平面四桿機(jī)構(gòu)課件

1、平面四桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)平面四桿機(jī)構(gòu)4-14-1平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)定義：定義：若干個剛性構(gòu)件用平面低副聯(lián)接而成的機(jī)構(gòu)若干個剛性構(gòu)件用平面低副聯(lián)接而成的機(jī)構(gòu), ,也也可稱為平面低副機(jī)構(gòu)?？煞Q為平面低副機(jī)構(gòu)。 優(yōu)點：優(yōu)點：1.1.能夠?qū)崿F(xiàn)多種運(yùn)動形式的轉(zhuǎn)換，也可以實現(xiàn)各能夠?qū)崿F(xiàn)多種運(yùn)動形式的轉(zhuǎn)換，也可以實現(xiàn)各種預(yù)定的運(yùn)動規(guī)律和復(fù)雜的運(yùn)動軌跡，容易滿足生產(chǎn)中種預(yù)定的運(yùn)動規(guī)律和復(fù)雜的運(yùn)動軌跡，容易滿足生產(chǎn)中各種動作要求；各種動作要求；2.2.構(gòu)件間接觸面上的比壓小、易潤滑、構(gòu)件間接觸面上的比壓小、易潤滑、磨損輕、適用于傳遞較大載荷的場合；磨損輕、適用于傳遞較大載荷的場合；3.3.機(jī)構(gòu)中運(yùn)動副機(jī)構(gòu)

2、中運(yùn)動副的元素形狀簡單、易于加工制造和保證精度。的元素形狀簡單、易于加工制造和保證精度。缺點：缺點：1.1.只能近似地滿足給定的運(yùn)動規(guī)律和軌跡要求，只能近似地滿足給定的運(yùn)動規(guī)律和軌跡要求，且設(shè)計比較復(fù)雜；且設(shè)計比較復(fù)雜；2. 2. 運(yùn)動構(gòu)件產(chǎn)生的慣性力難以平衡，運(yùn)動構(gòu)件產(chǎn)生的慣性力難以平衡，高速時會引起較大的振動，因此常用于速度較低的場合高速時會引起較大的振動，因此常用于速度較低的場合。 命名命名: :根據(jù)所含有構(gòu)件的數(shù)目。如四桿機(jī)構(gòu)，多桿機(jī)構(gòu)根據(jù)所含有構(gòu)件的數(shù)目。如四桿機(jī)構(gòu)，多桿機(jī)構(gòu)( (五桿機(jī)構(gòu)、六桿機(jī)構(gòu)五桿機(jī)構(gòu)、六桿機(jī)構(gòu)) )。本章主要研究平面四桿機(jī)構(gòu)的本章主要研究平面四桿機(jī)構(gòu)的類型、基

3、本性質(zhì)和設(shè)計方法。類型、基本性質(zhì)和設(shè)計方法。 平面四桿機(jī)構(gòu)一、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及應(yīng)用一、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及應(yīng)用 所有運(yùn)動副均為轉(zhuǎn)動副的平面四桿機(jī)構(gòu)稱為鉸鏈所有運(yùn)動副均為轉(zhuǎn)動副的平面四桿機(jī)構(gòu)稱為鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，其它型式的平面四桿機(jī)構(gòu)都可以看成四桿機(jī)構(gòu)，其它型式的平面四桿機(jī)構(gòu)都可以看成是在它的基礎(chǔ)上演化而成的。是在它的基礎(chǔ)上演化而成的。機(jī)架機(jī)架組成組成曲柄曲柄連架桿連架桿連桿連桿搖桿搖桿4-1平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)1 1、基本概念、基本概念平面四桿機(jī)構(gòu)固定不動的構(gòu)件為固定不動的構(gòu)件為機(jī)架機(jī)架；與機(jī)架相聯(lián)的構(gòu)件為；與機(jī)架相聯(lián)的構(gòu)件為連連架桿架桿，連架桿中，能繞機(jī)架的固定鉸鏈作整周轉(zhuǎn)動的稱

