第二章平面連桿機(jī)構(gòu)

1.機(jī)器、機(jī)構(gòu)的基本特征2.構(gòu)件、零件、運(yùn)動(dòng)副的基本定義3.機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算公式4.計(jì)算自由度應(yīng)注意事項(xiàng)5.機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件第二章平面連桿機(jī)構(gòu)p.20

平面連桿機(jī)構(gòu)平面四桿機(jī)構(gòu)基本類型平面四桿機(jī)構(gòu)演變類型→偏心輪機(jī)構(gòu)、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)→鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)（全由轉(zhuǎn)動(dòng)副相聯(lián)）:平面機(jī)構(gòu)+低副聯(lián)接(回轉(zhuǎn)、移動(dòng)副)最常用→平面四桿機(jī)構(gòu)（四個(gè)構(gòu)件→四根桿)§2-1鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本型式p.20

－全由轉(zhuǎn)動(dòng)副相聯(lián)的平面四桿機(jī)構(gòu)（一）鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)

基本類型（按連架桿類型）┌曲柄：能繞轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線整圈轉(zhuǎn)動(dòng)└搖桿：僅能在小于180°內(nèi)來(lái)回?cái)[動(dòng)┌機(jī)架（固定件）∣連架桿(與機(jī)架用轉(zhuǎn)動(dòng)副相聯(lián))└連桿（不與機(jī)架相聯(lián)）┌曲柄搖桿機(jī)構(gòu):一曲一搖∣雙曲柄機(jī)構(gòu)：二曲└雙搖桿機(jī)構(gòu)：二搖連架桿基本構(gòu)件一.曲柄搖桿機(jī)構(gòu)：

連架桿

┌曲柄→(一般)原動(dòng)件→勻速轉(zhuǎn)動(dòng)└搖桿→(一般)從動(dòng)件→變速往復(fù)擺動(dòng)二.雙曲柄機(jī)構(gòu)：

連架桿均為曲柄→┌主動(dòng)曲柄:勻速轉(zhuǎn)動(dòng)

└從動(dòng)曲柄:變速轉(zhuǎn)動(dòng)例圖2-3:雷達(dá)調(diào)整機(jī)構(gòu)(天線→搖桿)→調(diào)整天線俯仰角的大小例:慣性篩中的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)→從動(dòng)曲柄3變速轉(zhuǎn)動(dòng)→使篩子6產(chǎn)生加速度→使不同材料因慣性不同而篩分※平行雙曲柄機(jī)構(gòu)（最常用）圖2-9a主、從動(dòng)曲柄均勻速轉(zhuǎn)動(dòng)→當(dāng)四桿鉸鏈共線→從動(dòng)曲柄運(yùn)動(dòng)不確定→再裝一組平行雙曲柄機(jī)構(gòu)（錯(cuò)位）三.雙搖桿機(jī)構(gòu)－連架桿均為搖桿例:門式起重機(jī)的變速機(jī)構(gòu):CD(桿3)為原動(dòng)件,懸掛重物的E點(diǎn)在連桿上→保持E點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡在近似水平線上（平移貨物→平穩(wěn)、減小能量消耗）例圖2-11:飛機(jī)起落架機(jī)構(gòu)：連架桿┌AB（原動(dòng)桿）→均是搖桿

└CD（從動(dòng)桿）（二）鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的主要特性

－急回運(yùn)動(dòng)、死點(diǎn)位置、壓力角和傳動(dòng)角一.急回運(yùn)動(dòng)

工作行程:

空回行程:曲柄與連桿共線B1、B2(兩處)→搖桿極位C1、C2→工作行程速度＜空回行程速度B2→B1(φ

2)→C2→C1(ψ)∵φ

1＞φ

2,而ψ不變B1→B2(φ1)→搖桿C1→C2(ψ)極位:→工作行程時(shí)間＞空回行程時(shí)間p.20第8→縮短非生產(chǎn)時(shí)間,提高生產(chǎn)率※例:曲柄搖桿機(jī)構(gòu):曲柄(主)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)(順時(shí)針)圖2-4搖桿(從)變速往復(fù)擺動(dòng)

曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)

雙曲柄機(jī)構(gòu)

雙搖桿機(jī)構(gòu)→工作行程=空回行程→有急回特征→無(wú)極位→無(wú)急回→無(wú)急回運(yùn)動(dòng)二.死點(diǎn)位置

p.22第6

－從動(dòng)件與連桿共線→卡死措施例曲柄搖桿機(jī)構(gòu)(圖2-4)→當(dāng)搖桿為主動(dòng)件,而曲柄AB與連桿BC共線時(shí)(搖桿CD處于極位)→CD(主)通過(guò)連桿加于曲柄的驅(qū)動(dòng)力F正好通過(guò)曲柄的轉(zhuǎn)動(dòng)中心A∴→不能產(chǎn)生使曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩→死點(diǎn)位置→┌機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)卡死└機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)不確定存在死點(diǎn)條件：┌飛輪└自身慣性例：縫紉機(jī)圖2-5有極限位置（從動(dòng)件與連桿共線）現(xiàn)象:三、壓力角和傳動(dòng)角

p.22倒6,圖2-71.壓力角α－2.傳動(dòng)角γ－分析：BC是二力桿，驅(qū)動(dòng)力F沿BC方向＼→壓力角αVC⊥CD／

作用在從動(dòng)件上的驅(qū)動(dòng)力F與該力作用點(diǎn)絕對(duì)速度VC之間所夾的銳角。連桿與從動(dòng)桿所夾銳角

γ↑→有效力F·sinγ↑→γ≥40°α↓→有效力F·cosα↑→（方便）傳動(dòng)角γ=90°－α(α的余角)§2-2鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)有整轉(zhuǎn)副的條件

