《機(jī)械設(shè)計手冊之連桿》

第八章平面連桿機(jī)構(gòu),7-1連桿機(jī)構(gòu)及其特點(diǎn)7-2平面四桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用7-3平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識7-4平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計,8-1連桿機(jī)構(gòu)及其傳動特點(diǎn),平面連桿機(jī)構(gòu)構(gòu)件用低副聯(lián)接而成的機(jī)構(gòu),結(jié)束,8-1連桿機(jī)構(gòu)及其傳動特點(diǎn),平面連桿機(jī)構(gòu)構(gòu)件用低副聯(lián)接而成的機(jī)構(gòu),共同特征：原動件的運(yùn)動都是通過一個不直接與機(jī)架相連的中間構(gòu)件（BC)傳遞到從動件上。BC連桿連桿機(jī)構(gòu)低副機(jī)構(gòu)桿：運(yùn)動單元體（桿塊）四桿機(jī)構(gòu)、六桿機(jī)構(gòu)、多桿機(jī)構(gòu),結(jié)束,平面連桿機(jī)構(gòu)特點(diǎn)：1.低副壓強(qiáng)小、易潤滑、磨損小、結(jié)構(gòu)簡單、易加工；2.改變相對桿長運(yùn)動規(guī)律變化3.幾何封閉4.連桿曲線工作要求5.可以實(shí)現(xiàn)增力擴(kuò)大行程鎖緊等。6.效率低7.高速機(jī)械中，不易平衡8.設(shè)計復(fù)雜，難以精確實(shí)現(xiàn)較雜的運(yùn)動規(guī)律,8-1連桿機(jī)構(gòu)及其傳動特點(diǎn),結(jié)束,8-2平面四桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用,一、基本形式,機(jī)架AD；連架桿AB、CD曲柄能整周回轉(zhuǎn)的連架桿搖桿只能擺動的連架桿,結(jié)束,8-2平面四桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用,曲柄搖桿機(jī)構(gòu),一、基本形式,結(jié)束,8-2平面四桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用,2.雙曲柄機(jī)構(gòu),一、基本形式,結(jié)束,8-2平面四桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用,2.雙曲柄機(jī)構(gòu),一、基本形式,特點(diǎn)：正模式下連桿BC作平運(yùn)動，兩曲柄同步運(yùn)動；負(fù)模下，連桿作一般運(yùn)動，曲柄反向運(yùn)轉(zhuǎn)。,兩對邊分別相等時平行四邊形機(jī)構(gòu),特點(diǎn)：通過作變速運(yùn)動的曲柄CD，使往復(fù)運(yùn)動的滑塊獲得加大的加速度。,結(jié)束,8-2平面四桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用,3.雙搖桿機(jī)構(gòu),一、基本形式,結(jié)束,8-2平面四桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用,3.雙搖桿機(jī)構(gòu),一、基本形式,結(jié)束,8-2平面四桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用,1.改變構(gòu)件的形狀和運(yùn)動尺寸,二、平面四桿機(jī)構(gòu)的演化型式,結(jié)束,8-2平面四桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用,1.改變構(gòu)件的形狀和運(yùn)動尺寸,二、平面四桿機(jī)構(gòu)的演化型式,結(jié)束,8-2平面四桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用,2.改變運(yùn)動副的尺寸,二、平面四桿機(jī)構(gòu)的演化型式,結(jié)束,8-2平面四桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用,3.選用不同的構(gòu)件為機(jī)架,二、平面四桿機(jī)構(gòu)的演化型式,結(jié)束,8-2平面四桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用,3.選用不同的構(gòu)件為機(jī)架,二、平面四桿機(jī)構(gòu)的演化型式,小型刨床中轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)（ABC）,結(jié)束,8-2平面四桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用,3.選用不同的構(gòu)件為機(jī)架,二、平面四桿機(jī)構(gòu)的演化型式,結(jié)束,8-2平面四桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用,3.選用不同的構(gòu)件為機(jī)架,二、平面四桿機(jī)構(gòu)的演化型式,結(jié)束,8-2平面四桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用,3.選用不同的構(gòu)件為機(jī)架,二、平面四桿機(jī)構(gòu)的演化型式,結(jié)束,8-2平面四桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用,3.選用不同的構(gòu)件為機(jī)架,二、平面四桿機(jī)構(gòu)的演化型式,結(jié)束,8-2平面四桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用,3.選用不同的構(gòu)件為機(jī)架,二、平面四桿機(jī)構(gòu)的演化型式,結(jié)束,8-2平面四桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用,3.選用不同的構(gòu)件為機(jī)架,二、平面四桿機(jī)構(gòu)的演化型式,結(jié)束,8-2平面四桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用,4.運(yùn)動副元素的逆換,二、平面四桿機(jī)構(gòu)的演化型式,對于移動副，運(yùn)動副元素的包容關(guān)系逆換，并不影響兩構(gòu)件之間的相對運(yùn)動，但卻能演化成不同的機(jī)構(gòu)。,擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu),曲柄搖塊機(jī)構(gòu),結(jié)束,8-3平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識,低副機(jī)構(gòu)運(yùn)動的可逆性：各構(gòu)件之間的相對運(yùn)動關(guān)系不受機(jī)架更換的影響,構(gòu)件組ABCD中，不設(shè)固定件討論相對運(yùn)動關(guān)系設(shè)各桿長度分別為：a、b、c、d,一、曲柄存在條件,結(jié)束,+ad+ac+ab,a最小,在BCD中：b(da)cabcdc(da)bacbd在BCD中：adbc,一、曲柄存在條件,若使A為整轉(zhuǎn)副B必須能順利通過特殊點(diǎn)B、B點(diǎn),B、C點(diǎn)的軌跡如圖,即BCD和BCD能夠成立,8-3平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識,結(jié)束,一、曲柄存在條件,四桿機(jī)構(gòu)中有整轉(zhuǎn)副的條件是：（1）最短桿與最長桿的長度之和不大于其余兩桿的長度之和；（2）構(gòu)成該轉(zhuǎn)動副的兩桿之一為四桿中最短桿。如圖：滿足桿長之和條件且l2為最短A、B為整轉(zhuǎn)副,8-3平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識,結(jié)束,一、曲柄存在條件,若滿足桿長之和條件：,最短桿為連架桿曲柄搖桿機(jī)構(gòu),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),若不滿足桿長之和條件：雙搖桿機(jī)構(gòu),曲柄存在條件：（1）最短桿與最長桿的長度之和不大于其余兩桿的長度之和；（2）最短桿為機(jī)架或連架桿。,8-3平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識,結(jié)束,一、曲柄存在條件,若滿足桿長之和條件：,最短桿為連架桿曲柄搖桿機(jī)構(gòu),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),若不滿足桿長之和條件：雙搖桿機(jī)構(gòu),曲柄存在條件：（1）最短桿與最長桿的長度之和不大于其余兩桿的長度之和；（2）最短桿為機(jī)架或連架桿。,8-3平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識,結(jié)束,1,如圖：曲柄AB勻速轉(zhuǎn)動，搖桿CD在一定范圍內(nèi)擺動。,二、急回運(yùn)動和行程速比系數(shù),2,（1）B：B1B21180；,：C1C2t1v1,搖桿兩極限位置C1D、C2D極位夾角兩極限位置曲柄所夾銳角,（2）B：B2B12180；：C2C1t2v2顯然：12t1t2v2v1急回運(yùn)動形程速比系數(shù)K,可見：K急回特性0K1無急回特性,8-3平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識,結(jié)束,其它機(jī)構(gòu)的急回特性,偏置的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)有急回特性,導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)急回特性明顯,8-3平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識,=0沒有急回特性,結(jié)束,其它機(jī)構(gòu)的急回特性,偏置的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)有急回特性,導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)急回特性明顯,8-3平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識,=0沒有急回特性,結(jié)束,Fn(正壓力)壓力角,可見：F傳力性能效率機(jī)構(gòu)在運(yùn)動中，（）是變化的，為了保證機(jī)構(gòu)的傳力性能min,三、傳動角與死點(diǎn)位置1、壓力角和傳動角,FtFcos有效分力FnFsin有害分力,FFt、Fn,8-3平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識,壓力角：從動件受力的方向與受力點(diǎn)線速度方向之間所夾的銳角。,傳動角：壓力角的余角90，,結(jié)束,設(shè)計要求：min或max便于觀察：當(dāng)BCD90時：BCD當(dāng)BCD90時：,180BCDmin(BCD)min或(BCD)max,fmax或fmin,=0或=180時（曲柄與機(jī)架兩次共線）,8-3平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識,三、傳動角與死點(diǎn)位置1、壓力角和傳動角,結(jié)束,其它機(jī)構(gòu)的最小傳動角min,8-3平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識,三、傳動角與死點(diǎn)位置1、壓力角和傳動角,90傳力性能良好,結(jié)束,8-3平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識,三、傳動角與死點(diǎn)位置2、死點(diǎn)位置,往復(fù)運(yùn)動構(gòu)件作主動件時：=90、=0Ft=0F無論多大都不能時機(jī)構(gòu)運(yùn)動死點(diǎn)位置死點(diǎn)從動件轉(zhuǎn)向不定工作中利用慣性或機(jī)組錯位排列通過死點(diǎn)；有時利用死點(diǎn)位置來工作。,結(jié)束,8-3平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識,三、傳動角與死點(diǎn)位置2、死點(diǎn)位置,往復(fù)運(yùn)動構(gòu)件作主動件時：=90、=0Ft=0F無論多大都不能時機(jī)構(gòu)運(yùn)動死點(diǎn)位置死點(diǎn)從動件轉(zhuǎn)向不定工作中利用慣性或機(jī)組錯位排列通過死點(diǎn)；有時利用死點(diǎn)位置來工作。,結(jié)束,8-3平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識,三、傳動角與死點(diǎn)位置2、死點(diǎn)位置,往復(fù)運(yùn)動構(gòu)件作主動件時：=90、=0Ft=0F無論多大都不能時機(jī)構(gòu)運(yùn)動死點(diǎn)位置死點(diǎn)從動件轉(zhuǎn)向不定工作中利用慣性或機(jī)組錯位排列通過死點(diǎn)；有時利用死點(diǎn)位置來工作。,如果曲柄作主動件在兩個極限位置附近傳動角很大增力很大的機(jī)械利益,拉鉚機(jī),結(jié)束,8-3平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識,四、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動連續(xù)性,