第五章-平面連桿機(jī)構(gòu)講解PPT課件

1、2021-11-171優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)：5-1 5-1 概述概述第1頁(yè)/共57頁(yè)2021-11-172平面四桿機(jī)構(gòu)平面四桿機(jī)構(gòu)平面四桿機(jī)構(gòu)平面四桿機(jī)構(gòu)是能實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)動(dòng)形式轉(zhuǎn)換的最簡(jiǎn)單的連桿機(jī)構(gòu)。由由N個(gè)構(gòu)件個(gè)構(gòu)件用低副連接用低副連接而成的機(jī)構(gòu)而成的機(jī)構(gòu)稱為稱為平面平面N桿機(jī)構(gòu)桿機(jī)構(gòu)第2頁(yè)/共57頁(yè)2021-11-173 主要內(nèi)容主要內(nèi)容概述概述平面四桿機(jī)構(gòu)的分類平面四桿機(jī)構(gòu)的分類平面四桿機(jī)構(gòu)曲柄存在的條件和幾個(gè)基本概念平面四桿機(jī)構(gòu)曲柄存在的條件和幾個(gè)基本概念平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)第3頁(yè)/共57頁(yè)2021-11-1745-2 5-2 平面四桿機(jī)構(gòu)的分類平面四桿機(jī)構(gòu)的分類平面鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)平

2、面鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)全部用轉(zhuǎn)動(dòng)副連接全部用轉(zhuǎn)動(dòng)副連接一、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)一、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)1234ABCD連桿連桿連架桿連架桿連架桿連架桿機(jī)架機(jī)架連桿不與機(jī)架直接相連的構(gòu)件。連架桿曲柄能繞與機(jī)架構(gòu)成的轉(zhuǎn)動(dòng)副中心整周轉(zhuǎn)動(dòng)。搖桿 (擺桿)僅能在小于360的某一角度內(nèi) 擺動(dòng)。機(jī)架機(jī)構(gòu)的固定構(gòu)件。各各桿桿名名稱稱整轉(zhuǎn)副組成轉(zhuǎn)動(dòng)副的兩構(gòu)件能作整周相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。擺動(dòng)副組成轉(zhuǎn)動(dòng)副的兩構(gòu)件只能在小于360內(nèi)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。第4頁(yè)/共57頁(yè)2021-11-1751234ABCD搖桿？（連架桿）搖桿？（連架桿）曲柄？（連架桿）曲柄？（連架桿）平面連桿機(jī)構(gòu)中的連架桿常作為運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的輸入構(gòu)件( (主動(dòng)件) )與輸出構(gòu)件( (從動(dòng)件) )

3、。機(jī)構(gòu)主動(dòng)件與從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)學(xué)性質(zhì)在很大程度上決定了機(jī)構(gòu)的性質(zhì)與用途。平面連桿機(jī)構(gòu)常以連架桿尤其是從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)特征來(lái)定義機(jī)構(gòu)的名稱。5-2 5-2 平面四桿機(jī)構(gòu)的分類平面四桿機(jī)構(gòu)的分類第5頁(yè)/共57頁(yè)2021-11-176DAB CAB CD AB CD 5-2 5-2 平面四桿機(jī)構(gòu)的分類平面四桿機(jī)構(gòu)的分類第6頁(yè)/共57頁(yè)2021-11-1771234ABCD1、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)5-2 5-2 平面四桿機(jī)構(gòu)的分類平面四桿機(jī)構(gòu)的分類第7頁(yè)/共57頁(yè)2021-11-1781234ABCD5-2 5-2 平面四桿機(jī)構(gòu)的分類平面四桿機(jī)構(gòu)的分類第8頁(yè)/共57頁(yè)2021-11-179ABCD5-2

