第03章 平面連桿機(jī)構(gòu)

1、第三章第三章 平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)第一節(jié)第一節(jié) 平面四桿機(jī)構(gòu)的類型及其應(yīng)用平面四桿機(jī)構(gòu)的類型及其應(yīng)用 第二節(jié)第二節(jié) 平面四桿機(jī)構(gòu)的一些基本特性平面四桿機(jī)構(gòu)的一些基本特性 第三節(jié)第三節(jié) 平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計 第四節(jié)第四節(jié) 平面連桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu) 學(xué)習(xí)重點學(xué)習(xí)重點預(yù)熱預(yù)熱： 什么是平面連桿機(jī)構(gòu)？特點及研究內(nèi)容是什么？什么是平面連桿機(jī)構(gòu)？特點及研究內(nèi)容是什么？預(yù)熱預(yù)熱 定義定義: : 全由低副（轉(zhuǎn)動副、移動副）構(gòu)成的平面機(jī)構(gòu)稱為全由低副（轉(zhuǎn)動副、移動副）構(gòu)成的平面機(jī)構(gòu)稱為平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu) 特點：特點：面接觸，承載能力強(qiáng)，耐磨損；面接觸，承載能力強(qiáng)，耐磨損；

2、易于制造和獲得較高的制造精度；易于制造和獲得較高的制造精度； 能實現(xiàn)多種運(yùn)動規(guī)律。能實現(xiàn)多種運(yùn)動規(guī)律。 缺點缺點：效率低；：效率低； 累計運(yùn)動誤差較大；累計運(yùn)動誤差較大； 高速運(yùn)轉(zhuǎn)時不平衡動載荷較大，且難于消除。高速運(yùn)轉(zhuǎn)時不平衡動載荷較大，且難于消除。 內(nèi)容：內(nèi)容：類型、應(yīng)用及其特性，平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計類型、應(yīng)用及其特性，平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計 一、平面四桿機(jī)構(gòu)的基本型式一、平面四桿機(jī)構(gòu)的基本型式鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu) 1 1曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 2 2雙曲柄機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu) 3 3雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu) 二、平面四桿機(jī)構(gòu)的演化型式二、平面四桿機(jī)構(gòu)的演化型式 1 1曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 2

3、2導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) 3 3偏心輪機(jī)構(gòu)偏心輪機(jī)構(gòu) 第一節(jié)第一節(jié) 平面四桿機(jī)構(gòu)的類型及其應(yīng)用平面四桿機(jī)構(gòu)的類型及其應(yīng)用 運(yùn)動副全是轉(zhuǎn)動副運(yùn)動副全是轉(zhuǎn)動副 1.1.曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 兩連架桿中：兩連架桿中： 一個為曲柄，另一個為曲柄，另一個為搖桿一個為搖桿。 應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例： 牛頭刨床工作臺橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)牛頭刨床工作臺橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu) 縫紉機(jī)的踏板機(jī)構(gòu)縫紉機(jī)的踏板機(jī)構(gòu) 7-3 縫紉機(jī)踏板機(jī)構(gòu) 縫紉機(jī)踏板機(jī)構(gòu)縫紉機(jī)踏板機(jī)構(gòu) 牛頭刨床進(jìn)給機(jī)構(gòu)牛頭刨床進(jìn)給機(jī)構(gòu) (a)局部結(jié)構(gòu)圖 ; (b)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖 1主動齒輪; 2從動齒輪; 3連桿; 4搖桿（棘爪）; 5棘輪; 6絲杠 ; 7機(jī)架正平行四

4、邊形機(jī)構(gòu)正平行四邊形機(jī)構(gòu)蒸汽機(jī)車的車輪聯(lián)動機(jī)構(gòu)蒸汽機(jī)車的車輪聯(lián)動機(jī)構(gòu)2.2.雙曲柄機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu) 兩個連架桿都能兩個連架桿都能 作整周回轉(zhuǎn)運(yùn)動作整周回轉(zhuǎn)運(yùn)動振動篩（也稱為慣性篩）振動篩（也稱為慣性篩）反平行四邊形機(jī)構(gòu)反平行四邊形機(jī)構(gòu)車門啟閉機(jī)構(gòu)車門啟閉機(jī)構(gòu)3.3.雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)兩連架桿均為搖桿兩連架桿均為搖桿起重機(jī)中重物平移機(jī)構(gòu)起重機(jī)中重物平移機(jī)構(gòu)汽車前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)汽車前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)( (等腰梯形機(jī)構(gòu)等腰梯形機(jī)構(gòu)) ) 1.1.曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 一連架桿為曲柄，另一連架桿相對機(jī)架作往復(fù)移動而稱為滑塊一連架桿為曲柄，另一連架桿相對機(jī)架作往復(fù)移動而稱為滑塊應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例：內(nèi)燃機(jī)、空氣壓

