：如圖所示尖底直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)，凸輪以等角速度速度1繞繞O O點(diǎn)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，試用瞬心法求點(diǎn)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，試用瞬心法求V2V2確定瞬心位置確定瞬心位置根據(jù)三心定理，確定根據(jù)三心定理，確定P12P12求從動(dòng)件求從動(dòng)件2 2的移動(dòng)速度的移動(dòng)速度V2如圖如圖V2= VP12= 1P12P13 3l123P12P13P23例：齒輪機(jī)構(gòu)和擺動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)動(dòng)中心例：齒輪機(jī)構(gòu)和擺動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)動(dòng)中心O O1 1和和O O2 2是絕對(duì)瞬心是絕對(duì)瞬心1312231221231221312112PpppllVPPPPP組成滑動(dòng)兼滾動(dòng)高副的兩構(gòu)件，其組成滑動(dòng)兼滾動(dòng)高副的兩構(gòu)件，其角速度與

40、連心線被輪廓接觸點(diǎn)公法角速度與連心線被輪廓接觸點(diǎn)公法線所分割的兩線段長度成反比。線所分割的兩線段長度成反比。二、用相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法求機(jī)構(gòu)的速度和加速度二、用相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法求機(jī)構(gòu)的速度和加速度相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法，是根據(jù)運(yùn)動(dòng)合成定理，列出機(jī)構(gòu)上各相關(guān)點(diǎn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法，是根據(jù)運(yùn)動(dòng)合成定理，列出機(jī)構(gòu)上各相關(guān)點(diǎn)間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)矢量方程式，并按一定比例尺作矢量多邊形，從間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)矢量方程式，并按一定比例尺作矢量多邊形，從而求出各構(gòu)件上指定點(diǎn)的速度和加速度，以及各構(gòu)件的角速度而求出各構(gòu)件上指定點(diǎn)的速度和加速度，以及各構(gòu)件的角速度和角加速度。和角加速度。1、基點(diǎn)法（、基點(diǎn)法（解決作平面運(yùn)動(dòng)的同一構(gòu)件上，各點(diǎn)間的解決作

41、平面運(yùn)動(dòng)的同一構(gòu)件上，各點(diǎn)間的速度和加速度的求法問題）速度和加速度的求法問題）復(fù)習(xí)剛體的平面運(yùn)動(dòng)復(fù)習(xí)剛體的平面運(yùn)動(dòng)任何平面運(yùn)動(dòng)可分解為兩個(gè)運(yùn)動(dòng)任何平面運(yùn)動(dòng)可分解為兩個(gè)運(yùn)動(dòng)隨同基點(diǎn)的平動(dòng)隨同基點(diǎn)的平動(dòng)繞基點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)繞基點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng) 任何做平面運(yùn)動(dòng)的剛體上任一點(diǎn)的速任何做平面運(yùn)動(dòng)的剛體上任一點(diǎn)的速度，可看成是隨同基點(diǎn)的平動(dòng)和繞基點(diǎn)度，可看成是隨同基點(diǎn)的平動(dòng)和繞基點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度的矢量和轉(zhuǎn)動(dòng)的速度的矢量和如圖，有速度合成的矢量方程如圖，有速度合成的矢量方程基點(diǎn)可任選。我們常用該方程解題，在該式基點(diǎn)可任選。我們常用該方程解題，在該式中，共有方向大小六個(gè)要素，要使問題可解，中，共有方向大小六個(gè)要素，要使問題可解，

42、應(yīng)有四個(gè)要素是已知的，故基點(diǎn)的應(yīng)有四個(gè)要素是已知的，故基點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)應(yīng)為已知的，另外待求點(diǎn)相對(duì)于基點(diǎn)運(yùn)動(dòng)應(yīng)為已知的，另外待求點(diǎn)相對(duì)于基點(diǎn)的相對(duì)速度的相對(duì)速度 的方向總是已知（的方向總是已知（AB AB ）BAVBAABVVV方向方向大小大小ABAB？同理，加速度合成的矢量方程同理，加速度合成的矢量方程BAABaaatBAnBAtAnAtBnBaaaaaa方向指向轉(zhuǎn)動(dòng)中心其中：法向加速度大小rrV22na軌跡。方向垂直于半徑，切于切向加速度大小rta1、同一構(gòu)件上各點(diǎn)間的速度和加速度的求法（基點(diǎn)法）、同一構(gòu)件上各點(diǎn)間的速度和加速度的求法（基點(diǎn)法）已知，鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，各桿長度，已知，鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，各桿

