三章平面連桿機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)

第三平第三平面連桿機(jī)及其設(shè)（Linkage§3-連桿機(jī)構(gòu)及其特§3-連桿機(jī)構(gòu)及其特一、連桿機(jī)連桿搖連架曲整(周)轉(zhuǎn)副、擺轉(zhuǎn)二、二、特1）面接觸，耐磨，便于潤(rùn)滑，能承受較大載幾何形狀簡(jiǎn)單，制造在原動(dòng)件以同樣運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)時(shí)，若改變各構(gòu)件相對(duì)長(zhǎng)度關(guān)系，從動(dòng)件可實(shí)現(xiàn)等速或不等速、連續(xù)或不連續(xù)多種運(yùn)動(dòng)關(guān)系缺運(yùn)動(dòng)累缺運(yùn)動(dòng)累積誤構(gòu)件質(zhì)心變速運(yùn)動(dòng)，難于動(dòng)三、應(yīng)應(yīng)應(yīng)應(yīng)用實(shí)C23慣性篩機(jī)B4D1A平行四邊形機(jī)雙曲柄機(jī)應(yīng)用實(shí)C23慣性篩機(jī)B4D1A平行四邊形機(jī)雙曲柄機(jī) 還有含一個(gè)移動(dòng)副的四桿機(jī)構(gòu)……雙搖桿機(jī)還有含一個(gè)移動(dòng)副的四桿機(jī)構(gòu)……雙搖桿機(jī)§3-鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)§3-鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)基本型式及其一、基本型曲柄搖桿機(jī)構(gòu)(crank-rocker雙曲柄機(jī)構(gòu)(doublecrank雙搖桿機(jī)構(gòu)(doublerocker二、四桿機(jī)構(gòu)的二、四桿機(jī)構(gòu)的演改變構(gòu)件形狀和相對(duì)改變運(yùn)動(dòng)副尺選用不同構(gòu)件為機(jī)構(gòu)件構(gòu)件改變運(yùn)改變運(yùn)動(dòng)副尺平面四桿機(jī)構(gòu)的演化型改變構(gòu)件的形狀和平面四桿機(jī)構(gòu)的演化型改變構(gòu)件的形狀和運(yùn)動(dòng)尺偏心曲柄滑曲柄曲柄sφs=lsin正弦雙滑塊機(jī)對(duì)心曲柄滑(2)改變運(yùn)動(dòng)副的尺偏心輪機(jī)(3)選不同的構(gòu)件為機(jī)B1B12(2)改變運(yùn)動(dòng)副的尺偏心輪機(jī)(3)選不同的構(gòu)件為機(jī)B1B1223C3A4A4C平面四桿機(jī)構(gòu)的演機(jī)構(gòu)演化方擴(kuò)大回轉(zhuǎn)偏心輪機(jī)平面四桿機(jī)構(gòu)的演機(jī)構(gòu)演化方擴(kuò)大回轉(zhuǎn)偏心輪機(jī)①②(直動(dòng)滑BBAACCAB<①②(直動(dòng)滑BBAACCAB<AB>③ 雙轉(zhuǎn)塊機(jī)S雙移塊機(jī)③ 雙轉(zhuǎn)塊機(jī)S雙移塊機(jī)平面四桿機(jī)構(gòu)的演1轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)化為移C§平面四桿機(jī)構(gòu)的演1轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)化為移C§2B133§2§B1AD§ADB21AC3BC32AB21AC3BC32A2B1C3AC2B13AslAB2B1C3AC2B13AslABs2取不同構(gòu)件為機(jī)2取不同構(gòu)件為機(jī)曲柄滑塊機(jī)導(dǎo)桿機(jī)曲柄搖塊機(jī)直動(dòng)滑桿機(jī)3擴(kuò)大轉(zhuǎn)動(dòng)BCACA3擴(kuò)大轉(zhuǎn)動(dòng)BCACA§3-一、曲柄存在條取決于各桿的相對(duì)長(zhǎng)度§3-一、曲柄存在條取決于各桿的相對(duì)長(zhǎng)度及機(jī)架的adbcbdac(da)在BC 在BC abdacd②③aaa④曲柄存在條件①最短桿與曲柄存在條件①最短桿與最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度之和小于或等于其余兩桿長(zhǎng)之和②連架桿與機(jī)架中必有一桿為最短桿注1）判斷由不同桿作機(jī)架時(shí)四桿機(jī)構(gòu)屬于哪種機(jī)構(gòu)2）都是雙曲柄機(jī)構(gòu)）類似方法可分析有移動(dòng)副的四桿機(jī)構(gòu)存在曲柄的條件YNadbYNadb雙曲柄以最短雙搖桿以與最短桿相對(duì)的桿為曲柄搖桿機(jī)以最短桿相鄰桿為機(jī)雙搖桿abc取不同構(gòu)件為取不同構(gòu)件為機(jī)架時(shí)的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)型(a)4為機(jī)(b)2為機(jī)(c)1為機(jī)(d)3為機(jī)1.1.