平面連桿機(jī)構(gòu)分析PPT課件

1、1【能力目標(biāo)】 1. 掌握平面連桿機(jī)構(gòu)的類型及應(yīng)用；2. 掌握曲柄存在的條件及曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性；3. 了解平面連桿機(jī)構(gòu)的演化4. 會(huì)用作圖法設(shè)計(jì)平面四桿機(jī)構(gòu) （1） 按給定行程速比系數(shù)K設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu) （2） 按給定連桿預(yù)定位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu) 返回目錄第1頁(yè)/共50頁(yè)2【案例導(dǎo)入】 返回目錄圖2-1腳踏砂輪機(jī)構(gòu)及機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖圖2-2-鶴式起重機(jī)起吊機(jī)構(gòu)及機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖由若干構(gòu)件用低副連接起來(lái)的平面機(jī)構(gòu)，稱為平面連桿機(jī)構(gòu). 第2頁(yè)/共50頁(yè)32.1平面連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn) 平面連桿機(jī)構(gòu)具有什么特點(diǎn)呢？返回目錄2）轉(zhuǎn)動(dòng)副和移動(dòng)副的接觸表面是圓柱面或平面，便于制造；3）低副中存在間隙，低副數(shù)目較多時(shí)會(huì)使得

2、從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)累積誤差較大；4）平面連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，不易精確地實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。5）不適用于動(dòng)載荷較大高速運(yùn)轉(zhuǎn)的場(chǎng)合。1）構(gòu)件間的低副連接是面接觸，接觸面上壓強(qiáng)小，易潤(rùn)滑，因此磨損較小，可以承受較大載荷；第3頁(yè)/共50頁(yè)42.2 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本型式與應(yīng)用 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)四個(gè)構(gòu)件由轉(zhuǎn)動(dòng)副連接起來(lái)的平面四桿機(jī)構(gòu)。平面四桿機(jī)構(gòu)是最基本的連桿機(jī)構(gòu)，鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)又是平面四桿機(jī)構(gòu)的最基本、最簡(jiǎn)單的形式，其他平面四桿機(jī)構(gòu)都可以看作由鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)演化而來(lái)。返回目錄平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型鉸鏈四桿機(jī)構(gòu) 根據(jù)連架桿運(yùn)動(dòng)形式的不同，鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)可分為：1. 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)(crank-rocker mecha

3、nism)2. 雙曲柄機(jī)構(gòu)(double crank mechanism)3. 雙搖桿機(jī)構(gòu)(double rocker mechanism) 平行四邊形機(jī)構(gòu) 第4頁(yè)/共50頁(yè)5平面四桿機(jī)構(gòu)的基本形式鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)連架桿機(jī)架連架桿連桿ABD 能繞其軸線轉(zhuǎn)360的連架桿。僅能繞其軸線作往復(fù)擺動(dòng)的連架桿。 曲柄搖桿連架桿返回目錄第5頁(yè)/共50頁(yè)6返回目錄在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，若兩個(gè)連架桿中一個(gè)為曲柄，另一個(gè)為搖桿，則此四桿機(jī)構(gòu)稱為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)中，當(dāng)曲柄為原動(dòng)件，搖桿為從動(dòng)件時(shí)，可將曲柄的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)變成搖桿的往復(fù)擺動(dòng)。1. 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)圖2-5 雷達(dá)天線俯仰角調(diào)整機(jī)構(gòu) 圖2-6 縫紉機(jī)腳踏板機(jī)構(gòu) 曲

4、柄搖桿機(jī)構(gòu)第6頁(yè)/共50頁(yè)72. 雙曲柄機(jī)構(gòu) 在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，若兩個(gè)連架桿都是曲柄，則稱為雙曲柄機(jī)構(gòu)。圖2-7 慣性篩機(jī)構(gòu)E圖2-8 平行四邊形機(jī)構(gòu)圖2-9 消除運(yùn)動(dòng)不確定的方法返回目錄雙曲柄機(jī)構(gòu)平行四邊形機(jī)構(gòu)第7頁(yè)/共50頁(yè)82. 雙曲柄機(jī)構(gòu) 在雙曲柄機(jī)構(gòu)中，用的較多的是平行雙曲柄機(jī)構(gòu)，又稱為平行四邊形機(jī)構(gòu)。 平行四邊機(jī)構(gòu)： 這種機(jī)構(gòu)對(duì)邊桿長(zhǎng)度（即轉(zhuǎn)動(dòng)副之間的距離）相等，組成平行四邊形。當(dāng)桿AB等角速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，桿CD也以相同角速度同向轉(zhuǎn)動(dòng)，連桿BC則做平動(dòng)。這種機(jī)構(gòu)可以保持等傳動(dòng)比。 平行四邊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)不確定性： 當(dāng)平行四邊機(jī)構(gòu)的四個(gè)鉸鏈中心處以同一直線上時(shí)，將出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)不確定狀態(tài)：此時(shí)機(jī)構(gòu)有

