平面連桿機(jī)構(gòu)及其計(jì)

1、內(nèi)內(nèi) 容容連桿機(jī)構(gòu)及其傳動(dòng)特點(diǎn)連桿機(jī)構(gòu)及其傳動(dòng)特點(diǎn)平面四桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用平面四桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識(shí)平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識(shí)平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 重重 點(diǎn)點(diǎn) 平面平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及其演化、四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及其演化、平面四桿機(jī)平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識(shí)、平面四桿機(jī)構(gòu)的構(gòu)的基本知識(shí)、平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)（圖解法）。設(shè)計(jì)（圖解法）。一、特點(diǎn) 全低副（面接觸），利于潤(rùn)滑，故磨損小、傳載大、壽命長(zhǎng)；易加工，精度高，制造成本低等。 不能精確實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)設(shè)計(jì)計(jì)算較復(fù)雜，慣性力不易平衡等。二、應(yīng)用 實(shí)現(xiàn)已知運(yùn)動(dòng)規(guī)律； 實(shí)現(xiàn)給定點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。1 1 連桿機(jī)構(gòu)及其傳動(dòng)特點(diǎn)2

2、 2 平面四桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用平面四桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用一、平面四桿機(jī)構(gòu)的基本型式二桿,最簡(jiǎn)單.楔塊機(jī)構(gòu)三桿, 不可能.+鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)二、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)1234abcd連桿連架桿連架桿機(jī)架連桿連架桿曲柄搖桿 (擺桿)整轉(zhuǎn)副 (周轉(zhuǎn)副)擺轉(zhuǎn)副機(jī)架三、應(yīng)用實(shí)例三、應(yīng)用實(shí)例平行四邊形機(jī)構(gòu)平行四邊形機(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)雙曲柄機(jī)構(gòu)反平行四邊形機(jī)構(gòu)反平行四邊形機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu) 各種型式的四桿機(jī)構(gòu)相互之間有無(wú)關(guān)系？還有含一個(gè)移動(dòng)副的四桿機(jī)構(gòu) ，型式多樣。1.擴(kuò)大回轉(zhuǎn)副三、三、平面平面四桿機(jī)構(gòu)的演化四桿機(jī)構(gòu)的演化機(jī)構(gòu)演化方法機(jī)構(gòu)演化

3、方法擴(kuò)大回轉(zhuǎn)副改變更桿件長(zhǎng)度用移動(dòng)副取代回轉(zhuǎn)副變更機(jī)架等偏心輪機(jī)構(gòu)偏心輪機(jī)構(gòu)2.改變桿件長(zhǎng)度rabcdabcrabcrrabcabr正弦機(jī)構(gòu)正弦機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)3.變換機(jī)架曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 雙曲柄機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)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)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)搖塊機(jī)構(gòu)搖塊機(jī)構(gòu) 定塊機(jī)構(gòu)定塊機(jī)構(gòu)( (直動(dòng)滑桿機(jī)構(gòu)直動(dòng)滑桿機(jī)構(gòu)) )abcabc ab ac回轉(zhuǎn)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)回轉(zhuǎn)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) ab ac擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) sqr正弦機(jī)構(gòu)正弦機(jī)構(gòu)雙轉(zhuǎn)塊機(jī)構(gòu)雙轉(zhuǎn)塊機(jī)構(gòu)正弦機(jī)構(gòu)正弦機(jī)構(gòu)雙移塊機(jī)構(gòu)雙移塊機(jī)構(gòu)qs正切機(jī)構(gòu)正切機(jī)構(gòu)1.1.平面四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條

4、件abcdabcdf設(shè) ab 為曲柄, 且 af 、b+f c 、c+f b以 fmax = a + d ， fmin = d - a 代入并整理得：b+c a+d 、 b+d a+c 、 c+d a+b并可得: ab 、 ac 、 al(lmax+lminl(其余兩桿長(zhǎng)度之和其余兩桿長(zhǎng)度之和) )時(shí)時(shí) 雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)曲柄存在的條件：(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)度之和(2)最短桿是連架桿或機(jī)架2.急回運(yùn)動(dòng)和行程速比系數(shù)（以曲柄搖桿機(jī)構(gòu)為例）（以曲柄搖桿機(jī)構(gòu)為例）從動(dòng)桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)的平均速度不等的現(xiàn)象稱為機(jī)構(gòu)的 急回特性急回特性.abcd 極位夾角極位夾角qq0 0對(duì)應(yīng)從動(dòng)

