平面連桿機構(gòu)講解課件

1、1第2章 平面連桿機構(gòu) 2.1 平面四桿機構(gòu)的基本形式 2.2 平面四桿機構(gòu)的特性 2.3 其它形式的四桿機構(gòu) 2.4 四桿機構(gòu)的設(shè)計2 平面連桿機構(gòu):由若干個剛性構(gòu)件，用低副（轉(zhuǎn)動副或移動副）相互聯(lián)接而組成的在同一平面或相互平行的平面內(nèi)運動的機構(gòu)，也稱為平面低副機構(gòu)。第2章 平面連桿機構(gòu) 由四個構(gòu)件通過低副聯(lián)接而成的平面連桿機構(gòu)稱為平面四桿機構(gòu)。它的應(yīng)用非常廣泛，而且是組成多桿機構(gòu)的基礎(chǔ)。 構(gòu)件之間全部是用轉(zhuǎn)動副聯(lián)接的平面四連桿機構(gòu)，稱為鉸鏈四連桿機構(gòu)。 它是平面四桿機構(gòu)中最基本的形式, 其他形式的四桿機構(gòu)都是在它的基礎(chǔ)上演化而成的。 鉸鏈四桿機構(gòu)32.1 平面四桿機構(gòu)的基本形式1234AB

2、CD連桿連架桿連架桿機架機架參考系（固定件）連架桿與機架相聯(lián)連桿不與機架相聯(lián)基本構(gòu)件連接架中能夠相對于機架做360整圓周運動的構(gòu)件； 稱為曲柄；連架桿中不能夠相對于機架做360 整圓運動，而只能在小于360 的范圍內(nèi)做往復(fù)擺動的構(gòu)件， 稱為搖桿。42.1 平面四桿機構(gòu)的基本形式 2.1.1 鉸鏈四桿機構(gòu)的基本類型和應(yīng)用一曲一搖二曲二搖52.1 平面四桿機構(gòu)的基本形式1、曲柄搖桿機構(gòu)特征：曲柄搖桿作用：曲柄(一般)原動件圓周轉(zhuǎn)動（勻速）搖桿(一般)從動件往復(fù)擺動（變速）應(yīng)用： 雷達(dá)天線、攪拌機、縫紉機、刮雨器、 破碎機雷達(dá)天線俯仰機構(gòu)縫紉機踏板機構(gòu)（ 搖桿主動 ）（ 曲柄主動 ）攪拌機構(gòu)62.1

3、 平面四桿機構(gòu)的基本形式2、雙曲柄機構(gòu)特征：兩連架桿均為曲柄作用：應(yīng)用：慣性篩主動曲柄: 勻速轉(zhuǎn)動從動曲柄: 變速（或勻速）轉(zhuǎn)動 慣性篩72.1 平面四桿機構(gòu)的基本形式平行四邊形機構(gòu)特性：兩曲柄同速同向轉(zhuǎn)動 連桿作圓周平動AB = CDBC = AD相對兩桿平行且相等的雙曲柄機構(gòu)。攝影平臺升降機構(gòu)機車車輪聯(lián)動機構(gòu)挖土機挖掘機構(gòu)82.1 平面四桿機構(gòu)的基本形式平行四邊形機構(gòu)在共線位置出現(xiàn)運動不確定；B2C2AB1C1D123B3C3C3措施：采用兩組機構(gòu)錯開排列。機車輪聯(lián)動機構(gòu)92.1 平面四桿機構(gòu)的基本形式反平行四邊形機構(gòu)相對兩桿相等但不平行的雙曲柄機構(gòu)。特性：兩曲柄轉(zhuǎn)動方向相反 且角速度不相

4、等門窗啟閉機構(gòu)102.1 平面四桿機構(gòu)的基本形式3、雙搖桿機構(gòu)特征：兩連架桿均為搖桿作用：應(yīng)用：風(fēng)扇搖頭機構(gòu)、起重機、飛機起落架 主動搖桿: 擺動從動搖桿: 擺動 車輛前輪轉(zhuǎn)向機構(gòu)ABDC風(fēng)扇座蝸輪蝸桿電機電機ABDC風(fēng)扇座蝸輪蝸桿電機ABDC風(fēng)扇座蝸輪蝸桿112.1 平面四桿機構(gòu)的基本形式 2.1.2 曲柄存在的條件重 疊拉直共線B1C1B2C2ADDAabcd在B1C1D中:a+db+c 在B2C2D中:b (d-a)+c即 a+bd+c c(d-a)+b即 a+cd+b a d ， a b ， a c 將上式兩兩相加，可得：即AB桿為最短桿。122.1 平面四桿機構(gòu)的基本形式 由上述關(guān)系

5、可推出在鉸鏈四桿機構(gòu)中，存在曲柄的條件：（1）最短桿與最長桿之和小于或等于其余兩桿長度之和；（2）最短桿或其相鄰桿為機架。 （1）在最短桿與最長桿之和小于或等于其余兩桿長度之和條件下： a、取最短桿為機架時，兩連架桿同時成為曲柄，則得雙曲柄 機構(gòu)。 （2）在最短桿與最長桿之和大于其余兩桿長度之和條件下，該機構(gòu)只能是雙搖桿機構(gòu)。根據(jù)曲柄存在的條件，推論：c、取與最短桿相對的桿件為機架，兩連架桿都不能整周回轉(zhuǎn)， 則得雙搖桿機構(gòu)。b、取最短桿相鄰的桿件為機架，兩連架桿中一個為曲柄，另 一個為搖桿，則得曲柄搖桿機構(gòu)。132.1 平面四桿機構(gòu)的基本形式e.g.1 如圖，當(dāng)分別取1、2、3、4為機架各獲得