5、可能正常運(yùn)動(dòng)下去，有可能反轉(zhuǎn)，還有可能卡死不動(dòng)。 消除運(yùn)動(dòng)不確定性： 消除這種運(yùn)動(dòng)不確定性，可以在主、從曲柄上錯(cuò)開(kāi)一定角度再安裝一組平行四邊形。如圖2-9所示，當(dāng)上面一組平行四邊機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)到ABCD共線位置時(shí)，下面一組平行四邊機(jī)構(gòu)AB1C1D卻處于正常位置，故機(jī)構(gòu)仍然保持確定運(yùn)動(dòng)。第8頁(yè)/共50頁(yè)92. 雙曲柄機(jī)構(gòu) 在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，若兩個(gè)連架桿都是曲柄，則稱為雙曲柄機(jī)構(gòu)。圖2-7 慣性篩機(jī)構(gòu)E圖2-8 平行四邊形機(jī)構(gòu)圖2-9 消除運(yùn)動(dòng)不確定的方法返回目錄雙曲柄機(jī)構(gòu)平行四邊形機(jī)構(gòu)第9頁(yè)/共50頁(yè)103. 雙搖機(jī)構(gòu) 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的兩連架桿都是搖桿，則稱為雙搖桿機(jī)構(gòu)。 圖2-2 鶴式起重機(jī)起吊機(jī)構(gòu) 及

6、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖圖2-10 車輛的前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)返回目錄第10頁(yè)/共50頁(yè)113. 雙搖機(jī)構(gòu) 等腰梯形機(jī)構(gòu)： 兩搖桿長(zhǎng)度相等的雙搖桿機(jī)構(gòu)稱為等腰梯形機(jī)構(gòu)。 車輛的前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)即是等腰梯形機(jī)構(gòu)。第11頁(yè)/共50頁(yè)12 2.3鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)基本型式的判別鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)都是四個(gè)構(gòu)件用轉(zhuǎn)動(dòng)副連接起來(lái)，但有不同的型式來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的功能。他們與構(gòu)件尺寸有何關(guān)系？現(xiàn)在讓我們來(lái)分析曲柄存在的條件。返回目錄1. 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)只存在一個(gè)曲柄的條件（1）其中一個(gè)連架桿最短；（2）最短桿和最長(zhǎng)桿之和大于或等于另兩桿之和。 利用三角形任意兩邊之和大于（極限情況等于）第三邊，可以證明鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)只存在一個(gè)曲柄的條件。第12

7、頁(yè)/共50頁(yè)13返回目錄證明： 設(shè)AD=L1,AB=L2,BC =L3 ,CD=L4,若連架桿L2為曲柄，且作整圓周運(yùn)動(dòng),則它應(yīng)順利通過(guò)與機(jī)架AD共線的兩個(gè)位置AB1和AB2 ，機(jī)構(gòu)在這兩個(gè)位置分別構(gòu)成B1C1D和B2C2D。利用三角形任意兩邊之和大于（極限情況等于）第三邊的性質(zhì)有以下證明。 圖2-112-11 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)在B1C1D中: L3(L1 L2)+ L4 L4(L1 L2)+L3即: L2 + L3 L1+ L4 L2 + L4 L1 + L3 在B2C2D中: L1 +L2 L3 + L4 + 得 L2 L1 + 得 L2 L4 + 得 L2 L3 所以在L1、L2、L3和L4

8、四個(gè)構(gòu)件中曲柄L2最短。由式可知：最短桿+任一桿長(zhǎng)其余兩桿之和，所以最短桿+ 最長(zhǎng)桿 另兩桿之和。鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中,存在一個(gè)曲柄的條件為：（1）曲柄最短;（2）最短桿與最長(zhǎng)桿之和小于或等于其余兩桿之和.第13頁(yè)/共50頁(yè)142鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的三種基本型式的判別返回目錄當(dāng)最短桿與最長(zhǎng)桿的長(zhǎng)度之和小于或等于其它兩桿長(zhǎng)度之和(即滿足桿長(zhǎng)條件) 時(shí): 最短桿為連架桿-曲柄搖桿機(jī)構(gòu)(slider-crank mechanism) 最短桿為機(jī)架 -雙曲柄機(jī)構(gòu)(double crank mechanism) 最短桿為連桿-雙搖桿機(jī)構(gòu)(double rocker mechanism) 當(dāng) 最短桿與最長(zhǎng)桿的長(zhǎng)度之和

