第二章平面連桿機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)

第二章平面連桿機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)第1頁(yè)，共72頁(yè)，2023年，2月20日，星期三§2-1連桿機(jī)構(gòu)及其傳動(dòng)特點(diǎn)

一.連桿機(jī)構(gòu)共同特點(diǎn)——原動(dòng)件通過(guò)不與機(jī)架相連的中間構(gòu)件傳遞到從動(dòng)件上。連桿機(jī)構(gòu)由若干個(gè)構(gòu)件通過(guò)低副連接而組成，又稱為低副機(jī)構(gòu)。不與機(jī)架相連的中間構(gòu)件——連桿（Linkage）具有連桿的機(jī)構(gòu)——連桿機(jī)構(gòu)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)平面連桿機(jī)構(gòu)第2頁(yè)，共72頁(yè)，2023年，2月20日，星期三第3頁(yè)，共72頁(yè)，2023年，2月20日，星期三優(yōu)點(diǎn)：①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，承載能力大，耐沖擊；②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；③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；④可以連桿曲線可以滿足不同運(yùn)動(dòng)軌跡的設(shè)計(jì)要求。缺點(diǎn)：①由于運(yùn)動(dòng)積累誤差較大，因而影響傳動(dòng)精度；②由于慣性力不好平衡而不適于高速傳動(dòng)；③設(shè)計(jì)方法比較復(fù)雜。二、連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)第4頁(yè)，共72頁(yè)，2023年，2月20日，星期三§2-2平面四桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用四桿機(jī)構(gòu)各部分的名稱：構(gòu)件機(jī)架相對(duì)固定連架桿曲柄搖桿整周回轉(zhuǎn)往復(fù)擺動(dòng)連桿平面運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)副整周回轉(zhuǎn)往復(fù)擺動(dòng)周轉(zhuǎn)副擺轉(zhuǎn)副機(jī)構(gòu)命名：原動(dòng)件名+輸出構(gòu)件名（也可以幾何特點(diǎn)命名）第5頁(yè)，共72頁(yè)，2023年，2月20日，星期三一、全轉(zhuǎn)動(dòng)副四桿機(jī)構(gòu)（鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)）——基本型式1.

曲柄搖桿機(jī)構(gòu)(Crank-RockerMechanism)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，若其兩個(gè)連架桿一為曲柄，一為搖桿，則此四桿機(jī)構(gòu)稱為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。功能：連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)往復(fù)擺動(dòng)ABCD3214第6頁(yè)，共72頁(yè)，2023年，2月20日，星期三應(yīng)用實(shí)例：飛機(jī)起落架機(jī)構(gòu)縫紉機(jī)腳踏板機(jī)構(gòu)雷達(dá)天線俯仰機(jī)構(gòu)抽油機(jī)機(jī)構(gòu)第7頁(yè)，共72頁(yè)，2023年，2月20日，星期三應(yīng)用實(shí)例：攪拌機(jī)構(gòu)拉膠片機(jī)構(gòu)剪板機(jī)

碎石機(jī)

第8頁(yè)，共72頁(yè)，2023年，2月20日，星期三2.

雙曲柄機(jī)構(gòu)(Double-CrankMechanism) ——兩個(gè)連架桿都是曲柄的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)ABCD3214功能：連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)平行四邊形機(jī)構(gòu)特性：▲兩曲柄同速同向轉(zhuǎn)動(dòng)▲連桿作平動(dòng)特例：若機(jī)構(gòu)中相對(duì)兩桿平行且相等，則成為平面四邊形機(jī)構(gòu)。第9頁(yè)，共72頁(yè)，2023年，2月20日，星期三應(yīng)用實(shí)例：慣性篩機(jī)構(gòu)機(jī)車車輪聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)第10頁(yè)，共72頁(yè)，2023年，2月20日，星期三應(yīng)用實(shí)例升降機(jī)構(gòu)播種機(jī)料斗機(jī)構(gòu)升降車臺(tái)燈伸展機(jī)構(gòu)第11頁(yè)，共72頁(yè)，2023年，2月20日，星期三車門開(kāi)閉機(jī)構(gòu)應(yīng)用實(shí)例——逆平行（反平行）四邊形機(jī)構(gòu)（兩相對(duì)桿長(zhǎng)相等但不平行的雙曲柄機(jī)構(gòu)）第12頁(yè)，共72頁(yè)，2023年，2月20日，星期三3.