5、縮機(jī)、沖床和縫紉機(jī)等。：內(nèi)燃機(jī)、空氣壓縮機(jī)、沖床和縫紉機(jī)等。對心式曲柄滑塊機(jī)構(gòu)對心式曲柄滑塊機(jī)構(gòu)偏置式曲柄滑塊機(jī)構(gòu)偏置式曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 取曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中的不同構(gòu)件作為機(jī)架，可以得到以下取曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中的不同構(gòu)件作為機(jī)架，可以得到以下四種不同的機(jī)構(gòu)。四種不同的機(jī)構(gòu)。2.2.導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)v曲柄轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)曲柄轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) v曲柄擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)曲柄擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)v擺動導(dǎo)桿滑塊機(jī)構(gòu)（搖塊機(jī)構(gòu)）擺動導(dǎo)桿滑塊機(jī)構(gòu)（搖塊機(jī)構(gòu)）v移動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)（定塊機(jī)構(gòu)）移動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)（定塊機(jī)構(gòu)）應(yīng)用應(yīng)用 (a)(a)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu); (b); (b)轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu); ; （c)c)擺動導(dǎo)桿滑塊機(jī)構(gòu)擺動導(dǎo)桿滑塊

6、機(jī)構(gòu)( (搖塊機(jī)構(gòu)）搖塊機(jī)構(gòu)）; (d); (d)移動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)（定塊機(jī)構(gòu)）移動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)（定塊機(jī)構(gòu)） 曲柄擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)(a)曲柄擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu); (b)電氣開關(guān)小型刨床機(jī)構(gòu) 卡車車廂自動翻轉(zhuǎn)卸料機(jī)構(gòu) 手動抽水機(jī) 3.3.偏心輪機(jī)構(gòu)偏心輪機(jī)構(gòu) 特點：容易加工；特點：容易加工； 工作時潤滑條件和受力情況好；工作時潤滑條件和受力情況好；可用于較重載荷的傳動中?？捎糜谳^重載荷的傳動中。 應(yīng)用舉例：蒸汽機(jī)換氣閥傳動機(jī)構(gòu)、沖壓機(jī)傳動機(jī)構(gòu)等。應(yīng)用舉例：蒸汽機(jī)換氣閥傳動機(jī)構(gòu)、沖壓機(jī)傳動機(jī)構(gòu)等。（a a）等效曲柄滑塊機(jī)構(gòu)）等效曲柄滑塊機(jī)構(gòu) （b b）曲柄滑塊機(jī)構(gòu)）曲柄滑塊機(jī)構(gòu) （c c）等效曲柄搖桿機(jī)構(gòu)）等效曲柄搖

7、桿機(jī)構(gòu) （d) d) 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)一、一、曲柄存在條件曲柄存在條件 二、二、急回特性和行程速比系數(shù)急回特性和行程速比系數(shù)三、三、壓力角和傳動角壓力角和傳動角四、死點位置死點位置第二節(jié)第二節(jié) 平面四桿機(jī)構(gòu)的一些基本特性平面四桿機(jī)構(gòu)的一些基本特性曲柄存在條件：曲柄存在條件： 最短桿與最長桿長度之和小于最短桿與最長桿長度之和小于或等于其余兩桿長度之和；或等于其余兩桿長度之和； 連架桿與機(jī)架中必有一桿為最連架桿與機(jī)架中必有一桿為最短桿。短桿。你會你會判斷由不同桿作機(jī)架時四桿機(jī)構(gòu)屬于哪種機(jī)構(gòu)么？判斷由不同桿作機(jī)架時四桿機(jī)構(gòu)屬于哪種機(jī)構(gòu)么？ 一、曲柄存在條件一、曲柄存在條件雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)