9、大于其它兩桿長(zhǎng)度之和-雙搖桿機(jī)構(gòu)(double rocker mechanism)第14頁(yè)/共50頁(yè)152.4曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性分析 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)ABCD，原動(dòng)曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)一周過(guò)程中，有兩次與連桿共線，即重疊共線和拉直共線，搖桿兩個(gè)極限位置分別為C1D和C2D。 返回目錄圖2-13 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的急回特性1.急回特性 曲柄AB以等角速度順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)1角由位置AB1轉(zhuǎn)到位置AB2，搖桿從C1D擺到C2D,擺角為，所需時(shí)間為t1，C點(diǎn)平均速度為V1。當(dāng)曲柄繼續(xù)轉(zhuǎn)過(guò)角2 ，搖桿從C2D返回到C1D, 所需時(shí)間為t2，C點(diǎn)平均速度為V2。 因?yàn)?2 ，t1t2，所以v190BCD90時(shí)， 180180-

10、 BCD- BCD切向分力: : F F= Fcos= Fcos法向分力: : F F”= Fcos= Fcos F F對(duì)傳動(dòng)有利。=Fsin=Fsin稱為傳動(dòng)角。此位置一定是：主動(dòng)件與機(jī)架共線兩處之一。CDBAF可用的大小來(lái)表示機(jī)構(gòu)傳動(dòng)力性能的好壞, ,F”F當(dāng)BCDBCD最小或最大時(shí)，都有可能出現(xiàn)minmin為了保證機(jī)構(gòu)良好的傳力性能在連桿設(shè)計(jì)中，為了度量方便，習(xí)慣用壓力角的余角來(lái)判斷傳力性能，稱為傳動(dòng)角。 返回目錄第19頁(yè)/共50頁(yè)203止點(diǎn)位置v曲柄搖桿機(jī)構(gòu)ABCD中，搖桿CD為主動(dòng)件。當(dāng)機(jī)構(gòu)處于連桿與從動(dòng)曲柄共線的兩個(gè)位置時(shí)，出現(xiàn)了傳動(dòng)角=0，壓力角=90的情況。主動(dòng)件CD通過(guò)連桿作

11、用于從動(dòng)件AB的力恰好通過(guò)其回轉(zhuǎn)中心，不能使AB桿轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)構(gòu)此位置稱為死點(diǎn)(dead point)，也稱之為止點(diǎn)位置。 返回目錄圖2-15 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的止點(diǎn)位置v止點(diǎn)位置會(huì)使機(jī)構(gòu)的從動(dòng)件出現(xiàn)卡死或運(yùn)動(dòng)不確定現(xiàn)象。為了消除死點(diǎn)位置的不良影響，可以對(duì)從動(dòng)曲柄施加外力，或利用飛輪及構(gòu)件自身的慣性作用，使機(jī)構(gòu)通過(guò)止點(diǎn)位置。第20頁(yè)/共50頁(yè)21利用止點(diǎn)的實(shí)例 工程實(shí)踐中，常利用死點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)特定的工作要求。 飛機(jī)起落架機(jī)構(gòu) 在機(jī)輪放下時(shí)，連桿BC桿與從動(dòng)桿CD桿成一直線，機(jī)構(gòu)處于死點(diǎn)位置，使降落更加安全可靠。 返回目錄第21頁(yè)/共50頁(yè)222.5平面四桿機(jī)構(gòu)的演化 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)可通過(guò)擴(kuò)大轉(zhuǎn)動(dòng)副、變更構(gòu)件