4、 5-2 平面四桿機(jī)構(gòu)的分類平面四桿機(jī)構(gòu)的分類第9頁(yè)/共57頁(yè)2021-11-17105-2 5-2 平面四桿機(jī)構(gòu)的分類平面四桿機(jī)構(gòu)的分類第10頁(yè)/共57頁(yè)2021-11-17112143搖桿主動(dòng)搖桿主動(dòng)3124第11頁(yè)/共57頁(yè)2021-11-1712ABCD2、雙曲柄機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)5-2 5-2 平面四桿機(jī)構(gòu)的分類平面四桿機(jī)構(gòu)的分類第12頁(yè)/共57頁(yè)2021-11-17131315-2 5-2 平面四桿機(jī)構(gòu)的分類平面四桿機(jī)構(gòu)的分類第13頁(yè)/共57頁(yè)2021-11-17145-2 5-2 平面四桿機(jī)構(gòu)的分類平面四桿機(jī)構(gòu)的分類第14頁(yè)/共57頁(yè)2021-11-17155-2 5-2 平面四桿

5、機(jī)構(gòu)的分類平面四桿機(jī)構(gòu)的分類第15頁(yè)/共57頁(yè)2021-11-1716車門啟閉機(jī)構(gòu)車門啟閉機(jī)構(gòu)5-2 5-2 平面四桿機(jī)構(gòu)的分類平面四桿機(jī)構(gòu)的分類第16頁(yè)/共57頁(yè)2021-11-17175-2 5-2 平面四桿機(jī)構(gòu)的分類平面四桿機(jī)構(gòu)的分類第17頁(yè)/共57頁(yè)2021-11-17185-2 5-2 平面四桿機(jī)構(gòu)的分類平面四桿機(jī)構(gòu)的分類第18頁(yè)/共57頁(yè)2021-11-17195-2 5-2 平面四桿機(jī)構(gòu)的分類平面四桿機(jī)構(gòu)的分類第19頁(yè)/共57頁(yè)2021-11-17203、雙搖桿機(jī)構(gòu)、雙搖桿機(jī)構(gòu)5-2 5-2 平面四桿機(jī)構(gòu)的分類平面四桿機(jī)構(gòu)的分類第20頁(yè)/共57頁(yè)2021-11-17215-2 5

6、-2 平面四桿機(jī)構(gòu)的分類平面四桿機(jī)構(gòu)的分類第21頁(yè)/共57頁(yè)2021-11-17225-2 5-2 平面四桿機(jī)構(gòu)的分類平面四桿機(jī)構(gòu)的分類第22頁(yè)/共57頁(yè)2021-11-17235-2 5-2 平面四桿機(jī)構(gòu)的分類平面四桿機(jī)構(gòu)的分類第23頁(yè)/共57頁(yè)2021-11-1724改變桿的長(zhǎng)度改變桿的長(zhǎng)度轉(zhuǎn)動(dòng)副變成移動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)副變成移動(dòng)副改變構(gòu)件相對(duì)尺寸改變構(gòu)件相對(duì)尺寸 令令e = 0e二、含有一個(gè)移動(dòng)副的四桿機(jī)構(gòu)二、含有一個(gè)移動(dòng)副的四桿機(jī)構(gòu)1、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)5-2 5-2 平面四桿機(jī)構(gòu)的分類平面四桿機(jī)構(gòu)的分類第24頁(yè)/共57頁(yè)2021-11-17251、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)5-2 5-

7、2 平面四桿機(jī)構(gòu)的分類平面四桿機(jī)構(gòu)的分類第25頁(yè)/共57頁(yè)2021-11-17261、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)5-2 5-2 平面四桿機(jī)構(gòu)的分類平面四桿機(jī)構(gòu)的分類第26頁(yè)/共57頁(yè)2021-11-1727改變畫法改變畫法改變放置方向改變放置方向5-2 5-2 平面四桿機(jī)構(gòu)的分類平面四桿機(jī)構(gòu)的分類第27頁(yè)/共57頁(yè)2021-11-1728改變機(jī)架改變機(jī)架2、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)5-2 5-2 平面四桿機(jī)構(gòu)的分類平面四桿機(jī)構(gòu)的分類第28頁(yè)/共57頁(yè)2021-11-1729B234C1A3、搖塊機(jī)構(gòu)和定塊機(jī)構(gòu)、搖塊機(jī)構(gòu)和定塊機(jī)構(gòu)5-2 5-2 平面四桿機(jī)構(gòu)的分類平面四桿機(jī)構(gòu)的分類第29頁(yè)/共57頁(yè)2