8、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)cbda 以最短桿相鄰桿為機(jī)架以最短桿相鄰桿為機(jī)架以與最短桿相對的桿為機(jī)架以與最短桿相對的桿為機(jī)架以最短桿為機(jī)架以最短桿為機(jī)架NYdcba、判斷由不同桿作機(jī)架時四桿機(jī)構(gòu)屬于哪種機(jī)構(gòu)判斷由不同桿作機(jī)架時四桿機(jī)構(gòu)屬于哪種機(jī)構(gòu) 取不同構(gòu)件為機(jī)架時的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)型式取不同構(gòu)件為機(jī)架時的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)型式(a)(a)構(gòu)件構(gòu)件4 4為機(jī)架為機(jī)架; (b); (b)構(gòu)件構(gòu)件2 2為機(jī)架為機(jī)架; (c); (c)構(gòu)件構(gòu)件1 1為機(jī)架為機(jī)架; (d); (d)構(gòu)件構(gòu)件3 3為機(jī)架為機(jī)架二、急回特性和行程速比系數(shù)二、急回特性和行程速比系數(shù)搖桿的擺角搖桿

9、的擺角C1DC2 ；極位夾角極位夾角工作行程工作行程回程回程曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的急曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的急回運(yùn)動程度可以用回運(yùn)動程度可以用 2 2 和和 的比值的比值 來衡量，來衡量， 稱為稱為行程速比系數(shù)。行程速比系數(shù)。oo180180K11180oKK， ，急回程，急回程度度。= 0= 0時，時， =1=1時，機(jī)構(gòu)無急回運(yùn)動。時，機(jī)構(gòu)無急回運(yùn)動。KKKK急回運(yùn)動急回運(yùn)動? 傳動角傳動角壓力角的余角。壓力角的余角。三、壓力角和傳動角三、壓力角和傳動角 壓力角壓力角從動件受力點（從動件受力點（C點）的受力方向與點）的受力方向與受力點的速度方向之間所夾的銳角。受力點的速度方向之間所夾的銳角。壓力角越小，傳動角

10、越大，機(jī)構(gòu)壓力角越小，傳動角越大，機(jī)構(gòu)傳力性能越好。設(shè)計時應(yīng)使傳力性能越好。設(shè)計時應(yīng)使 與與min 四、死點位置四、死點位置1 1死點的概念死點的概念 在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，當(dāng)搖桿為主動件時，當(dāng)連桿與從動曲柄共線時，在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，當(dāng)搖桿為主動件時，當(dāng)連桿與從動曲柄共線時，機(jī)構(gòu)的傳動角機(jī)構(gòu)的傳動角 ，此時主動件，此時主動件CD CD 通過連桿作用于從動曲柄通過連桿作用于從動曲柄ABAB上的力上的力恰好通過其回轉(zhuǎn)中心，所以出現(xiàn)了不能使構(gòu)件恰好通過其回轉(zhuǎn)中心，所以出現(xiàn)了不能使構(gòu)件ABAB轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動的頂死頂死現(xiàn)象，機(jī)構(gòu)現(xiàn)象，機(jī)構(gòu)的這種位置稱為的這種位置稱為死點位置或死點死點位置或死點。2 2死點的缺陷

11、死點的缺陷 對于傳動機(jī)構(gòu)，存在死點位置是一個缺陷，常采用對于傳動機(jī)構(gòu)，存在死點位置是一個缺陷，常采用下列措施使機(jī)構(gòu)下列措施使機(jī)構(gòu)順利通過死點位置：順利通過死點位置： 利用系統(tǒng)的慣性；利用系統(tǒng)的慣性；利用特殊機(jī)構(gòu)。利用特殊機(jī)構(gòu)。3 3死點的利用死點的利用 在工程中也常常應(yīng)用死點位置實現(xiàn)工作要求。如快速夾具、在工程中也常常應(yīng)用死點位置實現(xiàn)工作要求。如快速夾具、 飛機(jī)起落架等。飛機(jī)起落架等。o0具具夾夾速速快快利用慣性利用慣性利用機(jī)構(gòu)利用機(jī)構(gòu)錯位排列錯位排列第三節(jié)第三節(jié) 平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計一、一、按給定的行程速比系數(shù)設(shè)計四桿機(jī)構(gòu)按給定的行程速比系數(shù)設(shè)計四桿機(jī)構(gòu) 二、二、按給定的連桿