12、長(zhǎng)度和變更機(jī)架等途徑演化出其他平面連桿機(jī)構(gòu)。第22頁(yè)/共50頁(yè)232.5平面四桿機(jī)構(gòu)的演化返回目錄1、改變構(gòu)件的形狀和尺寸a）曲柄搖桿機(jī)構(gòu) b）桿3增至無(wú)限長(zhǎng) c）對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu) d）偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)圖2-16 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)演變成曲柄滑塊機(jī)構(gòu)對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)第23頁(yè)/共50頁(yè)242取不同構(gòu)件為機(jī)架返回目錄a）曲柄滑塊機(jī)構(gòu) b）導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)c）搖塊機(jī)構(gòu) d）定塊機(jī)構(gòu)圖2-17曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的演化曲柄滑塊機(jī)構(gòu)第24頁(yè)/共50頁(yè)25（1）導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)取桿1為固定構(gòu)件，得到導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。桿4在機(jī)構(gòu)中與機(jī)架以轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，與滑塊以移動(dòng)副相連接，該構(gòu)件稱為導(dǎo)桿。 返回目錄第25頁(yè)/共50頁(yè)26轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)

13、構(gòu)曲柄1和導(dǎo)桿3都能作360周轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，主動(dòng)曲柄作等速轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)導(dǎo)桿作變速轉(zhuǎn)動(dòng)，l1l4。 轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)返回目錄第26頁(yè)/共50頁(yè)27擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) 曲柄1作360周轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，擺動(dòng)導(dǎo)桿3作往復(fù)擺動(dòng)，l1l4，且有較大的急回運(yùn)動(dòng)特性。 擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)返回目錄第27頁(yè)/共50頁(yè)28（2）搖塊機(jī)構(gòu)圖2-17c中，取桿2為固定構(gòu)件，可得搖塊機(jī)構(gòu)。 搖塊機(jī)構(gòu)圖2-18汽車自動(dòng)卸料機(jī)構(gòu)返回目錄第28頁(yè)/共50頁(yè)29（3）定塊機(jī)構(gòu) 圖2-17d中，若取構(gòu)件3為固定件，得到固定滑塊機(jī)構(gòu)或稱定塊機(jī)構(gòu)。 圖2-19 手壓抽水機(jī)定塊機(jī)構(gòu)返回目錄第29頁(yè)/共50頁(yè)303.擴(kuò)大轉(zhuǎn)動(dòng)副偏心輪是回轉(zhuǎn)副B擴(kuò)大到包括回轉(zhuǎn)副A而形成的，

14、偏心距e是曲柄的長(zhǎng)度。當(dāng)曲柄長(zhǎng)度很小時(shí)，通常把曲柄設(shè)計(jì)為偏心輪，這樣可以避免曲柄因長(zhǎng)度過(guò)小，強(qiáng)度和剛度不足的問(wèn)題。返回目錄a） b)圖2-20 偏心輪機(jī)構(gòu)第30頁(yè)/共50頁(yè)312.6平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的方法有解析法、幾何法和實(shí)驗(yàn)法。 解析法計(jì)算量大，精度高，適合于計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)； 圖解法直觀性強(qiáng)，簡(jiǎn)單易行，但設(shè)計(jì)精度低，可以滿足一般機(jī)械的設(shè)計(jì)要求； 實(shí)驗(yàn)法一般用于運(yùn)動(dòng)要求比較復(fù)雜的四桿機(jī)構(gòu)。 這里主要介紹圖解法。第31頁(yè)/共50頁(yè)322.6平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)可以歸納為兩類： 位置設(shè)計(jì)問(wèn)題按照給定從動(dòng)件的位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)。 軌跡設(shè)計(jì)問(wèn)題按照從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)軌跡設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)。 四

15、桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容： 按照從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)形式選擇合理的機(jī)構(gòu)類型。 根據(jù)給定的運(yùn)動(dòng)參數(shù)或其他條件（如最小傳動(dòng)角、幾何條件等）確定機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的尺寸參數(shù)。第32頁(yè)/共50頁(yè)33按給定行程速比系數(shù)K設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)適用于具有急回特性的四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 。具有急回特性的四桿機(jī)構(gòu)有曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、偏置式曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。2.6平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)返回目錄第33頁(yè)/共50頁(yè)342.6平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 已知條件：搖桿長(zhǎng)度l3，擺角和行程速度變化系數(shù)K。返回目錄 設(shè)計(jì)的實(shí)質(zhì)是確定鉸鏈中心A點(diǎn)的位置，定出其他三桿的尺寸曲柄l1、連桿l2和機(jī)架l4。 11801kk312llC DC D圖2-2

