機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 課件 第二章新平面機(jī)構(gòu)-連桿機(jī)構(gòu)X1

平面連桿機(jī)構(gòu)總目錄平面四桿機(jī)構(gòu)的基本特性平面連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)平面連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)連桿機(jī)構(gòu)基本類(lèi)型及其演化平面連桿機(jī)構(gòu)

將若干個(gè)構(gòu)件用低副聯(lián)接起來(lái)并作平面運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，也稱低副機(jī)構(gòu)。鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)

夾緊機(jī)構(gòu)

縫紉機(jī)針機(jī)構(gòu)

單擊……分目錄上一張平面連桿機(jī)構(gòu)上一張分目錄1.運(yùn)動(dòng)副為面接觸，壓強(qiáng)小,承載能力大，耐沖擊。3.構(gòu)件可以很長(zhǎng)，用于遠(yuǎn)距離的操作。5.可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律和特定軌跡要求。6.運(yùn)動(dòng)傳遞路線較長(zhǎng)，易產(chǎn)生累積誤差。7.慣性力難以平衡，不易于高速運(yùn)動(dòng)。1平面連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)繼續(xù)4.運(yùn)動(dòng)形式多樣，可用于運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換。2.運(yùn)動(dòng)副形狀簡(jiǎn)單、便于制造。用于受力大破碎機(jī)上一張分目錄1平面連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)用于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離操作及受力大

挖掘機(jī)

上一張分目錄1平面連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)返回單擊……1平面連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)返回上一張用于實(shí)現(xiàn)各種不同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律要求

上一張1平面連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)返回實(shí)現(xiàn)給定軌跡攪拌機(jī)

分目錄上一張1平面連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)返回上一張分目錄鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)

——全部運(yùn)動(dòng)副為轉(zhuǎn)動(dòng)副的四桿機(jī)構(gòu)機(jī)架（固定件）：支承活動(dòng)構(gòu)件；連架桿:與機(jī)架相聯(lián)的構(gòu)件；曲柄：整圈轉(zhuǎn)動(dòng)搖桿：不能作整圈轉(zhuǎn)動(dòng)連桿：不與機(jī)架相聯(lián)作平面運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件2平面連桿機(jī)構(gòu)的基本類(lèi)型及應(yīng)用一、基本類(lèi)型四桿機(jī)構(gòu)

——由四個(gè)構(gòu)件組成的平面連桿機(jī)構(gòu)。上一張分目錄1.曲柄搖桿機(jī)構(gòu)——兩連架桿中，一個(gè)作整周轉(zhuǎn)動(dòng)，一個(gè)作往復(fù)擺動(dòng)2平面連桿機(jī)構(gòu)的基本類(lèi)型及應(yīng)用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的類(lèi)型及應(yīng)用顎式破碎機(jī)構(gòu)上一張分目錄2平面連桿機(jī)構(gòu)的基本類(lèi)型及應(yīng)用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的類(lèi)型及應(yīng)用雷達(dá)天線機(jī)構(gòu)攪拌機(jī)機(jī)構(gòu)上一張分目錄2平面連桿機(jī)構(gòu)的基本類(lèi)型及應(yīng)用2平面連桿機(jī)構(gòu)的基本類(lèi)型及應(yīng)用縫紉機(jī)的踏板機(jī)構(gòu)上一張上一張分目錄2.雙曲柄機(jī)構(gòu)——兩連架桿均能作整周轉(zhuǎn)動(dòng)2平面連桿機(jī)構(gòu)的基本類(lèi)型及應(yīng)用慣性篩上一張2平面連桿機(jī)構(gòu)的基本類(lèi)型及應(yīng)用特例：平行雙曲柄機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)的類(lèi)型及應(yīng)用上一張分目錄2平面連桿機(jī)構(gòu)的基本類(lèi)型及應(yīng)用上一張分目錄3.雙搖桿機(jī)構(gòu)——兩連架桿均不能作整周轉(zhuǎn)動(dòng)2平面連桿機(jī)構(gòu)的基本類(lèi)型及應(yīng)用雙搖桿機(jī)構(gòu)的類(lèi)型及應(yīng)用上一張分目錄2平面連桿機(jī)構(gòu)的基本類(lèi)型及應(yīng)用