雙搖桿機(jī)構(gòu)(Double-RockerMechanism) ——兩個(gè)連架桿都是搖桿的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)ABCD3214功能：往復(fù)擺動(dòng)往復(fù)擺動(dòng)特例：等腰梯形機(jī)構(gòu)——兩搖桿長(zhǎng)度相等的雙搖桿機(jī)構(gòu)汽車前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)第13頁(yè)，共72頁(yè)，2023年，2月20日，星期三應(yīng)用實(shí)例：飛機(jī)起落架機(jī)構(gòu)圖-22M重型轟炸機(jī)前起落架鶴式起重機(jī)第14頁(yè)，共72頁(yè)，2023年，2月20日，星期三應(yīng)用實(shí)例：推土機(jī)鏟斗機(jī)構(gòu)電風(fēng)扇搖頭機(jī)構(gòu)第15頁(yè)，共72頁(yè)，2023年，2月20日，星期三低副運(yùn)動(dòng)的可逆性：在低副機(jī)構(gòu)中，取不同構(gòu)件作為機(jī)架時(shí)，任意兩個(gè)構(gòu)件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系不變。構(gòu)件2為機(jī)架——曲柄搖桿機(jī)構(gòu)構(gòu)件4為機(jī)架——曲柄搖桿機(jī)構(gòu)ABCD3214曲柄搖桿機(jī)構(gòu)構(gòu)件1為機(jī)架——雙曲柄機(jī)構(gòu)ABCD3214雙曲柄機(jī)構(gòu)構(gòu)件3為機(jī)架——雙搖桿機(jī)構(gòu)ABCD3214雙搖桿機(jī)構(gòu)第16頁(yè)，共72頁(yè)，2023年，2月20日，星期三二、含有一個(gè)移動(dòng)副的四桿機(jī)構(gòu)——演化型式I變搖桿為滑塊曲柄搖桿機(jī)構(gòu)偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲線導(dǎo)軌曲柄滑塊機(jī)構(gòu)搖桿尺寸為無(wú)窮大e=0第17頁(yè)，共72頁(yè)，2023年，2月20日，星期三1.

曲柄滑塊機(jī)構(gòu)(Slider-CrankMechanism)ABC3214對(duì)心(radial)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)ABC3214偏置(offset)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)功能：連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)往復(fù)移動(dòng)第18頁(yè)，共72頁(yè)，2023年，2月20日，星期三應(yīng)用實(shí)例：壓力機(jī)雨傘發(fā)動(dòng)機(jī)第19頁(yè)，共72頁(yè)，2023年，2月20日，星期三車門開(kāi)閉機(jī)構(gòu)ABC3汽缸2車門14應(yīng)用實(shí)例：空氣壓縮機(jī)第20頁(yè)，共72頁(yè)，2023年，2月20日，星期三應(yīng)用實(shí)例：送料裝置篩分機(jī)第21頁(yè)，共72頁(yè)，2023年，2月20日，星期三第22頁(yè)，共72頁(yè)，2023年，2月20日，星期三應(yīng)用實(shí)例：送料裝置篩分機(jī)振威（香港）電子有限公司第23頁(yè)，共72頁(yè)，2023年，2月20日，星期三2.

導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)(Crank-ShaperMechanism)ABC3214導(dǎo)桿★擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)——導(dǎo)桿只能在一定的角度內(nèi)擺動(dòng)★回轉(zhuǎn)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)——導(dǎo)桿能作整周轉(zhuǎn)動(dòng)功能連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)往復(fù)擺動(dòng)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)第24頁(yè)，共72頁(yè)，2023年，2月20日，星期三應(yīng)用實(shí)例回轉(zhuǎn)柱塞泵早期的飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)牛頭刨床第25頁(yè)，共72頁(yè)，2023年，2月20日，星期三3.