8、021-11-1730HHtanl1sinl1三、含有兩個(gè)移動(dòng)副的四桿機(jī)構(gòu)三、含有兩個(gè)移動(dòng)副的四桿機(jī)構(gòu)5-2 5-2 平面四桿機(jī)構(gòu)的分類平面四桿機(jī)構(gòu)的分類第30頁(yè)/共57頁(yè)2021-11-17315-2 5-2 平面四桿機(jī)構(gòu)的分類平面四桿機(jī)構(gòu)的分類第31頁(yè)/共57頁(yè)2021-11-1732擴(kuò)大運(yùn)動(dòng)副的尺寸擴(kuò)大運(yùn)動(dòng)副的尺寸BAC DBAC D四、具有偏心輪的四桿機(jī)構(gòu)四、具有偏心輪的四桿機(jī)構(gòu)5-2 5-2 平面四桿機(jī)構(gòu)的分類平面四桿機(jī)構(gòu)的分類第32頁(yè)/共57頁(yè)2021-11-1733五、四桿機(jī)構(gòu)的擴(kuò)展五、四桿機(jī)構(gòu)的擴(kuò)展5-2 5-2 平面四桿機(jī)構(gòu)的分類平面四桿機(jī)構(gòu)的分類第33頁(yè)/共57頁(yè)2021-

9、11-17345-2 5-2 平面四桿機(jī)構(gòu)的分類平面四桿機(jī)構(gòu)的分類第34頁(yè)/共57頁(yè)2021-11-1735不能拆成多個(gè)四桿機(jī)構(gòu)5-2 5-2 平面四桿機(jī)構(gòu)的分類平面四桿機(jī)構(gòu)的分類第35頁(yè)/共57頁(yè)2021-11-1736鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的三種基本型式5-2 5-2 平面四桿機(jī)構(gòu)的分類平面四桿機(jī)構(gòu)的分類第36頁(yè)/共57頁(yè)2021-11-17375-3 5-3 平面四桿機(jī)構(gòu)曲柄存在的條件和幾個(gè)基本概念平面四桿機(jī)構(gòu)曲柄存在的條件和幾個(gè)基本概念第37頁(yè)/共57頁(yè)2021-11-1738整轉(zhuǎn)副整轉(zhuǎn)副存在條件：存在條件：最短桿與最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度之和小于或等于其余兩桿長(zhǎng)度和。最短桿與最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度之和小于或等于其余兩桿

10、長(zhǎng)度和。整轉(zhuǎn)副整轉(zhuǎn)副的位置：的位置：整轉(zhuǎn)副是由最短桿與其鄰邊組成的。整轉(zhuǎn)副是由最短桿與其鄰邊組成的。DAB Cl1 1l2 2l3 3l4 4l1+l2l3+l4l1+l3l2+l4l1+l4l2+l3l1l2l1l3l1l45-3 5-3 平面四桿機(jī)構(gòu)曲柄存在的條件和幾個(gè)基本概念平面四桿機(jī)構(gòu)曲柄存在的條件和幾個(gè)基本概念第38頁(yè)/共57頁(yè)2021-11-1739DAB CAB CD AB CD 5-3 5-3 平面四桿機(jī)構(gòu)曲柄存在的條件和幾個(gè)基本概念平面四桿機(jī)構(gòu)曲柄存在的條件和幾個(gè)基本概念第39頁(yè)/共57頁(yè)2021-11-17405-3 5-3 平面四桿機(jī)構(gòu)曲柄存在的條件和幾個(gè)基本概念平面四桿