分目錄上一張1、改變構(gòu)件運(yùn)動(dòng)尺寸在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，若搖桿的桿長(zhǎng)增大至無(wú)窮長(zhǎng)，轉(zhuǎn)動(dòng)副D滑塊移動(dòng)副則搖桿——轉(zhuǎn)動(dòng)副演化為移動(dòng)副二、演化形式2平面連桿機(jī)構(gòu)的基本類(lèi)型及應(yīng)用4ABC123ABC1234導(dǎo)桿滑塊上一張單移動(dòng)副四桿機(jī)構(gòu)2平面連桿機(jī)構(gòu)的基本類(lèi)型及應(yīng)用分目錄上一張2.選用不同構(gòu)件為機(jī)架1）曲柄滑塊機(jī)構(gòu)（固定導(dǎo)桿）對(duì)心式：偏置式：2平面連桿機(jī)構(gòu)的基本類(lèi)型及應(yīng)用自卸貨車(chē)分目錄上一張4ABC1232）曲柄搖塊機(jī)構(gòu)（固定與滑塊相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的構(gòu)件）2平面連桿機(jī)構(gòu)的基本類(lèi)型及應(yīng)用擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)單擊……分目錄上一張3）導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)(固定與滑塊不相連的構(gòu)件1)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)擺動(dòng)導(dǎo)桿轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿4ABC123轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)2平面連桿機(jī)構(gòu)的基本類(lèi)型及應(yīng)用分目錄上一張轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用2平面連桿機(jī)構(gòu)的基本類(lèi)型及應(yīng)用擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用牛頭刨床結(jié)構(gòu)示意圖牛頭刨床上一張2平面連桿機(jī)構(gòu)的基本類(lèi)型及應(yīng)用4）定塊機(jī)構(gòu)（固定滑塊）分目錄上一張2平面連桿機(jī)構(gòu)的基本類(lèi)型及應(yīng)用分目錄上一張3、改變運(yùn)動(dòng)副尺寸——曲柄演化為偏心輪

當(dāng)曲柄的實(shí)際尺寸很短并傳遞較大的動(dòng)力時(shí)，可將曲柄做成幾何中心與回轉(zhuǎn)中心距離等于曲柄長(zhǎng)度的圓盤(pán)，常稱此機(jī)構(gòu)為偏心輪機(jī)構(gòu)。2平面連桿機(jī)構(gòu)的基本類(lèi)型及應(yīng)用雙移動(dòng)副機(jī)構(gòu)分目錄上一張2平面連桿機(jī)構(gòu)的基本類(lèi)型及應(yīng)用ABC12341、正弦機(jī)構(gòu)縫紉機(jī)針機(jī)構(gòu)單擊……分目錄上一張2平面連桿機(jī)構(gòu)的基本類(lèi)型及應(yīng)用2、雙滑塊機(jī)構(gòu)上一張2平面連桿機(jī)構(gòu)的基本類(lèi)型及應(yīng)用橢圓儀3、雙轉(zhuǎn)塊機(jī)構(gòu)十字滑塊聯(lián)軸器上一張2平面連桿機(jī)構(gòu)的基本類(lèi)型及應(yīng)用連桿機(jī)構(gòu)——基本類(lèi)型及演化曲柄搖桿機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)曲柄搖塊機(jī)構(gòu)定塊機(jī)構(gòu)曲柄移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)雙滑塊機(jī)構(gòu)雙轉(zhuǎn)塊機(jī)構(gòu)練練眼上一張OAB1234上一張cbda+￡+cadb+-￡)(badc+-￡)(一、曲柄存在的條件3平面四桿機(jī)構(gòu)的基本特性當(dāng)曲柄處在AB1時(shí)當(dāng)曲柄處在AB2時(shí)