P.25－取決于機(jī)構(gòu)各桿的相對(duì)長(zhǎng)度和機(jī)架的選擇一.分析:ADBB’B”CC’C”例:AB＝22,BC＝27,CD＝38,AD＝39→三式相加→┌l(fā)1≤l2│l1≤l3└l1≤l4當(dāng)桿1處于AB”位置→△AC”D→l1＋l2≤l3＋l4(2-6)→┌(l2－l1)＋l3≥l4→┌l(fā)1＋l4≤l2＋ll3(2-3)└(l2－l1)＋l4≥l3└l1＋l3≤l2＋l4(2-4)當(dāng)桿1處于AB’位置→△AC’D(曲柄l1,連桿l2,搖桿l3,機(jī)架l4)當(dāng)AB能擺至與連桿共線的極位AB’及AB”時(shí)→能順利通過(guò)→整轉(zhuǎn)副。曲搖機(jī)構(gòu)L1最短二.曲柄存在條件：（轉(zhuǎn)動(dòng)副為整轉(zhuǎn)副）1.曲柄存在條件:ABCD2.推論:實(shí)例分析:AB＝70,BC＝90,CD＝110,AD＝40(1)最短與最長(zhǎng)桿之和小于其它兩桿之和(2)最短的構(gòu)件在連架桿或機(jī)架上(滿足條件1)(1)最短桿在機(jī)架上(2)最短桿在機(jī)架鄰邊(3)最短桿在機(jī)架對(duì)邊→雙曲柄機(jī)構(gòu)→曲柄搖桿機(jī)構(gòu)→雙搖桿機(jī)構(gòu)∵AD＋CD＝40＋110＝150＜AB＋BC＝160當(dāng)：①AD為機(jī)架②AB或DC為機(jī)架③BC為機(jī)架→雙曲柄～→曲柄搖桿～→雙搖桿～§２－３鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演變ｐ.26鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)→圖2-14┌(全)回轉(zhuǎn)副連接└各桿長(zhǎng)不變曲柄滑塊→機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)↘曲柄滑塊機(jī)構(gòu)↗圖2-23p.29→移動(dòng)副(一個(gè))→桿長(zhǎng)(固定桿)可變→曲柄滑塊機(jī)構(gòu)┌導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)（ＡＢ－機(jī)架）圖2-15.b│搖塊機(jī)構(gòu)（ＢＣ－機(jī)架）圖2-15.C└定塊機(jī)構(gòu)（C－機(jī)架）圖2-15.d(變更機(jī)架)→擴(kuò)大回轉(zhuǎn)副→偏心輪機(jī)構(gòu)一、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)：

ｐ.27圖2－14ｃ、ｄ(曲柄搖桿機(jī)構(gòu))搖桿3的運(yùn)動(dòng)軌跡為圓弧,半徑l3

→將l3↑無(wú)窮大→滑塊C(直線)→曲柄滑塊機(jī)構(gòu)eCα滑塊運(yùn)動(dòng)軌跡與

┌共線→

曲柄回轉(zhuǎn)中心Ａ

└偏距ｅ→空氣壓縮機(jī):(將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)→往復(fù)直線運(yùn)動(dòng))內(nèi)燃機(jī):(將往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)→回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng))壓力角α、傳動(dòng)角γ:對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)γ二、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)ｐ.26曲柄滑塊機(jī)構(gòu)(曲柄→機(jī)架)→導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)→兩連架桿→┌曲柄？└搖桿？

γ當(dāng)機(jī)架＞曲柄

機(jī)架＜曲柄

擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)

轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)

∵最短與最長(zhǎng)桿之和小于其它兩桿之和→∴有曲柄（起碼一個(gè)）傳動(dòng)角γ=90°→傳力效果好搖塊機(jī)構(gòu)定塊機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中回轉(zhuǎn)副B(半徑↑)＞曲柄長(zhǎng)AB→圖a)偏心輪機(jī)構(gòu)→滑塊擺動(dòng)圖2－15ｃ,2－17→滑塊為固定件圖2－15ｄ,2－18(曲柄很短時(shí)→偏心輪機(jī)構(gòu)）偏心距=ｅ=曲柄長(zhǎng)鉸鏈四桿、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)→(擴(kuò)大回轉(zhuǎn)副)偏心輪機(jī)構(gòu)→滑塊移動(dòng)＋擺動(dòng)圖2－16,2－15ｂ→滑塊移動(dòng)圖2－15ａ三、搖塊、定塊機(jī)構(gòu)ｐ.27四