43、長度，位置，構(gòu)件位置，構(gòu)件1的角速度的角速度1 1和角加和角加速度速度l l求構(gòu)件求構(gòu)件2的角速度的角速度2 2角加速度角加速度2 2；其上其上C C點(diǎn)，點(diǎn)，E E點(diǎn)的速度、加速度，點(diǎn)的速度、加速度，構(gòu)件構(gòu)件3 3的角速度的角速度3 3角加速度角加速度3 3解：解：1）繪制機(jī)構(gòu)位置圖）繪制機(jī)構(gòu)位置圖根據(jù)各構(gòu)件的長度，根據(jù)各構(gòu)件的長度，1的位置，選取比例尺的位置，選取比例尺從構(gòu)件從構(gòu)件1開始幾何作圖法繪制機(jī)構(gòu)位置圖開始幾何作圖法繪制機(jī)構(gòu)位置圖）圖示的桿長（）實(shí)際的桿長（mmmml2）確定速度和角速度）確定速度和角速度從已知點(diǎn)的速度開始從已知點(diǎn)的速度開始 :、求、求Vc:1 1的大小、方向已知的大

44、小、方向已知V VB B的大小、方向已知的大小、方向已知V VC C 矢量方程式：矢量方程式：CBBCVVV方向方向 CD AB CB大小大小 ？ 1 lAB ？可求解可求解復(fù)習(xí)向量加法：復(fù)習(xí)向量加法：cba矢量多邊形矢量多邊形選擇適當(dāng)?shù)乃俣缺壤哌x擇適當(dāng)?shù)乃俣缺壤撸?）mmsm根據(jù)速度矢量方程作速度多邊形根據(jù)速度矢量方程作速度多邊形 圖解法：圖解法： 任取任取點(diǎn)點(diǎn)速度零點(diǎn)速度零點(diǎn).ABlABpb1BV代表?V?VCCBbcCDpcCB方向線代表方向線代表交點(diǎn)交點(diǎn)c ccpV,VpcCC方向：大?。捍磉BpcvCBBCVVV方向方向 CD AB CB大小大小 ？ 1 lAB ？b b、求、求

45、2 2點(diǎn)上知順時(shí)針移到方向：將大?。篊bc2sradlbclVCBvCBCBC、求、求3 3點(diǎn)，得逆時(shí)針方向移到方向：將大?。篊pc3sradlpclVCDvCDCd、求、求EV根據(jù)同一構(gòu)件上根據(jù)同一構(gòu)件上點(diǎn)相對(duì)于點(diǎn)相對(duì)于B B點(diǎn)及點(diǎn)及點(diǎn)相對(duì)于點(diǎn)相對(duì)于C點(diǎn)的相對(duì)速度點(diǎn)的相對(duì)速度原理寫出相對(duì)速度矢量方程式原理寫出相對(duì)速度矢量方程式ECCEBBEVVVVV方向：方向： ？ AB B CD C大?。捍笮。?？ ? ?pbvpcv圖解法：過圖解法：過b點(diǎn)作直線代表點(diǎn)作直線代表VEB方向線（方向線（B） 過過c點(diǎn)作直線代表點(diǎn)作直線代表VEC方向線（方向線（C） epV:VpeEE方向：大小代表連pev3

46、)速度多邊形與速度影像速度多邊形與速度影像速度多邊形：各速度矢量構(gòu)成的多邊形速度多邊形：各速度矢量構(gòu)成的多邊形pbec速度影像：速度多邊形中速度影像：速度多邊形中becebc,各與機(jī)構(gòu)位置圖各與機(jī)構(gòu)位置圖中中BC、CE、BE相互垂直相互垂直 BCEbce相似于且頂角字母繞向相同。且頂角字母繞向相同。圖形圖形bce 稱為圖形稱為圖形BCE的速度影像。的速度影像。 鏡像鏡像 字母反向字母反向 影像影像 字母同向字母同向相似相似若已知同一構(gòu)件上兩點(diǎn)的速度時(shí)，則該構(gòu)件上其它各點(diǎn)的速度，可用速若已知同一構(gòu)件上兩點(diǎn)的速度時(shí)，則該構(gòu)件上其它各點(diǎn)的速度，可用速度影像來求得。度影像來求得。 注意：注意：速度影像