轉(zhuǎn)動(dòng)副成為整轉(zhuǎn)副的條件1）桿長(zhǎng)條件:2）最短桿條件:組成整轉(zhuǎn)副的兩桿中必有一桿為四桿中的最短桿3平面四桿機(jī)構(gòu)的基本特性上一張存在曲柄的條件2)最短桿為連架桿或機(jī)架。1)各桿長(zhǎng)度應(yīng)滿足桿長(zhǎng)條件；上一張1）當(dāng)時(shí)：最短桿為連架桿——曲柄搖桿機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)類(lèi)型的判斷方法：最短桿為機(jī)架——雙曲柄機(jī)構(gòu)最短桿為連桿——雙搖桿機(jī)構(gòu)2）時(shí)，機(jī)構(gòu)無(wú)曲柄，機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)。3平面四桿機(jī)構(gòu)的基本特性解:若機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)，則AD必為最短桿，由桿長(zhǎng)條件得：AD+BC≤CD+AB所以80mm≤AB≤100mm即：80mm≤

AB≤120mm時(shí)，該鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)。例：圖示鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，BC=100mm,CD=70mm,AD=50mm,

AD為機(jī)架，若該機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)，試討論AB的取值范圍上一張3平面四桿機(jī)構(gòu)的基本特性若AB桿最長(zhǎng)，即AB

≥100mm則若BC桿最長(zhǎng)，即AB≤100mm則AD+AB≤CD+BCAB≥

80mmAB≤

120mm所以100mm≤AB≤120mmACBD3平面四桿機(jī)構(gòu)的基本特性二.急回運(yùn)動(dòng)特性——原動(dòng)件勻速連續(xù)回轉(zhuǎn)，從動(dòng)件往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度不同的性質(zhì)。上一張二.急回運(yùn)動(dòng)特性機(jī)構(gòu)極位——曲柄與連桿兩次共線時(shí)的位置。擺角——從動(dòng)件搖桿在機(jī)構(gòu)極位時(shí)的夾角。ψ極位夾角——原動(dòng)件曲柄在機(jī)構(gòu)極位時(shí)所夾的銳角。上一張3平面四桿機(jī)構(gòu)的基本特性曲柄搖桿擺角ψ,時(shí)間t1擺角ψ,時(shí)間t2上一張

∵1＞2且曲柄勻速∴t1＞t2

原動(dòng)件勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),從動(dòng)件往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度快慢不同的運(yùn)動(dòng)——急回運(yùn)動(dòng)特性。則：搖桿C點(diǎn)平均速度3平面四桿機(jī)構(gòu)的基本特性行程速比系數(shù)——從動(dòng)件空回行程平均速度與工作行程平均速度的比值，用K表示：（2）當(dāng)>0，k>1，機(jī)構(gòu)有急回作用；且越大,K越大,急回特性越明顯。因此（1）當(dāng)=0，k=1，機(jī)構(gòu)無(wú)急回作用。上一張3平面四桿機(jī)構(gòu)的基本特性急回特性的分析：

（2）作圖尋找從動(dòng)件的極限位置。

（1）分析原動(dòng)件是否為連續(xù)運(yùn)動(dòng)，從動(dòng)件是否為往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

（3）分析機(jī)構(gòu)極位夾角θ是否大于零。

分析曲柄為原動(dòng)件的擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)是否存在急回特性。3平面四桿機(jī)構(gòu)的基本特性上一張上一張3平面四桿機(jī)構(gòu)的基本特性ADB1B2三.壓力角和傳動(dòng)角壓力角:

從動(dòng)件Ｃ點(diǎn)的受力的方向與該點(diǎn)的速度方向所夾的銳角，稱機(jī)構(gòu)在此位置的壓力角,用表示。上一張有效分力有害分力ABCDFFnvFtF