12、位置設(shè)計四桿機(jī)構(gòu)按給定的連桿位置設(shè)計四桿機(jī)構(gòu) 三、三、按給定的兩連架桿對應(yīng)位置設(shè)計四桿機(jī)構(gòu)按給定的兩連架桿對應(yīng)位置設(shè)計四桿機(jī)構(gòu) 四、按給定的運(yùn)動軌跡設(shè)計四桿機(jī)構(gòu)四、按給定的運(yùn)動軌跡設(shè)計四桿機(jī)構(gòu)連桿曲線連桿曲線圖譜法圖譜法 一、按給定的行程速比系數(shù)設(shè)計四桿機(jī)構(gòu)一、按給定的行程速比系數(shù)設(shè)計四桿機(jī)構(gòu)1 1曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)2 2曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)3 3導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)已知條件：行程速比系數(shù)已知條件：行程速比系數(shù)K K、搖桿的長度、搖桿的長度 CDCD和搖桿的擺角和搖桿的擺角（1 1）計算極位夾角）計算極位夾角（2 2）取適當(dāng)?shù)谋壤撸┤∵m當(dāng)?shù)谋壤遧 l = = CDCD/ /CDCD(

13、m/mm)(m/mm)，并由，并由 CD CD 和和 作出兩極限位置作出兩極限位置C C1 1D D、C C2 2D D; ;（3 3）過）過C C2 2點作點作C C1 1C C2 2N N9090的射線的射線C C2 2N N，然后再過，然后再過C C1 1點作點作C C2 2C C1 1的垂線的垂線C C1 1N N 交交C C2 2N N于于P P; ;（4 4）以）以C C2 2P P為直徑作圓，圓心為為直徑作圓，圓心為O O，則，則A A點必在此圓上點必在此圓上; ;（5 5）由其他已知條件在圓周上取點）由其他已知條件在圓周上取點A A，連，連ACAC1 1、ACAC2 2; ;（

14、6 6）以）以A為圓心，為圓心，AC1為半徑做圓弧交為半徑做圓弧交AC2于于E點，作點，作EC2的垂直平分線得的垂直平分線得EC2之半即之半即為為AB長度由于極限位置處曲柄與連桿共線，故長度由于極限位置處曲柄與連桿共線，故ACAC2 2BCBCABAB，ACAC1 1BCBCABAB，因此，容易得到因此，容易得到 （7 7）討論：由于）討論：由于A A點可在點可在C C1 1PCPC2 2的外接圓周的弧的外接圓周的弧C C1 1PCPC2 2上任意選取，所以，若僅按行上任意選取，所以，若僅按行程速比系數(shù)程速比系數(shù)K K來設(shè)計，可以得到無窮多組解。因此，在未給出其它附加條件的情況下，來設(shè)計，可以

15、得到無窮多組解。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質(zhì)量，可按照傳動角最優(yōu)或其它輔助條件來確定如欲獲得良好的傳動質(zhì)量，可按照傳動角最優(yōu)或其它輔助條件來確定A A點的位置。點的位置。11180oKK)2()(212)(2122l12lBC2l12lABECACACAClECACACl1 1曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)lll2 2曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 已知條件：行程速比系數(shù)已知條件：行程速比系數(shù)K、滑塊行程滑塊行程H H偏心距偏心距e e 計算極位夾角計算極位夾角; ; 作直線作直線C C1 1C C2 2H H/ /l，且，且C C1 1、C C2 2作為滑塊的兩極限位置作為滑