5、桿的兩個(gè)極限位置, 主動(dòng)件兩相應(yīng)位置所夾銳角.abcdabcd c2b2 1 2 b1c1q q行程速比系數(shù)行程速比系數(shù)=v回v工k=v快v慢c1c2 / t工c2c1 / t回=t工t回=（ k 1 ）q = 180 k - 1k + 1= 180 + q1180 - q1= 180 + q180 - qk = 180 + q180 - qabcdabcd c2b2 1 2 b1c1q q 壓力角壓力角 fv從動(dòng)桿(運(yùn)動(dòng)輸出件)受力點(diǎn)的力作用線與該點(diǎn)速度方位線所夾銳角. (不考慮摩擦)傳動(dòng)角傳動(dòng)角 dd = = d = = 1800 - - d壓力角的余角.(連桿軸線與從動(dòng)桿軸線所夾銳角)1

6、.壓力角和傳動(dòng)角二、二、 傳力特性傳力特性 傳動(dòng)不利，設(shè)計(jì)時(shí)規(guī)定 4050 通常，機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中傳動(dòng)角通常，機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中傳動(dòng)角 是變化的，是變化的，最小值在哪？最小值在哪？最小傳動(dòng)角最小傳動(dòng)角 minminddbacabcddcos2cos2222222-=-=cbcbbddadabdcbdadacb-=2cos2cos2222d =0 cos =1 cos d d min =180 cos = 1 cos d d max分析分析d d min 或或 d d max 可能最小可能最小 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu), ,當(dāng)曲柄主動(dòng)時(shí)當(dāng)曲柄主動(dòng)時(shí), ,在在曲柄與機(jī)架共線曲柄與機(jī)架共線的兩個(gè)位置的

7、兩個(gè)位置之一之一, ,傳動(dòng)角最小傳動(dòng)角最小. .應(yīng)用應(yīng)用連桿式快速夾具連桿式快速夾具飛機(jī)起落架飛機(jī)起落架2.2.死點(diǎn)位置死點(diǎn)位置連桿與從動(dòng)件共線連桿與從動(dòng)件共線的位置（的位置（ =0 =0）為）為死點(diǎn)位置死點(diǎn)位置。4 4 平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)一、基本問(wèn)題一、基本問(wèn)題1.1.實(shí)現(xiàn)預(yù)定運(yùn)動(dòng)規(guī)律（函數(shù)生成機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)）實(shí)現(xiàn)預(yù)定運(yùn)動(dòng)規(guī)律（函數(shù)生成機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)）例如：連架桿的對(duì)應(yīng)位置例如：連架桿的對(duì)應(yīng)位置 從動(dòng)件的急回運(yùn)動(dòng)特性從動(dòng)件的急回運(yùn)動(dòng)特性2.2.實(shí)現(xiàn)連桿給定位置（剛體導(dǎo)引機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)）實(shí)現(xiàn)連桿給定位置（剛體導(dǎo)引機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)）3.3.實(shí)現(xiàn)預(yù)定運(yùn)動(dòng)軌跡（軌跡生成機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)）實(shí)現(xiàn)預(yù)定運(yùn)動(dòng)軌跡（

8、軌跡生成機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)） 方法：解析法、方法：解析法、作圖法作圖法、實(shí)驗(yàn)法、實(shí)驗(yàn)法二、用二、用作圖法作圖法設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)（設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)（p218p218）設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 確定桿長(zhǎng)確定桿長(zhǎng) 根據(jù)四桿機(jī)構(gòu)各鉸鏈之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系，通過(guò)作圖確定未知鉸鏈位置。 若為圓點(diǎn),必能作圓通過(guò)它的相關(guān)點(diǎn). 反之也然:若能作圓通過(guò)它的相關(guān)點(diǎn),該點(diǎn)即為圓點(diǎn).圓點(diǎn) 構(gòu)件上軌跡為圓的點(diǎn).圓心點(diǎn) 圓點(diǎn)軌跡的中心.相關(guān)點(diǎn) 對(duì)應(yīng)構(gòu)件的不同位置,構(gòu)件上某個(gè)點(diǎn)的相應(yīng)點(diǎn).(點(diǎn)位) d1.1.設(shè)計(jì)一四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)一四桿機(jī)構(gòu), ,實(shí)現(xiàn)連桿給定位置實(shí)現(xiàn)連桿給定位置 已知活動(dòng)鉸點(diǎn)已知活動(dòng)鉸點(diǎn)b b、c c中心位置，求固定鉸鏈中心位置，求固定鉸鏈a a、d