壓力角α越小，推動(dòng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的有效分力越大，故壓力角越小越好。

傳動(dòng)角：壓力角的余角，用

表示。3平面四桿機(jī)構(gòu)的基本特性上一張為保證機(jī)構(gòu)傳動(dòng)性能良好，設(shè)計(jì)時(shí)通常應(yīng)使：

min40°大功率機(jī)械：

min50°

min的位置如何確定γmin？曲柄與機(jī)架兩共線位置之一。一般機(jī)械：1）當(dāng)曲柄與機(jī)架重疊共線時(shí)：∠BCD最小，γmin=∠BCD2）當(dāng)曲柄與機(jī)架拉直共線時(shí)：∠BCD最大且＞90°時(shí)，γmin=180°

-∠BCD3平面四桿機(jī)構(gòu)的基本特性ACB1B2γ=90°vB上一張擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)：當(dāng)曲柄主動(dòng)時(shí)，γ≡90°曲柄滑塊機(jī)構(gòu)：當(dāng)主動(dòng)曲柄與滑塊導(dǎo)路垂直時(shí)，出現(xiàn)

min

（即αmax）3平面四桿機(jī)構(gòu)的基本特性BFvceABCF死點(diǎn)位置：從動(dòng)件的傳動(dòng)角=0o時(shí),機(jī)構(gòu)所處的位置。四.死點(diǎn)位置上一張機(jī)構(gòu)或是頂死，而不能運(yùn)動(dòng)；或是出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)不確定。死點(diǎn)位置的危害：3平面四桿機(jī)構(gòu)的基本特性上一張死點(diǎn)位置為AB1C1D、AB2C2D死點(diǎn)位置為AB1C、AB2C3平面四桿機(jī)構(gòu)的基本特性B1

θ

C2

C1

D

A

B2ψ

mnACB1B2

克服死點(diǎn)的措施：①利用慣性,如飛輪。②采用幾套相同的機(jī)構(gòu)錯(cuò)位。上一張3平面四桿機(jī)構(gòu)的基本特性死點(diǎn)的應(yīng)用上一張3平面四桿機(jī)構(gòu)的基本特性

死點(diǎn)的應(yīng)用上一張3平面四桿機(jī)構(gòu)的基本特性

飛機(jī)起落架機(jī)構(gòu)上一張3平面四桿機(jī)構(gòu)的基本特性課堂小結(jié)1、曲柄存在的條件：上一張3、傳動(dòng)角、壓力角分析四桿機(jī)構(gòu)的基本特性鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)類(lèi)型的判別方法2、急回特性：

極限位置、擺角、極位夾角、行程速比系數(shù)分清原動(dòng)件、從動(dòng)件作業(yè):2-42-84、死點(diǎn)位置設(shè)計(jì)的基本問(wèn)題:

1.按給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)2.按給定的運(yùn)動(dòng)軌跡設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)4平面連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)3.按給定的連桿位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)：根據(jù)運(yùn)動(dòng)要求

選定機(jī)構(gòu)的型式確定構(gòu)件的尺寸參數(shù)使兩連架桿實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)位置要求；滿足K的要求使連桿上某一點(diǎn)實(shí)現(xiàn)預(yù)定軌跡的要求要求機(jī)構(gòu)能使連桿順序地實(shí)現(xiàn)一些給定的位置上一張?jiān)O(shè)計(jì)方法：圖解法、解析法、實(shí)驗(yàn)法已知：連桿的位置B1C1、B2C2、B3C3設(shè)計(jì)步驟：2）連B1B2、B2B3、C1C2、C2C3，作中垂線b12b23交于A點(diǎn)，C12C23交于D點(diǎn)。則AB1C1D即為所求四桿機(jī)構(gòu)3）求構(gòu)件的長(zhǎng)度一、按連桿預(yù)定的位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)ADB1C1B2C2B3C3b12c12b23c23

設(shè)計(jì)關(guān)鍵：定鉸鏈中心A、D。1）作連桿的位置B1C1、B2C2、B3C3上一張——圖解法4平面連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)lAB＝μl.