16、塊的兩極限位置; ; 根據(jù)根據(jù)C C1 1、C C2 2點求滿足極位夾角為點求滿足極位夾角為的的A A點（結(jié)果為一圓弧點（結(jié)果為一圓弧C C1 1PCPC2 2）; ; 作一直線與平行，并使其間的距離等于偏心距作一直線與平行，并使其間的距離等于偏心距e e ，則此直線與上，則此直線與上述圓弧的交點即為曲柄的軸心述圓弧的交點即為曲柄的軸心A A 的位置的位置; ; 連接連接ACAC1 1、ACAC2 2，并按上述作圖方法，即可得到曲柄的長度，并按上述作圖方法，即可得到曲柄的長度 lAB和和連桿的長度連桿的長度 lBC。11180oKK3 3導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) 分析（分析（機(jī)構(gòu)簡圖演示機(jī)構(gòu)簡圖演示）

17、：對于擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，其極位夾角）：對于擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，其極位夾角 等于導(dǎo)桿等于導(dǎo)桿的擺角的擺角，而所需要確定的尺寸是曲柄長度，而所需要確定的尺寸是曲柄長度lACAC。 已知條件：行程速比系數(shù)已知條件：行程速比系數(shù)K、機(jī)架長度、機(jī)架長度lADAD 計算極位夾角；計算極位夾角； 選擇適當(dāng)?shù)谋壤咦髦本€選擇適當(dāng)?shù)谋壤咦髦本€l，任選固定鉸鏈點任選固定鉸鏈點D D； 按夾角按夾角（）作出導(dǎo)桿的兩極限位置）作出導(dǎo)桿的兩極限位置DmDm和和DnDn；作擺角作擺角的角平分線的角平分線ADAD，并在，并在ADAD上截取上截取AD=AD=lADAD/ /l，即可得到曲柄軸心即可得到曲柄軸心A A點的位置；點的位置

18、； 過過A A點作導(dǎo)桿極限位置的垂線點作導(dǎo)桿極限位置的垂線ACAC1 1（或（或ACAC2 2），即得曲柄長度），即得曲柄長度lACAC= =lAC。11180oKK二、按給定的連桿位置設(shè)計四桿機(jī)構(gòu)二、按給定的連桿位置設(shè)計四桿機(jī)構(gòu) 1 1給定連桿兩個位置設(shè)計四桿機(jī)構(gòu)給定連桿兩個位置設(shè)計四桿機(jī)構(gòu)2 2給定連桿三個位置設(shè)計四桿機(jī)構(gòu)給定連桿三個位置設(shè)計四桿機(jī)構(gòu)1 1給定連桿兩個位置設(shè)計四桿機(jī)構(gòu)給定連桿兩個位置設(shè)計四桿機(jī)構(gòu)例例例例2 2給定連桿三個位置設(shè)計四桿機(jī)構(gòu)給定連桿三個位置設(shè)計四桿機(jī)構(gòu)三、按給定的兩連架桿對應(yīng)位置設(shè)計四桿機(jī)構(gòu)三、按給定的兩連架桿對應(yīng)位置設(shè)計四桿機(jī)構(gòu) 如圖所示為一鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。如圖

19、所示為一鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。根據(jù)此機(jī)構(gòu)各構(gòu)件所構(gòu)成的矢量根據(jù)此機(jī)構(gòu)各構(gòu)件所構(gòu)成的矢量封閉形，可以寫成以下矢量方程封閉形，可以寫成以下矢量方程式式cdba 將此矢量方程式分別向?qū)⒋耸噶糠匠淌椒謩e向 及及 軸投影，可得如下兩個代數(shù)方程式軸投影，可得如下兩個代數(shù)方程式)sin(sin)sin()cos(cos)cos(0000cbacdba如以各構(gòu)件相對于如以各構(gòu)件相對于a長度代入上式，則移項后可得長度代入上式，則移項后可得 )sin()sin(sin)cos()cos(cos0000 nmnlm繼續(xù)繼續(xù)xy再由兩式平方相加消去再由兩式平方相加消去，并整理之，可得，并整理之，可得 lmnllnn21)()

20、(cos)cos()cos(2220000 lmnlPlnPnP21,222210 2001000)()(cos)cos()cos(PPP 令：令：則：則： 上式中含有上式中含有P P0 0、P P1 1、P P2 2、0 0及及0 0五個待定參數(shù)。若將連架桿的五組對五個待定參數(shù)。若將連架桿的五組對應(yīng)位置應(yīng)位置i i及及i i( (i i=1,2,=1,2,5)5)，分別代入上式，則可得到一個五個方程的方，分別代入上式，則可得到一個五個方程的方程組，在就該方程組聯(lián)立求解后，即可求出參數(shù)程組，在就該方程組聯(lián)立求解后，即可求出參數(shù)P P0 0、P P1 1、P P2 2、0 0及及0 0。 然后再