曲柄搖塊機(jī)構(gòu)(Rock-SliderMechanism)ABC3214搖塊功能：連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)往復(fù)擺動(dòng)第26頁(yè)，共72頁(yè)，2023年，2月20日，星期三應(yīng)用實(shí)例自卸車第27頁(yè)，共72頁(yè)，2023年，2月20日，星期三4.

直動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)(Fixed-SliderMechanism)ABC3214直動(dòng)導(dǎo)桿定塊功能：往復(fù)擺動(dòng)往復(fù)移動(dòng)第28頁(yè)，共72頁(yè)，2023年，2月20日，星期三應(yīng)用實(shí)例手動(dòng)抽水機(jī)爐門送料裝置ABC3214第29頁(yè)，共72頁(yè)，2023年，2月20日，星期三小結(jié)平面四桿機(jī)構(gòu)的演化方式

1、改變構(gòu)件的形狀和相對(duì)尺寸：轉(zhuǎn)動(dòng)副移動(dòng)副對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)變連桿為滑塊雙滑塊機(jī)構(gòu)ABC3214搖塊ABC3214導(dǎo)桿第30頁(yè)，共72頁(yè)，2023年，2月20日，星期三偏心輪機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)2、改變運(yùn)動(dòng)副的尺寸：曲柄偏心輪擴(kuò)大轉(zhuǎn)動(dòng)副B的半徑超過(guò)曲柄長(zhǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)副B的半徑擴(kuò)大超過(guò)曲柄長(zhǎng)第31頁(yè)，共72頁(yè)，2023年，2月20日，星期三3、選用不同構(gòu)件為機(jī)架——倒置法機(jī)構(gòu)的倒置：選運(yùn)動(dòng)鏈中不同的構(gòu)件作機(jī)架以獲得不同機(jī)構(gòu)的演化方法稱為機(jī)構(gòu)的倒置。ABC3214曲柄滑塊機(jī)構(gòu)ABC3214導(dǎo)桿導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)ABC3214搖塊曲柄搖塊機(jī)構(gòu)第32頁(yè)，共72頁(yè)，2023年，2月20日，星期三§2-3有關(guān)平面四桿機(jī)構(gòu)的基本性質(zhì)運(yùn)動(dòng)特性1.曲柄存在條件2.急回特性3.運(yùn)動(dòng)連續(xù)性動(dòng)力特性1.壓力角、傳動(dòng)角2.死點(diǎn)一、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)曲柄存在的條件——Grashoff定理曲柄搖桿機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)第33頁(yè)，共72頁(yè)，2023年，2月20日，星期三ABCDabcdB1C1EFB2C2EF若使AB能夠整周回轉(zhuǎn)，必須使得以圓上任一點(diǎn)為中心，以桿長(zhǎng)b為半徑所形成的圓與圓有交點(diǎn)，即：BEbBF亦即：B1、B2點(diǎn)為形成周轉(zhuǎn)副的關(guān)鍵點(diǎn)。第34頁(yè)，共72頁(yè)，2023年，2月20日，星期三ABCDabcdB1C1B2C2在△B1C1D中a+d

b+c(1)在△B2C2D中若：da，則有：a+cd+b

(2)

a+bd+c(3)若：ad，則有：c+d

a+b

(4)

b+d

a+c

(5)(1)+(2)a

b(1)+(3)a

c且有：a

da=lmin為最短桿。(1)+(4)d

b(1)+(5)d

c且有：d

ad=lmin為最短桿。第35頁(yè)，共72頁(yè)，2023年，2月20日，星期三◆周轉(zhuǎn)副的條件：1)任意三桿長(zhǎng)度之和第四桿長(zhǎng)；l1+l2+l3

l42)最短桿長(zhǎng)度+最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度其余兩桿長(zhǎng)度之和——桿長(zhǎng)條件lmin+lmax