16、1曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 1）選作圖比例為ul； 2）由給定的行程速度變化系數(shù)K，求出極位夾角3）如圖2-21所示，任選固定鉸鏈中心 D的位置，由搖桿長(zhǎng)度l3和擺角，作出搖桿兩個(gè)極限位置C1D和C2D， 解l第34頁(yè)/共50頁(yè)35 4）連接C1和C2，并作 C1M C1C2。 5）作C1C2N=90，C2N與C1M相交于P點(diǎn)，由圖可見(jiàn)，C1PC2=。 6）作PC1C2的外接圓，在此圓周（C1C2和EF除外）上任取一點(diǎn)A作為曲柄的固定鉸鏈中心。連AC1和AC2，因同一圓弧的圓周角相等，故C1AC2=C1PC2=。 7）因極限位置處曲柄與連桿共線，故，從而得圖中曲柄長(zhǎng)度，則曲柄實(shí)際長(zhǎng)度。再以A為圓心和

17、AB為半徑作圓，分別交C1A的延線于B1，交C2A于B2，即得連桿實(shí)際長(zhǎng)度；機(jī)架實(shí)際長(zhǎng)度。 注意：1122,AB BCB CAD其中 分別是曲柄、連桿和機(jī)架在圖中的長(zhǎng)度，因此可在圖中直接量出。 返回目錄第35頁(yè)/共50頁(yè)362.6平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 由于A點(diǎn)是外接圓上任選的點(diǎn)，所以僅按行程速度變化系數(shù)K設(shè)計(jì)，可得無(wú)窮多的解。 A點(diǎn)位置不同，機(jī)構(gòu)傳動(dòng)角的大小也不同。如欲獲得良好的傳動(dòng)質(zhì)量，可按照最小傳動(dòng)角最優(yōu)或其他輔助條件來(lái)確定A點(diǎn)的位置。第36頁(yè)/共50頁(yè)37給定連桿的兩個(gè)位置B1C1和B2C2設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)圖解過(guò)程如下:1）選定長(zhǎng)度比例尺，繪出連桿的兩個(gè)位置B1C1、B2C2

18、。2）連接B1B2、 C1C2，分別作線段B1B2和C1C2的垂直平分線B12和C12，分別在B12和C12上任意取A、D兩點(diǎn)，A、D兩點(diǎn)即是兩個(gè)連架桿的固定鉸鏈中心。連接AB1、C1D即為所求的四桿機(jī)構(gòu)。（1）按給定連桿的兩位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)圖2-24 按給定連桿的兩位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)由于A、D點(diǎn)可任意選取，所以有無(wú)窮解。在實(shí)際設(shè)計(jì)中可根據(jù)其他輔助條件，例如限制最小傳動(dòng)角或者A、D的安裝位置來(lái)確定鉸鏈A、D的安裝位置。注意：返回目錄第37頁(yè)/共50頁(yè)38 按結(jié)定連桿三個(gè)位置，要求設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)，其設(shè)計(jì)過(guò)程與上述基本相同。如圖2-25所示，由于B1、B2、B3三點(diǎn)位于以A為圓心的同一圓弧上，故運(yùn)用已

19、知三點(diǎn)求圓心的方法，作B1B2和B2B3的垂直平分線，其交點(diǎn)就是固定鉸鏈中心A。用同樣方法，作C1C2和C2C3的垂直平分線，其交點(diǎn)便是另一固定鉸鏈中心 D。 AB1C1D即為所求四桿機(jī)構(gòu)。（2）按給定連桿的三位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)圖2-25 按給定連桿的三位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)返回目錄第38頁(yè)/共50頁(yè)392.7 應(yīng)用舉例 例2-1 在圖2-26所示的鉸鏈機(jī)構(gòu)中，已知：LBC=50mm，LCD=35mm，LAD=30mm，AD為固定件。 1）要是機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，且AB是曲柄，求LAB的極限值。 2）要使機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)，求LAB的取值范圍。 3）要使機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)，求LAB的取值范圍。第39頁(yè)/共

20、50頁(yè)402.7 應(yīng)用舉例解：1）要使機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)， 則機(jī)構(gòu)必須滿足“桿長(zhǎng)之和條件”， 且AB應(yīng)為最短桿，即LAB30mm。 再根據(jù)LBC+LABLAD+LCD， 即：50mm+LAB30mm+35mm， 得：LAB15mm。第40頁(yè)/共50頁(yè)412.7 應(yīng)用舉例 2）要使機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)，則機(jī)構(gòu)必須滿足“桿長(zhǎng)之和條件”，且AD應(yīng)為最短桿，所以LABLAD=30mm。 (1)LAB50mm時(shí)，BC為最長(zhǎng)桿。 根據(jù)桿長(zhǎng)之和條件： LBC+LADLAB+LCD， 即50mm+30mmLAB+35mm， 得：LAB45mm， 所以：45mmLAB50mm (2)LAB50mm時(shí)，AB為最長(zhǎng)桿。