47、的相似原理只能應(yīng)用于同一構(gòu)件上的速度影像的相似原理只能應(yīng)用于同一構(gòu)件上的各點(diǎn)，不能用于不同構(gòu)件上的各點(diǎn)。各點(diǎn)，不能用于不同構(gòu)件上的各點(diǎn)。BV: 代表pb速度多邊形中：速度多邊形中：p極點(diǎn)，代表構(gòu)件上速度為零的點(diǎn)。極點(diǎn)，代表構(gòu)件上速度為零的點(diǎn)。P與任一點(diǎn)的矢量與任一點(diǎn)的矢量代表該點(diǎn)在機(jī)構(gòu)圖中同名點(diǎn)的絕對(duì)速度，代表該點(diǎn)在機(jī)構(gòu)圖中同名點(diǎn)的絕對(duì)速度，方向由方向由p指向該點(diǎn)指向該點(diǎn)小結(jié)連接其他任意兩點(diǎn)的矢量連接其他任意兩點(diǎn)的矢量代表機(jī)構(gòu)中同名點(diǎn)間代表機(jī)構(gòu)中同名點(diǎn)間的相對(duì)速度其角標(biāo)的順序相反，如的相對(duì)速度其角標(biāo)的順序相反，如 代代表點(diǎn)表點(diǎn)C相對(duì)于相對(duì)于B的速度。的速度。CBV代表bcCV: 代表pc4）確

48、定加速度和角加速度）確定加速度和角加速度從已知點(diǎn)的加速度開始從已知點(diǎn)的加速度開始a）求點(diǎn)）求點(diǎn)C的加速度的加速度已知已知1 11 1BB點(diǎn)的法向加速度點(diǎn)的法向加速度tBa,切向加速度nBa根據(jù)同一構(gòu)件上相對(duì)加速度原理，點(diǎn)根據(jù)同一構(gòu)件上相對(duì)加速度原理，點(diǎn)C的加速度矢量方程的加速度矢量方程式：式：tCBnCBtBnBtCnCaaaaaaCBBcaaa方向方向 CB CD BA AB CB CB大小大小 ？ 1 12 2lAB 1 1lAB ？CDClV2CBCBlV2可求解?？汕蠼狻D解法：取加速度比例尺圖解法：取加速度比例尺mmsma2任取任取點(diǎn)加速度零點(diǎn)點(diǎn)加速度零點(diǎn)aABlABb21nB a代

49、表aABlABbb1tBa代表連接連接bb代表代表BaaCBlBCcb22nCBa代表tCBnCBtBnBtCnCaaaaaa方向方向 CB CD BA AB CB CB大小大小 ？ 1 12 2lAB 1 1lAB ？CDClV2CBCBlV2?atCBCBcc方向線代表aCDnlDCc23Ca代表? CDacctC方向線代表交點(diǎn)交點(diǎn)caccacC大?。悍较颍捍磉B接tCBnCBtBnBtCnCaaaaaa方向方向 CB CD BA AB CB CB大小大小 ？ 1 12 2lAB 1 1lAB ？CDClV2CBCBlV2b)構(gòu)件構(gòu)件2的角加速度的角加速度2 2atCBacccc已知）（逆

50、時(shí)針點(diǎn)得平移到將2222srad CcclaCBtCBCBcclac) 構(gòu)件構(gòu)件3的角加速度的角加速度3 3 ,cc,ccaatC方向大小點(diǎn)，得逆時(shí)針。平移到方向：將大小，Ccc 33laCDaCDcclccd)點(diǎn)點(diǎn)E的加速度的加速度根據(jù)構(gòu)件根據(jù)構(gòu)件2上上B、兩點(diǎn)相對(duì)加速度原理可寫出兩點(diǎn)相對(duì)加速度原理可寫出tEBnEBBEaaaa方向方向 ？ b b B B 大小大小 ？ 2 2lBab EBl22eeaeE方向：大小：代表連接a5）加速度多邊形與加速度影像（與速度多邊形，速度影像類）加速度多邊形與加速度影像（與速度多邊形，速度影像類似）似）加速度多邊形：各加速度矢量構(gòu)成的圖形加速度多邊形：各