6、何種機構(gòu)？ 142.2 平面四桿機構(gòu)的特性 2.2.1 急回運動特性BACDC1B1C2B2搖桿擺角：搖桿CD兩極限位置間的夾角。 極位夾角 ：此時曲柄AB對應(yīng)位置所夾的銳角。 1= 180+； 2= 180-曲 柄搖 桿工作行程B1B2 (1，t1) C1C2 (，t1)空回行程B2B1 (2，t2) C2C1 (，t2) 即 1 2 , t1t2 v2 =C1C2/t2 v1 =C1C2/t1鉸鏈C的平均速度：v11；設(shè)計新機械時，往往先給定K值，于是: 152.2 平面四桿機構(gòu)的特性 2.2.2 壓力角與傳動角FnFvcACDl2l4l1Bl311234CBC”B”Ft壓力角：從動件受力

7、點受力方向與速度方向之間所夾之銳角。作用在從動件受力點的力為F,有效分力無效分力 分解:傳動角：壓力角的余角。即： 900 -。傳力要求 min 400500。常用來檢驗傳力性能。愈大，機構(gòu)傳力性能愈好。 162.2 平面四桿機構(gòu)的特性 2.2.3 死點位置（主動件條件）蒸汽機車車輪聯(lián)動機構(gòu) 當(dāng)搖桿為主動件，連桿和曲柄共線時（傳動角 =00 ），過鉸鏈中心A的力，對A點不產(chǎn)生力矩，不能使曲柄轉(zhuǎn)動，機構(gòu)的這種位置稱為死點位置。B1C1=00=00 克服止點位置的措施 利用慣性力（如縫紉機踏板） 相同機構(gòu)錯位排列4ABCD231B2C2AD當(dāng)搖桿為主動件，機構(gòu)的這種位置稱為死點位置 。172.2

8、平面四桿機構(gòu)的特性 死點位置的利用 夾緊裝置飛機起落架分合閘機構(gòu)182.3 其他形式的四桿機構(gòu) 2.3.1 含有一個移動副的四桿機構(gòu)1、曲柄滑塊機構(gòu)（改變構(gòu)件的形狀和運動副）192.3 其他形式的四桿機構(gòu)2、導(dǎo)桿機構(gòu)導(dǎo)桿機構(gòu)314A2BC 曲柄滑塊機構(gòu)314A2BC轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機構(gòu)擺動導(dǎo)桿機構(gòu)（選用不同的構(gòu)件為機架） 導(dǎo)桿機構(gòu) 搖塊機構(gòu) 定塊機構(gòu) 202.3 其他形式的四桿機構(gòu)3、搖塊機構(gòu)和定塊機構(gòu)（選用不同的構(gòu)件為機架）自卸貨車（搖塊機構(gòu)）手壓抽水機（定快機構(gòu)）212.3 其他形式的四桿機構(gòu) 2.3.2 含有兩個移動副的四桿機構(gòu)1、雙滑塊機構(gòu)（改變構(gòu)件的形狀和運動副）橢圓儀機構(gòu)對心曲柄滑塊 雙滑

9、塊222.3 其他形式的四桿機構(gòu)平面四桿機構(gòu)鉸鏈四桿機構(gòu) (全轉(zhuǎn)動副)含有一個移動副的平面四桿機構(gòu) 曲柄搖桿機構(gòu) 雙曲柄機構(gòu) 雙搖桿機構(gòu) 雙滑塊機構(gòu) 含有二個移動副的平面四桿機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu) 曲柄導(dǎo)桿機構(gòu) 曲柄搖塊機構(gòu) 移動導(dǎo)桿機構(gòu) 232.4 平面四桿機構(gòu)的設(shè)計平面四桿機構(gòu)設(shè)計的任務(wù)： 根據(jù)機構(gòu)的工作要求和設(shè)計條件，選定機構(gòu)的形式，確定出機構(gòu)各構(gòu)件的尺寸參數(shù)，并繪出機構(gòu)運動簡圖。 平面四桿機構(gòu)設(shè)計的類型： （1）按照給定的點的運動軌跡設(shè)計四桿機構(gòu)，稱為軌跡設(shè)計； （2）按照給定的運動規(guī)律（位置、速度、加速度）設(shè)計四桿機構(gòu)，稱為位置設(shè)計。平面四桿機構(gòu)設(shè)計的方法： 圖解法、幾何作圖法、實驗法242.4 平面四桿機構(gòu)的設(shè)計解： 分別作 和 的垂直平分線，其交點為鉸鏈中心A的位置 ； 分別作 和 的垂直平分線，其交點為鉸鏈中心D的位置 。 設(shè)計有唯一解。1、按照給定連桿位置設(shè)計四桿機構(gòu) 已知連桿長度和給定的三個位置，試設(shè)計一鉸鏈四桿機構(gòu)。C1B1B2C2B3C3b12c12b23c23B1AD252.4 平面四桿機構(gòu)的設(shè)計2、按照給定的運動規(guī)律設(shè)計四桿機構(gòu)已知搖桿長 、擺角 和行程速比系數(shù)K，設(shè)計曲柄搖桿機構(gòu)。 MNPB2B1C2EADC1思路：搞清A、C1、 C2三點所在圓和角的 關(guān)系。設(shè)