21、由式然后再由式求得求得m m、n n、l，最后，根據(jù)實際需要定出曲柄的長度，最后，根據(jù)實際需要定出曲柄的長度a a ，則機(jī)構(gòu)其它構(gòu)件的長度則機(jī)構(gòu)其它構(gòu)件的長度b b、c c 、d d 便可完全確定。便可完全確定。 又若取兩連架桿的起始角又若取兩連架桿的起始角0 0= =0 0=0=0，則式（，則式（3-163-16）將成為）將成為210)cos(coscosPPP 這時式中只含有這時式中只含有P P0 0、P P1 1、P P2 2三個待求參數(shù)了，所以該機(jī)構(gòu)所能滿足的兩三個待求參數(shù)了，所以該機(jī)構(gòu)所能滿足的兩連架桿的對應(yīng)位置數(shù)也最多是三組了。連架桿的對應(yīng)位置數(shù)也最多是三組了。例題例題 如圖所示為

22、用于某操縱裝置中的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，如要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 應(yīng) 位 置求 該 四 桿 機(jī) 構(gòu) 的 兩 連 架 桿 應(yīng) 滿 足 的 三 組 對 應(yīng) 位 置 為為 、 ； 、 ； 、 。例題例題解解o150o140o180o190o3110o3135將給定的將給定的1 1，2 2，3 3和和1 1，2 2，3 3代入式（代入式（3-173-17）即）即可得到如下的方程組可得到如下的方程組聯(lián)立求解聯(lián)立求解，得得P P0 0=1.53=1.53；P P1 1=-1.06=-1.06；P P2 2=0.778=

23、0.778再由式再由式可求得各桿長比可求得各桿長比為：為： 210210210)135110cos(110cos135cos)9080cos(80cos90cos)4550cos(50cos45cosPPPPPPPPP443. 1;53. 1;782. 1 adlacnabm若根據(jù)結(jié)構(gòu)條件取曲柄長若根據(jù)結(jié)構(gòu)條件取曲柄長a a 200mm200mm，則可求得，則可求得b b 356mm356mm；c c 306mm306mm；d d 288mm288mm。 如果只要求該機(jī)構(gòu)的兩連架桿滿足給定的兩組對應(yīng)位置，則如果只要求該機(jī)構(gòu)的兩連架桿滿足給定的兩組對應(yīng)位置，則在參數(shù)在參數(shù)P P0 0、P P1

24、1、P P2 2中有一個可以任意選定，所以這時將有無窮多解。中有一個可以任意選定，所以這時將有無窮多解。解解應(yīng)用連桿曲線應(yīng)用連桿曲線四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動時，連桿作平面運(yùn)動，連桿上任一點都將描繪出一條四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動時，連桿作平面運(yùn)動，連桿上任一點都將描繪出一條封閉曲線。該曲線稱為封閉曲線。該曲線稱為連桿曲線連桿曲線。顯然，連桿曲線的形狀隨連桿上點的。顯然，連桿曲線的形狀隨連桿上點的位置以及各桿相對尺寸的不同而變化。正是由于連桿曲線的這種多樣性，位置以及各桿相對尺寸的不同而變化。正是由于連桿曲線的這種多樣性，才使其能在各種機(jī)械上得到越來越廣泛的應(yīng)用。如圖所示的自動線上步才使其能在各種機(jī)械上得到越來越廣泛的應(yīng)

