連桿機(jī)構(gòu)原理自編PPT課件

1、2 運(yùn)動(dòng)副多為平面或圓柱面，制造比較容易，結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠。 3 可以實(shí)現(xiàn)不同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和特定軌跡要求。第1頁/共73頁4 41 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及其演化一、平面四桿機(jī)構(gòu)的基本型式及應(yīng)用基本型式鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，其它四桿機(jī)構(gòu)都是由它演變得到的曲柄作整周回轉(zhuǎn)的構(gòu)件；連桿作平面運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件；連架桿與機(jī)架相聯(lián)的構(gòu)件； 搖桿作定軸擺動(dòng)的構(gòu)件； 周轉(zhuǎn)副能作3603600 0 相對(duì)回轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)副；擺轉(zhuǎn)副作有限角度擺動(dòng)的運(yùn)動(dòng)副。曲柄連桿搖桿第2頁/共73頁特征：曲柄搖桿作用：將曲柄的整周回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)閾u桿的往復(fù)擺動(dòng)。如雷達(dá)天線。1 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)1 ) 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)第3頁/共73頁曲柄搖桿機(jī)構(gòu)縫紉機(jī)3124214

2、3第4頁/共73頁ABDC1243雷達(dá)天線第5頁/共73頁腳踏砂輪機(jī)機(jī)構(gòu)腳踏砂輪機(jī)機(jī)構(gòu) 第6頁/共73頁偏心輪偏心輪AB12BA21第7頁/共73頁第8頁/共73頁特征：兩個(gè)曲柄作用：將等速回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)榈人倩蜃兯倩剞D(zhuǎn)。如慣性篩等。2) 雙曲柄機(jī)構(gòu)第9頁/共73頁雙曲柄機(jī)構(gòu) 播種機(jī)料斗機(jī)構(gòu)耕地料斗DCAB第10頁/共73頁ABDC1234E6實(shí)例：火車輪慣性篩機(jī)構(gòu)特例：平行四邊形機(jī)構(gòu)AB = CD BC = ADABCD31BCABDC、攝影平臺(tái)ADBC第11頁/共73頁反平行四邊形機(jī)構(gòu)-車門開閉機(jī)構(gòu)反向AEDGBFCABEFDCG平行四邊形機(jī)構(gòu)在共線位置出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)不確定。采用兩組機(jī)構(gòu)錯(cuò)開排列。第1

3、2頁/共73頁特征：兩個(gè)搖桿應(yīng)用舉例：鑄造翻箱機(jī)構(gòu)特例：等腰梯形機(jī)構(gòu)汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、風(fēng)扇搖頭機(jī)構(gòu)3) 雙搖桿機(jī)構(gòu)第13頁/共73頁 雙搖桿機(jī)構(gòu) 鑄造翻箱機(jī)構(gòu) 風(fēng)扇搖頭機(jī)構(gòu)電機(jī)ABDC風(fēng)扇座蝸輪蝸桿CBABDC第14頁/共73頁ABDCE第15頁/共73頁2 含一個(gè)移動(dòng)副的四桿機(jī)構(gòu)手搖唧筒 (移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)) 自卸卡車舉升機(jī)構(gòu)(搖塊機(jī)構(gòu))應(yīng)用實(shí)例A1C234BABC3214第16頁/共73頁自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)第17頁/共73頁牛頭刨床的主運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)牛頭刨床的主運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)牛頭刨床的主運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)利用了擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)牛頭刨床的主運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)利用了擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu), 。第18頁/共73頁小型刨床牛頭刨床應(yīng)用實(shí)例ABD

4、CE123456ABDC1243C2C1第19頁/共73頁雙滑塊機(jī)構(gòu)的應(yīng)用橢圓儀機(jī)構(gòu)3 含兩個(gè)移動(dòng)副的四桿機(jī)構(gòu)正弦機(jī)構(gòu)32141234第20頁/共73頁實(shí)例實(shí)例第21頁/共73頁二、平面四桿機(jī)構(gòu)的演化1 1 改變相對(duì)桿長，轉(zhuǎn)動(dòng)副演化為移動(dòng)副偏心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)雙滑塊機(jī)構(gòu) 正弦機(jī)構(gòu)ss=l sin 第22頁/共73頁2 2 改變轉(zhuǎn)動(dòng)副半徑，演化為偏心輪機(jī)構(gòu)偏心輪機(jī)構(gòu)第23頁/共73頁3 選不同構(gòu)件為機(jī)架 可得到不同的機(jī)構(gòu)。稱為機(jī)構(gòu)的倒置。 第24頁/共73頁第25頁/共73頁第26頁/共73頁第27頁/共73頁搖塊機(jī)構(gòu)314A2BC導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)314A2BC314