11、機(jī)構(gòu)曲柄存在的條件和幾個(gè)基本概念第40頁(yè)/共57頁(yè)2021-11-1741 有效分力有效分力 F Fcos Fsin 徑向壓力徑向壓力 F Fsin = =Fcos 角越大，角越大， F 越大，越大， F 越小，對(duì)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)越有利。越小，對(duì)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)越有利。 F F F 壓力角壓力角 作用在從動(dòng)件作用在從動(dòng)件上的驅(qū)動(dòng)力的方向與該力作用上的驅(qū)動(dòng)力的方向與該力作用點(diǎn)絕對(duì)速度之間所夾的銳角。點(diǎn)絕對(duì)速度之間所夾的銳角。傳動(dòng)角傳動(dòng)角 壓力角的余角。壓力角的余角。ABDC5-3 5-3 平面四桿機(jī)構(gòu)曲柄存在的條件和幾個(gè)基本概念平面四桿機(jī)構(gòu)曲柄存在的條件和幾個(gè)基本概念第41頁(yè)/共57頁(yè)2021-11-174

12、2C1B1abcdDA 1 2bcadcb2)(arccos2221 bcadcb2)(arccos1802222 為為 和和 中的較小值者。中的較小值者。 為保證機(jī)構(gòu)具有良好的傳力性能，設(shè)計(jì)時(shí)通常為保證機(jī)構(gòu)具有良好的傳力性能，設(shè)計(jì)時(shí)通常 ；高速和大功率傳動(dòng)機(jī)械，；高速和大功率傳動(dòng)機(jī)械， 。傳動(dòng)角總?cè)′J角傳動(dòng)角總?cè)′J角B2C25-3 5-3 平面四桿機(jī)構(gòu)曲柄存在的條件和幾個(gè)基本概念平面四桿機(jī)構(gòu)曲柄存在的條件和幾個(gè)基本概念第42頁(yè)/共57頁(yè)2021-11-1743F =0 連桿與曲柄在兩個(gè)共線位置時(shí)，連桿與曲柄在兩個(gè)共線位置時(shí)，主動(dòng)件搖桿主動(dòng)件搖桿通過(guò)連桿作用于通過(guò)連桿作用于從動(dòng)件曲柄從動(dòng)件曲柄

13、上的力上的力F通過(guò)其回轉(zhuǎn)中心，通過(guò)其回轉(zhuǎn)中心， 0，曲柄不能轉(zhuǎn)動(dòng)。，曲柄不能轉(zhuǎn)動(dòng)。F = 0不管在主動(dòng)件上作用多大的驅(qū)動(dòng)力，都不能在從動(dòng)件上不管在主動(dòng)件上作用多大的驅(qū)動(dòng)力，都不能在從動(dòng)件上產(chǎn)生有效分力的機(jī)構(gòu)位置，稱為機(jī)構(gòu)的產(chǎn)生有效分力的機(jī)構(gòu)位置，稱為機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置。死點(diǎn)位置。5-3 5-3 平面四桿機(jī)構(gòu)曲柄存在的條件和幾個(gè)基本概念平面四桿機(jī)構(gòu)曲柄存在的條件和幾個(gè)基本概念第43頁(yè)/共57頁(yè)2021-11-1744 為了使機(jī)器能夠連續(xù)的工作必須要使機(jī)構(gòu)能夠順利通過(guò)死點(diǎn)位置利用飛輪慣性利用飛輪慣性機(jī)構(gòu)錯(cuò)位排列機(jī)構(gòu)錯(cuò)位排列5-3 5-3 平面四桿機(jī)構(gòu)曲柄存在的條件和幾個(gè)基本概念平面四桿機(jī)構(gòu)曲柄存在的條