4、連架桿中，能繞機(jī)架的固定鉸鏈作整周轉(zhuǎn)動的稱為為曲柄曲柄 能在一定角度范圍內(nèi)往復(fù)擺動的稱為能在一定角度范圍內(nèi)往復(fù)擺動的稱為搖桿搖桿；聯(lián)接兩連架桿且不與機(jī)架直接相聯(lián)的構(gòu)件稱為聯(lián)接兩連架桿且不與機(jī)架直接相聯(lián)的構(gòu)件稱為連連桿桿。4-14-1平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu) 根據(jù)兩個連架桿能否成為曲柄，鉸鏈四桿機(jī)根據(jù)兩個連架桿能否成為曲柄，鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)可分為三種基本形式：構(gòu)可分為三種基本形式：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)和雙搖桿機(jī)構(gòu)柄機(jī)構(gòu)和雙搖桿機(jī)構(gòu)。平面四桿機(jī)構(gòu)（1 1）曲柄搖桿機(jī)構(gòu)）曲柄搖桿機(jī)構(gòu)- -連架桿一個為曲柄，一個為搖桿連架桿一個為曲柄，一個為搖桿特點是：既能將曲柄的整周轉(zhuǎn)動變換為搖桿

5、的往復(fù)擺動，特點是：既能將曲柄的整周轉(zhuǎn)動變換為搖桿的往復(fù)擺動，又能將搖桿的往復(fù)擺動變換為曲柄的連續(xù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動。又能將搖桿的往復(fù)擺動變換為曲柄的連續(xù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動。例如：攪拌機(jī)、雷達(dá)俯仰天線等。例如：攪拌機(jī)、雷達(dá)俯仰天線等。4-14-1平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)2 2、基本形式：按照連架桿的不同分、基本形式：按照連架桿的不同分平面四桿機(jī)構(gòu)4-14-1平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)特點：特點：急回特性急回特性曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，原動件ab以等速轉(zhuǎn)動1（1）輸出件）輸出件cd的兩極限位置的兩極限位置極位夾角極位夾角：當(dāng)搖桿處于兩極限位置時，對應(yīng)的曲柄當(dāng)搖桿處于兩極限位置時，對應(yīng)的曲柄位置線所夾的銳角。位置線所夾的銳角。

6、平面四桿機(jī)構(gòu)4-1平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)b2c2b1c11a211c34bdabcd2擺角極位夾角 v1v2曲柄轉(zhuǎn)角曲柄轉(zhuǎn)角 1801對應(yīng)的時間對應(yīng)的時間111/t搖桿點搖桿點c的的平均速度平均速度1802122/t1121/vc ct2212/vc ct平面四桿機(jī)構(gòu)4-1平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)輸出件的行程速度變化系數(shù)輸出件的行程速度變化系數(shù)k：從動件快行程平均速度從動件快行程平均速度v2與慢行程平均速度與慢行程平均速度v1之比。之比。11180kk180180212112ttvvk平面四桿機(jī)構(gòu)具有急回特性的條件：平面四桿機(jī)構(gòu)具有急回特性的條件：（1）原動件作等速整周轉(zhuǎn)動；）原動件作等速整

7、周轉(zhuǎn)動；（2）輸出件作往復(fù)運(yùn)動；）輸出件作往復(fù)運(yùn)動；（3）0平面四桿機(jī)構(gòu)4-1平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)特點：特點：死點位置死點位置 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中取搖桿為主動件時，當(dāng)曲柄與連桿共曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中取搖桿為主動件時，當(dāng)曲柄與連桿共線時，連桿對從動件曲柄的作用力通過轉(zhuǎn)動中心線時，連桿對從動件曲柄的作用力通過轉(zhuǎn)動中心a，傳動角，傳動角為零，力矩為零，稱為死點位置。為零，力矩為零，稱為死點位置。平面四桿機(jī)構(gòu)4-1平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu) 當(dāng)工件被夾緊后，當(dāng)工件被夾緊后，bcd成一直線，機(jī)構(gòu)處于死點位成一直線，機(jī)構(gòu)處于死點位置，即使工件的反力很大，夾具也不會自動松脫，該例置，即使工件的反力很大，夾具也不會自

8、動松脫，該例為利用死點位置的自鎖特性來實現(xiàn)工作要求的。為利用死點位置的自鎖特性來實現(xiàn)工作要求的。 死點的利用：死點的利用：平面四桿機(jī)構(gòu)4-1平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)思考：在現(xiàn)實生活中還有沒有死點位置思考：在現(xiàn)實生活中還有沒有死點位置的利用？能看出下圖中的死點位置嗎？的利用？能看出下圖中的死點位置嗎？平面四桿機(jī)構(gòu)4-1平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)（2 2）雙曲柄機(jī)構(gòu)）雙曲柄機(jī)構(gòu)- -連架桿均為曲柄連架桿均為曲柄特點是：能將等角速度轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)變?yōu)橹芷谛缘淖兘翘攸c是：能將等角速度轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)變?yōu)橹芷谛缘淖兘撬俣绒D(zhuǎn)動。速度轉(zhuǎn)動。 例如：慣性篩、挖掘機(jī)（平行四邊形機(jī)構(gòu)）、車?yán)纾簯T性篩、挖掘機(jī)（平行四邊形機(jī)構(gòu)）、車門