25、用。如圖所示的自動線上步進(jìn)式傳送機(jī)構(gòu)，即為應(yīng)用連桿曲線（卵形曲線）來實現(xiàn)步進(jìn)式傳送工件進(jìn)式傳送機(jī)構(gòu)，即為應(yīng)用連桿曲線（卵形曲線）來實現(xiàn)步進(jìn)式傳送工件的典型實例。的典型實例。圖譜法圖譜法 圖譜法是按照給定的運(yùn)圖譜法是按照給定的運(yùn)動軌跡設(shè)計四桿機(jī)構(gòu)的另一動軌跡設(shè)計四桿機(jī)構(gòu)的另一種簡便的方法，它是利用連種簡便的方法，它是利用連桿曲線圖譜（可查手冊），桿曲線圖譜（可查手冊），查出與要求軌跡曲線相似的查出與要求軌跡曲線相似的連桿曲線，以及描繪該連桿連桿曲線，以及描繪該連桿曲線的四桿機(jī)構(gòu)的相對桿長，曲線的四桿機(jī)構(gòu)的相對桿長，然后測量出出圖譜中的連桿然后測量出出圖譜中的連桿曲線與所要求的軌跡曲線之曲線與所要

26、求的軌跡曲線之間的放大（或縮?。┍稊?shù)，間的放大（或縮?。┍稊?shù)，即可求出機(jī)構(gòu)的各尺寸參數(shù)。即可求出機(jī)構(gòu)的各尺寸參數(shù)。第四節(jié)第四節(jié) 平面連桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu) 一、平面連桿機(jī)構(gòu)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)一、平面連桿機(jī)構(gòu)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)具有轉(zhuǎn)動副的構(gòu)件結(jié)構(gòu)具有轉(zhuǎn)動副的構(gòu)件結(jié)構(gòu)具有轉(zhuǎn)動副和移動副的構(gòu)件結(jié)構(gòu)具有轉(zhuǎn)動副和移動副的構(gòu)件結(jié)構(gòu) 二、二、平面連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動副的結(jié)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動副的結(jié)構(gòu) 三、三、平面連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動干涉問題平面連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動干涉問題 四、平面連桿機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)平面連桿機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié) 具有轉(zhuǎn)動副的構(gòu)件結(jié)構(gòu)具有轉(zhuǎn)動副的構(gòu)件結(jié)構(gòu) 2. 2. 具有轉(zhuǎn)動副和移動副的構(gòu)件結(jié)構(gòu)具有轉(zhuǎn)動副和移動副的構(gòu)件結(jié)構(gòu)二、平面連桿

27、機(jī)構(gòu)運(yùn)動副的結(jié)構(gòu)二、平面連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動副的結(jié)構(gòu)v滑動軸承式轉(zhuǎn)動副結(jié)構(gòu)滑動軸承式轉(zhuǎn)動副結(jié)構(gòu)v滾動軸承式轉(zhuǎn)動副結(jié)構(gòu)滾動軸承式轉(zhuǎn)動副結(jié)構(gòu)v幾種平面接觸式移動副結(jié)構(gòu)幾種平面接觸式移動副結(jié)構(gòu)v分離式導(dǎo)軌分離式導(dǎo)軌v圓柱面接觸式移動副相對轉(zhuǎn)動的限制圓柱面接觸式移動副相對轉(zhuǎn)動的限制v滾動導(dǎo)軌式移動副結(jié)構(gòu)滾動導(dǎo)軌式移動副結(jié)構(gòu)整體式整體式附加軸套式附加軸套式剖分式剖分式滾動軸承式轉(zhuǎn)動副結(jié)構(gòu)滾動軸承式轉(zhuǎn)動副結(jié)構(gòu)滑動軸承式轉(zhuǎn)動副結(jié)構(gòu)滑動軸承式轉(zhuǎn)動副結(jié)構(gòu)分離式導(dǎo)軌分離式導(dǎo)軌可調(diào)間隙式移動副結(jié)構(gòu)可調(diào)間隙式移動副結(jié)構(gòu)矩形矩形V形形燕尾形燕尾形組合形組合形幾種平面接觸式移動副結(jié)構(gòu)幾種平面接觸式移動副結(jié)構(gòu)平面防轉(zhuǎn)平面防轉(zhuǎn)銷軸防