l4+l3

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。3)連架桿或機(jī)架中必有一桿是最短桿?！羟嬖跅l件：當(dāng)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)滿足桿長(zhǎng)條件時(shí)，討論1）最短桿的鄰邊桿為機(jī)架時(shí)ABCD3214——曲柄搖桿機(jī)構(gòu)第36頁(yè)，共72頁(yè)，2023年，2月20日，星期三3）最短桿的對(duì)邊桿為機(jī)架時(shí)l1+l2+l3l4?lmin+lmax

l4+l3?Y非機(jī)構(gòu)N有兩個(gè)周轉(zhuǎn)副Y雙搖桿機(jī)構(gòu)Nlmin為機(jī)架?lmin鄰邊為機(jī)架?NN小結(jié)Y雙曲柄機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)Y——雙搖桿機(jī)構(gòu)ABCD32142）最短桿為機(jī)架時(shí)——雙曲柄機(jī)構(gòu)（含平行四邊形機(jī)構(gòu)）ABCD3214當(dāng)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)不滿足桿長(zhǎng)條件時(shí)——雙搖桿機(jī)構(gòu)（無(wú)周轉(zhuǎn)副）第37頁(yè)，共72頁(yè)，2023年，2月20日，星期三erlABCD例：偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)有曲柄的條件。解1：lmin=r；lmax=CD+e解2：AD連線為機(jī)架方向，故B1、B2為r成為曲柄的關(guān)鍵點(diǎn)，所以B1C1B2C2lr+elr-e思考：對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)有曲柄的條件？第38頁(yè)，共72頁(yè)，2023年，2月20日，星期三例：已知鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中各桿長(zhǎng)度為：AB=15mm，BC=110mm，CD=55mm，AD=120mm，試判斷分別以AD、BC、AB和CD為機(jī)架時(shí)機(jī)構(gòu)的類型。ABCD解：AB+AD=

135mm

≦

CD+BC=165mm

以AD為機(jī)架時(shí):以BC為機(jī)架時(shí):以AB為機(jī)架時(shí):以CD為機(jī)架時(shí):雙搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)第39頁(yè)，共72頁(yè)，2023年，2月20日，星期三二、急回運(yùn)動(dòng)特性(Quickreturnproperty)

1.概念極位夾角——當(dāng)輸出構(gòu)件在兩極位時(shí)，原動(dòng)件所處兩個(gè)位置之間所夾的銳角。極位——輸出構(gòu)件的極限位置擺角φ——兩極限位置所夾的銳角原動(dòng)件作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)件作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，從動(dòng)件正行程的平均速度慢于反行程的平均速度的現(xiàn)象——急回運(yùn)動(dòng)(Quick-return)2.急回運(yùn)動(dòng)第40頁(yè)，共72頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

急回運(yùn)動(dòng)機(jī)理

急回作用具有方向性,當(dāng)原動(dòng)件的回轉(zhuǎn)方向改變時(shí),急回的行程也隨之改變。注意！a)曲柄轉(zhuǎn)過(guò)搖桿上C點(diǎn)擺過(guò)：所用時(shí)間：b)曲柄轉(zhuǎn)過(guò)搖桿上C點(diǎn)擺過(guò)：所用時(shí)間：c)設(shè)兩過(guò)程的平均速度為V1、V2：回程速度大于正行程速度。第41頁(yè)，共72頁(yè)，2023年，2月20日，星期三3.行程速比系數(shù)K為表明急回運(yùn)動(dòng)程度，用行程速度變化系數(shù)K(timeratio)來(lái)衡量，作為機(jī)構(gòu)的基本運(yùn)動(dòng)特征參數(shù)。定義為反正行程速度比，即或：討論：當(dāng)θ≠0時(shí)，機(jī)構(gòu)具有急回運(yùn)動(dòng)特性；θK，急回運(yùn)動(dòng)特性愈顯著。

第42頁(yè)，共72頁(yè)，2023年，2月20日，星期三對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)θ=0，K=1，無(wú)急回運(yùn)動(dòng)偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)