9、啟閉機(jī)構(gòu)（反平行四邊形機(jī)構(gòu)）等。門啟閉機(jī)構(gòu)（反平行四邊形機(jī)構(gòu)）等。平面四桿機(jī)構(gòu)4-1平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)（3 3）雙搖桿機(jī)構(gòu)）雙搖桿機(jī)構(gòu)的特點是：兩個連架桿均為搖桿的特點是：兩個連架桿均為搖桿 。例如：起重機(jī)、電風(fēng)扇搖頭機(jī)構(gòu)等。例如：起重機(jī)、電風(fēng)扇搖頭機(jī)構(gòu)等。平面四桿機(jī)構(gòu)4-1平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)二、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)類型的判別二、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)類型的判別- -取決語桿件取決語桿件的長度和機(jī)架的選取的長度和機(jī)架的選取鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)存在曲柄的條件鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)存在曲柄的條件 1. 1.桿長和條件桿長和條件最短桿與最長桿的長度之和，小于或等于最短桿與最長桿的長度之和，小于或等于其他兩桿長度之和；其他兩

10、桿長度之和；2. 2.最短桿條件最短桿條件連架桿和機(jī)架中必有一個是最短桿。連架桿和機(jī)架中必有一個是最短桿。平面四桿機(jī)構(gòu)4-1平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)桿長條件桿長條件機(jī)架條件機(jī)架條件機(jī)構(gòu)類型機(jī)構(gòu)類型滿足桿長之滿足桿長之和條件和條件最短桿相鄰的桿為機(jī)架最短桿相鄰的桿為機(jī)架曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)最短桿本身為機(jī)架最短桿本身為機(jī)架雙曲柄機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)最短桿相對的桿為機(jī)架最短桿相對的桿為機(jī)架雙搖桿機(jī)構(gòu)（雙搖桿機(jī)構(gòu)（i）不滿足桿長不滿足桿長之和條件之和條件任意桿為機(jī)架任意桿為機(jī)架雙搖桿機(jī)構(gòu)（雙搖桿機(jī)構(gòu)（ii）平面四桿機(jī)構(gòu)4-1平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)練習(xí)：判斷下面四桿機(jī)構(gòu)是什么機(jī)構(gòu)練習(xí)：判斷下面四桿機(jī)構(gòu)是

11、什么機(jī)構(gòu)平面四桿機(jī)構(gòu)4-1平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)三、制作鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)三、制作鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)1 1、分組：、分組：4 4人為一組，共五組；人為一組，共五組；2 2、要求：每人做鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)、要求：每人做鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)2 2個，一個為滿足桿長和個，一個為滿足桿長和條件，一個為不滿足桿長和條件；每組派一位學(xué)生上臺條件，一個為不滿足桿長和條件；每組派一位學(xué)生上臺演示，用自己所做的機(jī)構(gòu)演示出曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙搖桿演示，用自己所做的機(jī)構(gòu)演示出曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)（組內(nèi)學(xué)生要自評）；機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)（組內(nèi)學(xué)生要自評）；3 3、準(zhǔn)備工作：硬紙板、美工刀、釘子、尺子；、準(zhǔn)備工作：硬紙板、美工刀、釘子、尺子；4 4、制作步驟：（、制作步驟：（1 1）用尺子和美工刀裁出相應(yīng)尺寸的紙）用尺子和美工刀裁出相應(yīng)尺寸的紙條，長度和寬度自定，并在紙條上注明尺寸；（條，長度和寬度自定，并在紙條上注明尺寸；（2 2）按相）按相應(yīng)順序用釘子連接做成鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)；（應(yīng)順序用釘子連接做成鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)；（3 3）用手按住一）用手按住一個桿件作機(jī)架，能夠自由轉(zhuǎn)動。個桿件作機(jī)架，能夠自由轉(zhuǎn)動。平面