21、 根據(jù)桿長(zhǎng)之和條件： LAB+LADLBC+LCD， 即LAB+30mm50mm+35mm， 得：LAB55mm， 所以：50mmLAB55mm 結(jié)合(1)和(2)分析，要使機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)則須滿足45mmLAB55mm第41頁(yè)/共50頁(yè)422.7 應(yīng)用舉例 3）要使機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)，則機(jī)構(gòu)必須滿足“桿長(zhǎng)之和條件”，且連桿BC應(yīng)為最短桿或者機(jī)構(gòu)應(yīng)該不滿足“桿長(zhǎng)之和條件”。顯然，BC不是最短桿，所以機(jī)構(gòu)應(yīng)該不滿足“桿長(zhǎng)之和條件”。 (1)LAB30mm+35mm， 得：LAB15mm， 所以：15mmLAB30mm第42頁(yè)/共50頁(yè)432.7 應(yīng)用舉例 (2)50mmLAB30mm時(shí)，AD為最短

22、桿，BC為最長(zhǎng)桿。 根據(jù)桿長(zhǎng)之和條件： LBC+LADLAB+LCD， 即50mm+30mmLAB+35mm， 得：LAB45mm， 所以：30mmLAB50mm時(shí)，AB為最長(zhǎng)桿，AD為最短桿。 根據(jù)桿長(zhǎng)之和條件： LAB+LADLBC+LAD， 即LAB+30mm50mm+35mm， 得：LAB50mm (4) 還需要滿足三角形的邊長(zhǎng)關(guān)系。 LABLBC+LCD+LAD=50mm+35mm+30mm=115mm 故綜合(1)、(2)、(3)、(4)分析可得，要使機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)，則須滿足15mmLAB45mm或55mmLAB115mm。第43頁(yè)/共50頁(yè)44【能力訓(xùn)練】 1. 問(wèn)題提出 試設(shè)

23、計(jì)一鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，已知行程速比系數(shù)K=1.5，搖桿的長(zhǎng)度 ，機(jī)架的長(zhǎng)度為 ，機(jī)架處于水平位置時(shí)搖桿的一個(gè)極限位置與機(jī)架之間的夾角為1=45。 （1）用圖解法求該機(jī)構(gòu)的曲柄長(zhǎng)度lAB和連桿的長(zhǎng)度lBC（只求一解即可）； （2）設(shè)計(jì)出該四桿機(jī)構(gòu)，畫(huà)出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖； （3）用圖解法求最小傳動(dòng)角； （4）根據(jù)設(shè)計(jì)獲得各桿的長(zhǎng)度，判別該機(jī)構(gòu)是否符合存在一個(gè)曲柄的條件； 返回目錄圖2-27 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)示意圖75cdlmm100ADlmm第44頁(yè)/共50頁(yè)452. 解決方案 解：（1）求該機(jī)構(gòu)的曲柄長(zhǎng)度lAB和連桿的長(zhǎng)度lBC 根據(jù)實(shí)際尺寸確定適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度比例尺 25； 根據(jù)給定的系數(shù)K，計(jì)算出機(jī)構(gòu)的極位夾角

24、作水平線AD，且 ；以D為圓心， （mm）為半徑畫(huà)圓弧，使得C1DA=1=45。連接C1D；以AC1為一邊作C1AC2=36，此角的另一邊交圓弧于C2和C2點(diǎn)。 計(jì)算長(zhǎng)度 若將DC1視為搖桿的右極限位置，則DC2即為搖桿的左極限位置。因而測(cè)得AC1=2.8，AC2=6.8，因極限位置處曲柄與連桿共線，故AC1B1C1AB1，AC2AB2+B2C2；而AB=AB1=AB2，BC=B1C1=B2C2，從而得曲柄長(zhǎng)度 。于是曲柄AB實(shí)際長(zhǎng)度 50 mm。 。于是連桿BC實(shí)際長(zhǎng)度 mm。 若將DC1視為搖桿的左極限位置，則DC2即為搖桿的右極限位置。同理可以求解，過(guò)程略。l11.5 11801803611.5 1kk4251001ulADAD3257511ulDCCD228 . 28 . 6212ACACABABllAB8 . 428 . 28 . 6212ACACBC118258 . 4lB