AB1；lCD=μl.

C1D；lAD＝μl.

AD上一張b題圖a為一鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的夾緊機(jī)構(gòu)。已知連桿長(zhǎng)度B2C2為機(jī)構(gòu)處于死點(diǎn)的位置，此時(shí)原動(dòng)件AB處于鉛垂位置。試設(shè)計(jì)此夾緊機(jī)構(gòu),求出各構(gòu)件長(zhǎng)度。及它所在的兩個(gè)位置(圖b).其中B1C1處于水平位置；4平面連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)——圖解法aB2B1C1C2b12c12上一張DA4平面連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)——圖解法圖中AB2C2D即為所設(shè)計(jì)的四桿機(jī)構(gòu)，則各桿長(zhǎng)度為：上一張二、按給定的行程速比系數(shù)Ｋ設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)已知條件搖桿長(zhǎng)度擺角ψ和行程速比系數(shù)Ｋ?！獔D解法1、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)關(guān)鍵找鉸鏈中心A點(diǎn)的位置。C2C1B1B24平面連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)B1

θ

2.畫(huà)出搖桿CD兩極限位置，且C1DC2=ψM

N

C2

C1

D

A

B2ψ

θ

90－θ3.畫(huà)輔助圓：4.根據(jù)機(jī)架長(zhǎng)度或位置確定A點(diǎn)：5.連接AC1、AC2，C1AC2=θ步驟：6.確定曲柄、連桿長(zhǎng)度AB＝（AC2－AC1）／2BC＝（AC1＋AC2）／21、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)上一張P4平面連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)——圖解法按Ｋ設(shè)計(jì)——2.曲柄滑塊機(jī)構(gòu)eθAB1B2已知：滑塊行程H、行程速比系數(shù)K、結(jié)構(gòu)形式及其偏心距eHC1C2按Ｋ設(shè)計(jì)——上一張AB＝（AC2－AC1）／2BC＝（AC1＋AC2）／202θ4平面連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)——圖解法3.擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)ADB1已知：機(jī)架長(zhǎng)度及K，試設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)（求曲柄AB的長(zhǎng)度）2）由ψ=θ作Dm、Dn3）由確定鉸鏈A4）作AB1Dm（或AB2Dn）則可得曲柄長(zhǎng)度AB=AB1按Ｋ設(shè)計(jì)——上一張B2mnψ4平面連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)——圖解法圖解法思路：

1.將已知的幾何條件盡可能畫(huà)出；2.將運(yùn)動(dòng)條件轉(zhuǎn)化為幾何條件；3.利用幾何關(guān)系尋找問(wèn)題的關(guān)鍵；4.利用其它輔助條件完成設(shè)計(jì)?！獔D解法上一張4平面連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)按預(yù)定的兩連架桿對(duì)應(yīng)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)令——解析法上一張4平面連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)法上一張4平面連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)上一張b)一、按兩連架桿對(duì)應(yīng)角位移設(shè)計(jì)——2.按預(yù)定軌跡設(shè)計(jì)給定軌跡；設(shè)定曲柄中心A；求出Rmax、Rmin及曲柄AB和浮動(dòng)連桿BP長(zhǎng)度；

LAB＝(Rmax－Rmin)／2，LBP＝(Rmax＋Rmin)／2——實(shí)驗(yàn)法上一張4平面連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)連桿曲線：四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)，連桿作平面復(fù)雜運(yùn)動(dòng)，連桿上每一點(diǎn)都描繪出一條封閉曲線——連桿曲線?！弦粡垖?shí)驗(yàn)法3.按連桿曲線圖譜設(shè)計(jì)4平面連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)圖譜——上一張步驟：1.查出軌跡