51、加速度矢量構(gòu)成的圖形b b e e c c 。連接連接 b c e 與與BCE相似，且頂角字相似，且頂角字母繞向一致。母繞向一致。 b e c 為圖形為圖形BCECE的加速度影像。的加速度影像。, , beeccb若已知同一構(gòu)件上兩點(diǎn)的加速度時(shí)，則該構(gòu)件上若已知同一構(gòu)件上兩點(diǎn)的加速度時(shí)，則該構(gòu)件上其它各點(diǎn)的加速度，可用加速度影像來求得。其它各點(diǎn)的加速度，可用加速度影像來求得。注意：加速度影像的相似原理只能應(yīng)用于同一構(gòu)件注意：加速度影像的相似原理只能應(yīng)用于同一構(gòu)件上的各點(diǎn)，不能用于不同構(gòu)件上的各點(diǎn)。上的各點(diǎn)，不能用于不同構(gòu)件上的各點(diǎn)。1）加速度多邊形中：）加速度多邊形中：極點(diǎn)，代表構(gòu)件上極點(diǎn)，代

52、表構(gòu)件上加速度為零的點(diǎn)加速度為零的點(diǎn)2） 與任一點(diǎn)的矢量與任一點(diǎn)的矢量表示該點(diǎn)在表示該點(diǎn)在機(jī)構(gòu)圖中的機(jī)構(gòu)圖中的同名點(diǎn)的絕同名點(diǎn)的絕對(duì)對(duì)加速度，方向從加速度，方向從該點(diǎn)。該點(diǎn)。3 3）連接）連接“ ”的任意兩點(diǎn)的矢量的任意兩點(diǎn)的矢量表示該點(diǎn)在機(jī)構(gòu)圖中的同表示該點(diǎn)在機(jī)構(gòu)圖中的同名間點(diǎn)的相對(duì)加速度，其指向與加速度角標(biāo)的順序相反。名間點(diǎn)的相對(duì)加速度，其指向與加速度角標(biāo)的順序相反。小結(jié)小結(jié)CBa 代表cb如如4）代表法向加速度和切向加速度的矢量用虛線表示，）代表法向加速度和切向加速度的矢量用虛線表示，如如tCBnCBa,a代表代表cccb2、重合點(diǎn)法（解決組成移動(dòng)副的兩構(gòu)件上瞬時(shí)重合點(diǎn)間、重合點(diǎn)法（解決

53、組成移動(dòng)副的兩構(gòu)件上瞬時(shí)重合點(diǎn)間的速度和加速度分析）的速度和加速度分析）復(fù)習(xí)理力復(fù)習(xí)理力用點(diǎn)的合成運(yùn)動(dòng)理論分析點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)，必須選定兩個(gè)參用點(diǎn)的合成運(yùn)動(dòng)理論分析點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)，必須選定兩個(gè)參考系考系靜系靜系動(dòng)系動(dòng)系動(dòng)點(diǎn)相對(duì)于靜系的運(yùn)動(dòng)動(dòng)點(diǎn)相對(duì)于靜系的運(yùn)動(dòng) 絕對(duì)運(yùn)動(dòng)絕對(duì)運(yùn)動(dòng)動(dòng)點(diǎn)相對(duì)于動(dòng)系的運(yùn)動(dòng)動(dòng)點(diǎn)相對(duì)于動(dòng)系的運(yùn)動(dòng) 相對(duì)運(yùn)動(dòng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)動(dòng)系相對(duì)于靜系的運(yùn)動(dòng)動(dòng)系相對(duì)于靜系的運(yùn)動(dòng) 牽連運(yùn)動(dòng)牽連運(yùn)動(dòng)平動(dòng)平動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)平面運(yùn)動(dòng)平面運(yùn)動(dòng)reaVVVreaaaa動(dòng)點(diǎn)在絕對(duì)運(yùn)動(dòng)中的速度、加速度稱絕對(duì)速度、絕對(duì)加速度動(dòng)點(diǎn)在絕對(duì)運(yùn)動(dòng)中的速度、加速度稱絕對(duì)速度、絕對(duì)加速度動(dòng)點(diǎn)在相對(duì)運(yùn)動(dòng)中的速度、加速度稱相對(duì)速度、相對(duì)加速度動(dòng)點(diǎn)在相對(duì)運(yùn)動(dòng)中的速度、加速度稱相對(duì)速度、相對(duì)加速度動(dòng)點(diǎn)的牽連速度和牽連加速度的定義：動(dòng)點(diǎn)的牽連速度和牽連加速度的定義：定義：在動(dòng)系上與動(dòng)點(diǎn)相重合的那一點(diǎn)的速度和加速度稱為定義：在動(dòng)系上與動(dòng)點(diǎn)相重合的那一點(diǎn)的速度和加速度稱為動(dòng)點(diǎn)的牽連速度和牽連加速度。