θ0，K1，有急回運(yùn)動(dòng)例：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)第43頁(yè)，共72頁(yè)，2023年，2月20日，星期三擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)θ0，K1，有急回運(yùn)動(dòng)急回運(yùn)動(dòng)特性的應(yīng)用第44頁(yè)，共72頁(yè)，2023年，2月20日，星期三三、四桿機(jī)構(gòu)的壓力角與傳動(dòng)角壓力角與傳動(dòng)角壓力角

(Pressureangle)——不考慮摩擦?xí)r，從構(gòu)件上所受的力F與該力作用點(diǎn)的絕對(duì)速度方向所夾的銳角。

傳動(dòng)角

(Transmissionangle)——壓力角的余角用傳動(dòng)角衡量機(jī)構(gòu)傳力性能的好壞。()F機(jī)構(gòu)傳動(dòng)越有利一般要求：第45頁(yè)，共72頁(yè)，2023年，2月20日，星期三2.最小傳動(dòng)角的位置——曲柄搖桿機(jī)構(gòu)ABCDcbadFVC當(dāng)min及max<90o時(shí)：min

=minmin出現(xiàn)在曲柄與機(jī)架共線（當(dāng)=0o或180o時(shí)）ABCDabcdB1C1B2C2

min及max

≧90o時(shí)：min

=min{(180o-

min)，(180o-max)}min

=min{min，(180o-max)}

min≦90o

及max

≧90o時(shí):：連桿與搖桿的夾角maxmin第46頁(yè)，共72頁(yè)，2023年，2月20日，星期三結(jié)論：當(dāng)=0o或180o時(shí)，有min=min{min，(180o-max)}曲柄與機(jī)架共線時(shí)，出現(xiàn)最小傳動(dòng)角。vcABC12FFvB3B123AC例：標(biāo)出機(jī)構(gòu)在圖示位置的壓力角與傳動(dòng)角FB132Cv第47頁(yè)，共72頁(yè)，2023年，2月20日，星期三FBVB1C234ABDabcd=90FBVBC1234ABD第48頁(yè)，共72頁(yè)，2023年，2月20日，星期三曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置1、死點(diǎn)位置

從動(dòng)件與連桿共線時(shí)，機(jī)構(gòu)出現(xiàn)死點(diǎn)。四、死點(diǎn)(Deadpoint)

——機(jī)構(gòu)傳動(dòng)角γ=0o(α=90o)的位置第49頁(yè)，共72頁(yè)，2023年，2月20日，星期三2》利用慣性B2C2踏板縫紉機(jī)主運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)腳AB1C1D

縫紉機(jī)腳踏板機(jī)構(gòu)2、通過(guò)死點(diǎn)的措施

1》采用不同的構(gòu)件為原動(dòng)件以DC為原動(dòng)：＝90以AB為原動(dòng)：≠90第50頁(yè)，共72頁(yè)，2023年，2月20日，星期三3》兩套機(jī)構(gòu)協(xié)同工作

機(jī)車車輪聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)一套機(jī)構(gòu)＝90；另一套機(jī)構(gòu)＝0

第51頁(yè)，共72頁(yè)，2023年，2月20日，星期三3、死點(diǎn)的利用飛機(jī)起落架機(jī)構(gòu)AB1C1DB2C2地面工件夾緊機(jī)構(gòu)第52頁(yè)，共72頁(yè)，2023年，2月20日，星期三注意！機(jī)構(gòu)不能運(yùn)動(dòng)的三種情況的區(qū)別：——死點(diǎn)、自鎖、F0死點(diǎn)——不計(jì)摩擦?xí)r，機(jī)構(gòu)傳動(dòng)角γ=0o(α=90o)的特 殊位置。利用慣性或其它方法，機(jī)構(gòu)可以通過(guò)該位置。自鎖——計(jì)入摩擦?xí)r，驅(qū)動(dòng)力方向滿足一定幾何條件而使機(jī) 構(gòu)無(wú)法運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象，具有方向性。F0——運(yùn)動(dòng)鏈為桁架。第53頁(yè)，共72頁(yè)，2023年，2月20日，星期三四、研究現(xiàn)狀（簡(jiǎn)述）●單自由度多自由度；●四桿多桿；●運(yùn)動(dòng)學(xué)設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)學(xué)+動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)；●優(yōu)化設(shè)計(jì)+計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)；●平面連桿機(jī)構(gòu)+空間連桿機(jī)構(gòu).第54頁(yè)，共72頁(yè)，2023年，2月20日，星期三小結(jié)▲曲柄存在條件lmin+lmax