9、 d中心位置。中心位置。b1c1b2c2四桿機(jī)構(gòu)四桿機(jī)構(gòu) abab1 1c c1 1d d 為所求為所求. .a 實(shí)現(xiàn)連桿給定的三個(gè)位置實(shí)現(xiàn)連桿給定的三個(gè)位置b1c1b2c2b3c3ad四桿機(jī)構(gòu)四桿機(jī)構(gòu) abab1 1c c1 1d d 為所求為所求. .dadab1c1 db1c1a b2c2四邊形四邊形 abab2 2c c2 2d d 四邊形四邊形 a a b b1 1c c1 1d d 已知固定鉸鏈已知固定鉸鏈a a、d d中心位置，求活動(dòng)鉸點(diǎn)中心位置，求活動(dòng)鉸點(diǎn)b b、c c中中心位置。心位置。實(shí)現(xiàn)連桿給定位置（續(xù)）實(shí)現(xiàn)連桿給定位置（續(xù)）e1f1e2f2e3f3 cb a d ada

10、d2.2.設(shè)計(jì)一四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)一四桿機(jī)構(gòu), ,實(shí)現(xiàn)連架桿預(yù)定對(duì)應(yīng)位置實(shí)現(xiàn)連架桿預(yù)定對(duì)應(yīng)位置abcd1234b1f10b2f12e112e2ead1 1） 用反轉(zhuǎn)法求相對(duì)位置、相用反轉(zhuǎn)法求相對(duì)位置、相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡 。b2c2 f fab1c1db2ac2b1b2f10f1212ad10e1e2b2 試設(shè)計(jì)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)試設(shè)計(jì)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu), , 實(shí)現(xiàn)連架桿兩對(duì)對(duì)應(yīng)位置實(shí)現(xiàn)連架桿兩對(duì)對(duì)應(yīng)位置. .12 c1例例. . 已知已知: lab、lad、f f10、f f12、 10、 12 . abcd1234鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu) abab1 1c c1 1d d 為所求為所求. .以 ml =作

11、圖作圖. .lbc= mlb1c1 = 、 lcd= mlc1d = . 已知點(diǎn)已知點(diǎn)(b)(b)繞未知點(diǎn)繞未知點(diǎn)(c)(c)的轉(zhuǎn)動(dòng)中心的轉(zhuǎn)動(dòng)中心(d)(d)反轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn). .b1b2f10f1212ad10e1e2e313f13b312b2 12b3c1設(shè)計(jì)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu), ,實(shí)現(xiàn)連架桿三對(duì)對(duì)應(yīng)位置實(shí)現(xiàn)連架桿三對(duì)對(duì)應(yīng)位置. .鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu) abab1 1c c1 1d d 為所求為所求. .b2c23.3.按給定的按給定的 k k 值值, ,綜合曲柄搖桿機(jī)構(gòu)綜合曲柄搖桿機(jī)構(gòu)1） 給定 k、lcdabcdqo2qq = 180k-1k+1 分析.900 - qb1adc1c2dc1900 - q2qoaebcac1=bc- -abac2=bc+ +abab = ac2-ac12bc = ac2+ac12曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu) abcdabcd 為所求為所求. . 設(shè)計(jì).以 ml =作圖.lab= mlab = 、 lbc= mlbc = . q = = 1800 =k-1k+12） 給定給定 k、 、lcd 、 .c2dc1abcc3b3 min 2 2 mina0 分析分析. . 設(shè)計(jì)設(shè)計(jì). .c2dc12q a0ac3b