28、轉(zhuǎn)銷軸防轉(zhuǎn)圓柱面接觸式移動副相對轉(zhuǎn)動的限制圓柱面接觸式移動副相對轉(zhuǎn)動的限制滾輪式導(dǎo)軌滾輪式導(dǎo)軌滾珠式導(dǎo)軌滾珠式導(dǎo)軌滾動導(dǎo)軌式移動副結(jié)構(gòu)滾動導(dǎo)軌式移動副結(jié)構(gòu)三、平面連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動干涉問題三、平面連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動干涉問題 連桿機(jī)構(gòu)在結(jié)構(gòu)設(shè)計時，常常需要考慮如何避免連桿機(jī)構(gòu)在結(jié)構(gòu)設(shè)計時，常常需要考慮如何避免軌跡干涉問題。構(gòu)件的外形一般可根據(jù)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動不軌跡干涉問題。構(gòu)件的外形一般可根據(jù)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動不干涉條件來確定。也就是說，結(jié)構(gòu)設(shè)計要求組成連桿干涉條件來確定。也就是說，結(jié)構(gòu)設(shè)計要求組成連桿機(jī)構(gòu)的所有運(yùn)動構(gòu)件在其運(yùn)動范圍內(nèi)與所存在的軸、機(jī)構(gòu)的所有運(yùn)動構(gòu)件在其運(yùn)動范圍內(nèi)與所存在的軸、機(jī)架和橫梁等部件之間不得

29、發(fā)生碰撞現(xiàn)象，否則會妨機(jī)架和橫梁等部件之間不得發(fā)生碰撞現(xiàn)象，否則會妨礙構(gòu)件的正常運(yùn)動，并對設(shè)備造成一定的損害。礙構(gòu)件的正常運(yùn)動，并對設(shè)備造成一定的損害。 四、平面連桿機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)四、平面連桿機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié) 在某些情況下，連桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)要求具備一定的調(diào)節(jié)在某些情況下，連桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)要求具備一定的調(diào)節(jié)能力，以滿足實際應(yīng)用中的一些特殊要求。能力，以滿足實際應(yīng)用中的一些特殊要求。 如圖所示為采如圖所示為采用螺旋機(jī)構(gòu)來調(diào)整構(gòu)件長度的方法。此外，還可以通過偏用螺旋機(jī)構(gòu)來調(diào)整構(gòu)件長度的方法。此外，還可以通過偏心輪來調(diào)節(jié)構(gòu)件的長度。心輪來調(diào)節(jié)構(gòu)件的長度。 調(diào)節(jié)支座的位置可以采用蝸輪蝸調(diào)節(jié)支座的位置可以采用蝸輪蝸桿機(jī)

30、構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)等機(jī)構(gòu)來實現(xiàn)，當(dāng)然，也可通過調(diào)節(jié)滑桿機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)等機(jī)構(gòu)來實現(xiàn)，當(dāng)然，也可通過調(diào)節(jié)滑塊在導(dǎo)槽中的位置來調(diào)整。塊在導(dǎo)槽中的位置來調(diào)整。 調(diào)節(jié)連桿長度調(diào)節(jié)連桿長度調(diào)節(jié)曲柄長度調(diào)節(jié)曲柄長度3-2 3-2 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本形式及其演化平面四桿機(jī)構(gòu)的基本形式及其演化一、平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及應(yīng)用一、平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及應(yīng)用 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)基本類型：基本類型： 雙曲柄機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu) 雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)321DCBA一一 、轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)化為移動副、轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)化為移動副 （改變構(gòu)件長度獲得曲柄滑塊機(jī)構(gòu)）（改變構(gòu)件長度獲得曲柄滑塊機(jī)構(gòu)）321DCBA a bB BA AC C321 ABCe321 c d偏心滑塊機(jī)構(gòu)偏心滑塊機(jī)構(gòu)對心滑塊機(jī)對心滑塊機(jī)構(gòu)構(gòu)二、擴(kuò)大轉(zhuǎn)動副獲得偏心輪機(jī)構(gòu)二、擴(kuò)大轉(zhuǎn)動副獲得偏心輪機(jī)構(gòu)擴(kuò)大轉(zhuǎn)動副獲擴(kuò)大轉(zhuǎn)動副獲得得偏心輪機(jī)構(gòu)偏心輪機(jī)構(gòu)CBAC1C2ABCADabdBBCC曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的極位夾角曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的極位夾角 當(dāng)機(jī)構(gòu)從動件處于兩極限位置時，主動件曲柄當(dāng)機(jī)構(gòu)從動件處于