l4+l3連架桿或機(jī)架中有一桿是最短桿▲急回特性及行程速比系數(shù)或：▲四桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)角、壓力角及死點(diǎn)()F機(jī)構(gòu)傳動(dòng)越有利曲柄與機(jī)架共線時(shí)，出現(xiàn)最小傳動(dòng)角第55頁(yè)，共72頁(yè)，2023年，2月20日，星期三§2-4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1.平面連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本任務(wù)根據(jù)給定的設(shè)計(jì)要求選定機(jī)構(gòu)型式；確定各構(gòu)件尺寸，并要滿足結(jié)構(gòu)條件、動(dòng)力條件和運(yùn)動(dòng)連續(xù)條件等。2.平面連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的三大類基本命題滿足預(yù)定運(yùn)動(dòng)的規(guī)律要求滿足預(yù)定的連桿位置要求滿足預(yù)定的軌跡要求第56頁(yè)，共72頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（1）滿足預(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)件能夠準(zhǔn)確地或近似地滿足預(yù)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律要求。滿足兩連架桿轉(zhuǎn)角的預(yù)定對(duì)應(yīng)位置關(guān)系要求的機(jī)構(gòu)示例——車門開(kāi)閉機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要求兩連架桿的轉(zhuǎn)角應(yīng)大小相等，方向相反，以實(shí)現(xiàn)車門的起閉第57頁(yè)，共72頁(yè)，2023年，2月20日，星期三滿足預(yù)定運(yùn)動(dòng)的規(guī)律要求機(jī)構(gòu)示例——對(duì)數(shù)計(jì)算機(jī)構(gòu)近似再現(xiàn)函數(shù)y=logx的平面四桿機(jī)構(gòu)（2）滿足預(yù)定的連桿位置要求設(shè)計(jì)時(shí)要求連桿能依次點(diǎn)據(jù)一系列的預(yù)定位置。(又稱為導(dǎo)引機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì))機(jī)構(gòu)示例——飛機(jī)起落架機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要求機(jī)輪在放下和收起時(shí)連桿BC占據(jù)圖示的兩個(gè)共線位置。

第58頁(yè)，共72頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（3）滿足預(yù)定的軌跡要求設(shè)計(jì)時(shí)要求在機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，連桿上某點(diǎn)能實(shí)現(xiàn)預(yù)定的軌跡。(又稱為軌跡生成機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì))機(jī)構(gòu)示例——鶴式起重機(jī)機(jī)構(gòu)示例——攪拌機(jī)機(jī)構(gòu)3.設(shè)計(jì)方法:1）解析法2）圖解法3）實(shí)驗(yàn)法第59頁(yè)，共72頁(yè)，2023年，2月20日，星期三二、用圖解法設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)

1.按給定的行程速比系數(shù)K設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)——實(shí)現(xiàn)給定運(yùn)動(dòng)要求2.按連桿預(yù)定位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)——實(shí)現(xiàn)給定連桿位置（軌跡）要求3.按兩連架桿預(yù)定的對(duì)應(yīng)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)——實(shí)現(xiàn)給定連架桿位置（軌跡）要求

1.