二、急回特性和行程速比系曲柄搖桿構(gòu)的急回運(yùn)動(dòng)和來(lái)衡量度曲柄搖桿構(gòu)的急回運(yùn)動(dòng)和來(lái)衡量度可以的比K稱為行程速系數(shù)K180o極位夾角；搖桿180oθ↗，K↗，急回程度↗。θ0時(shí)，K=1工作行回KK2.曲柄滑塊機(jī)對(duì)心曲柄2.曲柄滑塊機(jī)對(duì)心曲柄滑塊機(jī)極位夾角為K1KK偏置曲柄滑偏置曲柄滑塊機(jī)K3.導(dǎo)桿機(jī)(Crank-3.導(dǎo)桿機(jī)(Crank-K三、壓力和傳動(dòng)傳動(dòng)：壓三、壓力和傳動(dòng)傳動(dòng)：壓力角的余角壓力：從動(dòng)件受力點(diǎn)（C點(diǎn)）的受力方向與受力點(diǎn)的速度方向之間所夾的銳角壓力角越小，傳動(dòng)角越大，機(jī)構(gòu)傳力性能越[設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)如何確定鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的最小傳動(dòng)d22ad如何確定鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的最小傳動(dòng)d22adc22bc2l在△ABD和△BCD中，分別2lBCD聯(lián)立求解2adc2a2dcos0o或180o）時(shí)，cos1），有最小值（或最大值進(jìn)一步分析δδ≤90，=δ（對(duì)頂角關(guān)系②當(dāng)δ90o時(shí)=進(jìn)一步分析δδ≤90，=δ（對(duì)頂角關(guān)系②當(dāng)δ90o時(shí)=180o-δ（互為補(bǔ)角關(guān)系）由此可見(jiàn)，要判斷min位置前，首先應(yīng)判斷δmin、δmax可分以下三種情況δ≤90o；18090o時(shí)②；③機(jī)構(gòu)中①和②兩種情況共存時(shí)，可先計(jì)算當(dāng)時(shí)。2min180-，然后再計(jì)算當(dāng)?shù)膭t90o時(shí)2min},可能發(fā)生在主動(dòng)曲柄與機(jī)架兩次共線的位置之一處四、死點(diǎn)位四、死點(diǎn)位1．死點(diǎn)的概當(dāng)搖桿為主當(dāng)搖桿為主動(dòng)件時(shí)，當(dāng)連桿與從動(dòng)曲柄共線機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角為0，此時(shí)主動(dòng)件通過(guò)連桿作用于從動(dòng)曲柄AB上的力恰好通過(guò)其回轉(zhuǎn)中2．死點(diǎn)的不利①利用系統(tǒng)的慣性；②利用特殊機(jī)構(gòu)錯(cuò)利位用排機(jī)列錯(cuò)利位用排機(jī)列3．死3．死點(diǎn)的利在工程中也常常應(yīng)用死點(diǎn)位置實(shí)現(xiàn)工作要求。如快速夾具、飛機(jī)起落架等。飛飛機(jī)起落架機(jī)死點(diǎn)死點(diǎn)：機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)出現(xiàn)傳動(dòng)角CC的位231BrvBP1AA4DCC2B1死點(diǎn)死點(diǎn)：機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)出現(xiàn)傳動(dòng)角CC的位231BrvBP1AA4DCC2B1vPGEF§3-平面四桿機(jī)§3-平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)的基本問(wèn)1）按運(yùn)動(dòng)規(guī)律（函數(shù)）function2）按位置設(shè)計(jì)position3）按軌跡設(shè)計(jì)path設(shè)計(jì)方圖解法、解析法、實(shí)驗(yàn)二、解析法設(shè)計(jì)二、解析法設(shè)計(jì)四桿根據(jù)此機(jī)構(gòu)構(gòu)件所構(gòu)成的矢量封閉形，可以寫(xiě)成abd①acos(0)bcosdacos(0)bcosdccos(0asin()bsincsin(②00如以各構(gòu)件相對(duì)于a長(zhǎng)度代入上式，則移項(xiàng)后可mcoslncos(0)cos(0③msinnsin(0)sin()0消去1nllcos(0)(0④令n21l2n令n21l2n n, , ⑤l2cos(0)P0cos(0)1cos(0)(0)⑥P0、P1、P2、φ0及ψ0五個(gè)待定參數(shù)。