14、件和幾個(gè)基本概念第44頁(yè)/共57頁(yè)2021-11-1745ABDC利用死點(diǎn)位置工作利用死點(diǎn)位置工作飛機(jī)起落架 0F鉆孔夾具ABCDFABCD1234工件工件P 0ABCD1234工件工件雙曲柄機(jī)構(gòu)和雙搖桿機(jī)構(gòu)是否存在死點(diǎn)位置？雙曲柄機(jī)構(gòu)和雙搖桿機(jī)構(gòu)是否存在死點(diǎn)位置？5-3 5-3 平面四桿機(jī)構(gòu)曲柄存在的條件和幾個(gè)基本概念平面四桿機(jī)構(gòu)曲柄存在的條件和幾個(gè)基本概念第45頁(yè)/共57頁(yè)2021-11-1746ABCDB2C2B1C1AD極限位置極限位置1連桿與曲柄拉伸共線連桿與曲柄拉伸共線極限位置極限位置2連桿與曲柄重疊共線連桿與曲柄重疊共線 極位夾角極位夾角 機(jī)構(gòu)從動(dòng)件處于兩極限位置時(shí)，主動(dòng)件在機(jī)構(gòu)

15、從動(dòng)件處于兩極限位置時(shí)，主動(dòng)件在對(duì)應(yīng)位置所夾的銳角。對(duì)應(yīng)位置所夾的銳角。 5-3 5-3 平面四桿機(jī)構(gòu)曲柄存在的條件和幾個(gè)基本概念平面四桿機(jī)構(gòu)曲柄存在的條件和幾個(gè)基本概念第46頁(yè)/共57頁(yè)2021-11-1747B2C2 B1C1AD 180 180 5-3 5-3 平面四桿機(jī)構(gòu)曲柄存在的條件和幾個(gè)基本概念平面四桿機(jī)構(gòu)曲柄存在的條件和幾個(gè)基本概念第47頁(yè)/共57頁(yè)2021-11-1748 180180180180/121m2mttK 設(shè)計(jì)具有急回要求的機(jī)構(gòu)時(shí)，應(yīng)先確定設(shè)計(jì)具有急回要求的機(jī)構(gòu)時(shí)，應(yīng)先確定K值，再計(jì)算值，再計(jì)算 。B2C2 B1C1AD 180 180 1801801 1K K1

16、1K K 5-3 5-3 平面四桿機(jī)構(gòu)曲柄存在的條件和幾個(gè)基本概念平面四桿機(jī)構(gòu)曲柄存在的條件和幾個(gè)基本概念第48頁(yè)/共57頁(yè)2021-11-1749 180 180 慢行程慢行程快行程快行程 思考：思考：5-3 5-3 平面四桿機(jī)構(gòu)曲柄存在的條件和幾個(gè)基本概念平面四桿機(jī)構(gòu)曲柄存在的條件和幾個(gè)基本概念第49頁(yè)/共57頁(yè)2021-11-1750 思考：思考：第50頁(yè)/共57頁(yè)2021-11-17515-4 5-4 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) 平面四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)：根據(jù)給定的運(yùn)動(dòng)條件確定機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的尺寸參數(shù)。有時(shí)為了使機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)得可靠、。有時(shí)為了使機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)得可靠、合理還應(yīng)考慮幾何條件

17、和動(dòng)力條件（如最小傳動(dòng)角）等。合理還應(yīng)考慮幾何條件和動(dòng)力條件（如最小傳動(dòng)角）等。第51頁(yè)/共57頁(yè)2021-11-17525-4 5-4 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)PAB1C290 N B2M 11180KKC1l3D DAB Cl1 1l2 2l3 3l4 4EF第52頁(yè)/共57頁(yè)2021-11-1753 討論（1 1）： 如果給定曲柄的長(zhǎng)度l l1 1，如何確定鉸鏈中心A A的位置？ 答：以點(diǎn)C C2 2為圓心，以2 2l l1 1為半徑作C C2 2，然后在外接圓上尋找一點(diǎn)A A：當(dāng)以A A為圓心、以ACAC1 1為半徑作圓的時(shí)候，該圓應(yīng)與C C2 2相切，此時(shí)得到的A A點(diǎn)就是鉸鏈中心。5-4 5-4 平面