按給定的行程速比系數(shù)K設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)◆曲柄搖桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要求：已知搖桿的長(zhǎng)度CD、擺角及行程速比系數(shù)K。

設(shè)計(jì)過(guò)程：計(jì)算極位夾角：選定機(jī)構(gòu)比例尺，作出極位圖：第60頁(yè)，共72頁(yè)，2023年，2月20日，星期三GF(除弧FG以外)IMN90o-C1C2DPB1B2A聯(lián)C1C2，過(guò)C2作C1MC1C2；另過(guò)C1作C2C1N=90-

射線C1N，交C1M于P點(diǎn)；以C1P

為直徑作圓I，則該圓上任一點(diǎn)均可作為A鉸鏈，有無(wú)窮多解。設(shè)曲柄長(zhǎng)度為a，連桿長(zhǎng)度為b，則:第61頁(yè)，共72頁(yè)，2023年，2月20日，星期三C2B2C1B1IGFC1C2DB1B2A——錯(cuò)位不連續(xù)問(wèn)題A鉸鏈不能選定在FG弧段不連通域第62頁(yè)，共72頁(yè)，2023年，2月20日，星期三90o-PAE2aIIOaObIC1C2D欲得確定解，則需附加條件：(1)給定機(jī)架長(zhǎng)度d；(2)給定曲柄長(zhǎng)度a；(3)給定連桿長(zhǎng)度b(1)給定機(jī)架長(zhǎng)度d的解：(2)給定曲柄長(zhǎng)度a的解：作圖步驟：證明：第63頁(yè)，共72頁(yè)，2023年，2月20日，星期三(3)給定連桿長(zhǎng)度b的解：I90o-PIIIE2bAC1C2DOaOb作圖步驟：證明：第64頁(yè)，共72頁(yè)，2023年，2月20日，星期三◆曲柄滑塊機(jī)構(gòu)已知條件：滑塊行程H、偏距e和行程速比系數(shù)K設(shè)計(jì)過(guò)程：IMN90o-PB1B2AC1C2有無(wú)窮多解設(shè)曲柄長(zhǎng)度為a，連桿長(zhǎng)度為b，則:第65頁(yè)，共72頁(yè)，2023年，2月20日，星期三◆擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)對(duì)于擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu),由于其導(dǎo)桿的擺角φ

剛好等于其極位夾角θ，因此，只要給定曲柄長(zhǎng)度LAB

(或給定機(jī)架長(zhǎng)度LAD)和行程速比系數(shù)K就可以求得機(jī)構(gòu)。分析：由于θ與導(dǎo)桿擺角φ相等，設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu)時(shí)，僅需要確定曲柄a。計(jì)算θ＝180(K-1)/(K+1)；任選D作∠mDn＝φ＝θ取A點(diǎn)，使得AD=d,則:a=dsin(φ/2)已知：機(jī)架長(zhǎng)度d，K，設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu)。φ=θmndADθφ=θBADB第66頁(yè)，共72頁(yè)，2023年，2月20日，星期三2.

按連桿預(yù)定位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)已知連桿上兩活動(dòng)鉸鏈的中心B、C位置（即已知LBC）已知機(jī)架上固定鉸鏈的中心A、D位置（即已知LAD）已知連桿在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的兩個(gè)位置B1C1、B2C2

，設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)已知連桿上在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的三個(gè)位置B1C1、B2C2

、B3C3，設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)。已知連桿在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的兩個(gè)位置E1F1

、

E2F2

，設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)已知連桿上在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的三個(gè)位置E1F1、E2F2、E3F3

，設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)第67頁(yè)，共72頁(yè)，2023年，2月20日，星期三已知連桿上兩活動(dòng)鉸鏈的中心B、C位置（即已知LBC）已知連桿在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的兩個(gè)位置B1C1、B2C2

，設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)c12設(shè)計(jì)步驟：b12設(shè)計(jì)分析：鉸鏈Ｂ和Ｃ位置已知，固定鉸鏈Ａ和Ｄ未知。鉸鏈Ｂ和Ｃ軌跡為圓弧，其圓心分別為點(diǎn)Ａ和Ｄ。Ａ和Ｄ分別在B1B２和C1C２的垂直平分線上。DAB1C1C2