若將連架桿的五組對(duì)應(yīng)位置φi及ψi(i=1,2,5)，分別代入上式，則可得到一個(gè)五個(gè)方程的方程組，在就該方程組聯(lián)立求解后，即可求出參數(shù)P0、P1、P2、φ0及ψ0，然后再由式⑤求得m、n、l。最后，根據(jù)實(shí)際需要定出曲柄的長(zhǎng)度，則機(jī)構(gòu)其它構(gòu)件的長(zhǎng)度b、、便可完全確定若取兩若取兩連架桿的起始角cos0cos1cos()這時(shí)式中只含有P0、P1、P2三個(gè)待求參數(shù)了，所該機(jī)構(gòu)所能滿足的兩連架桿的對(duì)應(yīng)位置數(shù)也最多是三組了例如圖所示為用于某操縱裝置中的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，如要求該四桿機(jī)構(gòu)的兩連架桿應(yīng)滿例如圖所示為用于某操縱裝置中的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，如要求該四桿機(jī)構(gòu)的兩連架桿應(yīng)滿足的三組對(duì)應(yīng)位置135o4o190。為31311解將給定的α，α，α和φ，φ，φ代入式（3-17）123123可解將給定的α，α，α和φ，φ，φ代入式（3-17）123123可得到如下cos45P0cos50P1cos(5045)cos90Pcos80Pcos(8090)012cos135Pcos110Pcos(110135)聯(lián)立012P0=1.53；P1=-再由式⑤可求得各桿長(zhǎng)比mb1.782;nc1.53;lac＝306mm；d＝288mm。aa＝200mm，則可求得如果只要求該機(jī)構(gòu)的兩連架桿滿足給定的兩組對(duì)應(yīng)位置，則在參數(shù)P0、P1、P2中有一個(gè)可以任意選定，所以這時(shí)將有無(wú)三、實(shí)驗(yàn)三、實(shí)驗(yàn)法設(shè)計(jì)四桿1．圖譜圖譜法是按照定的運(yùn)動(dòng)軌利用利用連桿曲線圖譜（可查手冊(cè)），查出與軌跡曲線相似的連桿曲線，以及描繪該連桿曲線的四桿機(jī)構(gòu)的相對(duì)桿長(zhǎng)，然后測(cè)量出出圖譜（或縮小）倍數(shù)，即可求出機(jī)構(gòu)的各尺寸參2.按兩連架桿對(duì)應(yīng)位置設(shè)計(jì)（overlay利用連桿等長(zhǎng)及端點(diǎn)為圓弧的思四、作圖法設(shè)計(jì)四桿C§2§1．按四、作圖法設(shè)計(jì)四桿C§2§1．按給定連桿位置3二位AD三位四位置B、C點(diǎn)為4、2、0個(gè)點(diǎn)或無(wú)實(shí)五位置－有限解A分析：知?jiǎng)鱼q鏈B、C位置，求定鉸鏈A、C2§3DB、C在連A、D在中A分析：知?jiǎng)鱼q鏈B、C位置，求定鉸鏈A、C2§3DB、C在連A、D在中2．按2．按行程速比系數(shù)K1）曲柄搖桿機(jī)K（1）K和作出兩極限位置C1D、K（1）K和作出兩極限位置C1D、（2）取適當(dāng)?shù)谋壤擀蘬=lCD/CD(m/mm)，并過(guò)C2點(diǎn)作∠C1C2N＝90°－θ的射線C2N，然后再過(guò)C1點(diǎn)作C2C1的垂線以C2P為直徑作圓，圓心為O，則A由其他已知條件在圓周上取點(diǎn)A，連AC1、交C2N于（6）以A為圓心，AC1為半徑做圓弧交AC2于E點(diǎn)，作EC2的垂直平分線得EC2為AB長(zhǎng)度由于極限位置處曲柄與連桿共AC2＝BC＋AB，AC1＝BC－AB，因此，容易得1212l(AC2AC1) 2l(AC2AC1)l(AC2 22（7）討論：由于A點(diǎn)可在△C1PC2的外接圓周的弧C1PC2上任意選取，所以，若僅按行程速比系數(shù)K來(lái)設(shè)計(jì)，可以得到無(wú)窮多組解。因此，在未給出其它附加條件的情況下，如欲獲得良好的傳動(dòng)質(zhì)量，可按照傳動(dòng)角最優(yōu)或其它輔助條件來(lái)確定A點(diǎn)的2）曲柄滑2）曲柄滑塊機(jī)已知：行程速比系數(shù)K、滑塊行程、偏心距2）已知條件：行程速比系數(shù)K2）已知條件：行程速比系數(shù)K①計(jì)算極位KK②作直線C1C2＝H/μl，且C1、C2作為滑塊的兩極限位③根據(jù)C1、C2點(diǎn)求滿足極位夾角為θ的A點(diǎn)（結(jié)果為一圓弧④作一直線與平行，并使其間的距離等于偏心距e，則此直線與述圓弧的交點(diǎn)即為曲柄的軸心A⑤連接AC1、AC2，并按上述作圖方法，即可得到曲柄lABlBC連桿的長(zhǎng)3）導(dǎo)