5、A2BC曲柄滑塊機(jī)構(gòu)314A2BC直動(dòng)滑桿機(jī)構(gòu)手搖唧筒BC3214AABC3214第28頁/共73頁ACB1234應(yīng)用實(shí)例B234C1A自卸卡車舉升機(jī)構(gòu)應(yīng)用實(shí)例B34C1A2應(yīng)用實(shí)例4A1B23C應(yīng)用實(shí)例13C4AB2應(yīng)用實(shí)例A1C234B搖塊機(jī)構(gòu)第29頁/共73頁雙滑塊機(jī)構(gòu)的應(yīng)用橢圓儀機(jī)構(gòu)例：選擇雙滑塊機(jī)構(gòu)中的不同構(gòu)件 作為機(jī)架可得不同的機(jī)構(gòu)正弦機(jī)構(gòu)32141234第30頁/共73頁4 4 低副的可逆性將低副兩運(yùn)動(dòng)副元素的包容關(guān)系進(jìn)行逆換，不影響兩構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)搖塊機(jī)構(gòu)43213214第31頁/共73頁一 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件設(shè)adatt2 2 V V2 2 V V1 1搖

6、桿的這種特性稱為急回運(yùn)動(dòng)。用以下比值表示急回程度：21tt2212tCCV )180/(21CC121221tCCtCC第37頁/共73頁從動(dòng)件回程的平均速度K = 從動(dòng)件工作行程的平均速度3 行程速比系數(shù) K180180只要 0 ， 就有 K1且越大，K值越大，急回性質(zhì)越明顯。所以可通過分析機(jī)構(gòu)中是否存在以及的大小來判斷機(jī)構(gòu)是否有急回運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)的程度。第38頁/共73頁曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的急回特性應(yīng)用：空行程節(jié)省運(yùn)動(dòng)時(shí)間，如牛頭刨、往復(fù)式輸送機(jī)等。180180180180-導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的急回特性180180180180-思考題： 對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的急回特性如何？11180KK:180180可得由K對(duì)于

7、需要有急回運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，常常是根據(jù)需要的行程速比系數(shù)K, 先求出 ，然后在設(shè)計(jì)各構(gòu)件的尺寸。g第39頁/共73頁三、壓力角與傳動(dòng)角1 壓力角壓力角-從動(dòng)件力的方向與受力點(diǎn)速度方向所夾的銳角.用表示。Ft = F cos , Fn= F sin愈小愈好，理想情況是02 傳動(dòng)角傳動(dòng)角-與壓力角互與壓力角互為余角為余角.愈大愈好，理想情況是90v vc cA AB BC CD DF FF Ft tF Fn n第40頁/共73頁FVSg在其它條件不變的情況下壓力角越小，作功W越大壓力角是機(jī)構(gòu)傳力性能的一個(gè)重要指標(biāo)，它是力的利用率大小的衡量指標(biāo)。第41頁/共73頁FVggddg dg 1800 dgga滑

8、塊主動(dòng)曲柄主動(dòng)第42頁/共73頁ABCDabcdFFtFncVminmax2bca)d(cbarccos222maxd余弦定律2bca)d(cbarccos222mind第43頁/共73頁dgd,90dgd,901) 當(dāng)d d90時(shí)， min d d2) 當(dāng) d d90時(shí)，min180- d d位置:曲柄與機(jī)架兩處共線之一當(dāng)d d 最小或最大時(shí)，都有可能出現(xiàn)min一般: min 40 0ABCDabcdFFtFncVminmax第44頁/共73頁ababemnmaxmin曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的壓力角第45頁/共73頁曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)min的位置的位置 第46頁/共73頁導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)min的

9、位置的位置第47頁/共73頁P(yáng)四 機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)1 1 搖桿為主動(dòng)件，2 2 連桿與曲柄兩次共線時(shí)，有：此時(shí)機(jī)構(gòu)不能運(yùn)動(dòng). .避免措施： 兩組機(jī)構(gòu)錯(cuò)開排列，如火車輪機(jī)構(gòu); ;P稱此位置為：“死點(diǎn)”0 0靠飛輪的慣性（如內(nèi)然機(jī)、縫紉機(jī)等）。AEDGBFCABEFDCG第48頁/共73頁縫紉機(jī)踏板機(jī)構(gòu)縫紉機(jī)踏板機(jī)構(gòu) 第49頁/共73頁ACDB飛機(jī)起落架死點(diǎn)飛機(jī)起落架死點(diǎn)第50頁/共73頁鉆床夾具的死點(diǎn)鉆床夾具的死點(diǎn) 第51頁/共73頁曲柄滑塊機(jī)構(gòu)（曲柄為主動(dòng)件）的死點(diǎn)eABCMBFBvCFCvABMFB0BCeABCBFBvCFCvB0C無死點(diǎn)存在曲柄滑塊機(jī)構(gòu)（滑塊為主動(dòng)件）的死點(diǎn)有死點(diǎn)存在第52頁/

10、共73頁4 43 平面四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 一 設(shè)計(jì)的基本問題與方法確定各構(gòu)件的尺寸參數(shù)。設(shè)計(jì)要求：1)滿足預(yù)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，兩連架桿轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)，如起落架等。2)滿足預(yù)定的軌跡，如鶴式起重機(jī)、攪拌機(jī)等。3)滿足預(yù)定的連桿位置，如鑄造翻箱機(jī)構(gòu)。設(shè)計(jì)方法：解析法、圖解法第53頁/共73頁飛機(jī)起落架函數(shù)機(jī)構(gòu)ADCBBC要求兩連架桿轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)要求兩連架桿的轉(zhuǎn)角滿足函數(shù) y=logxxy=logxABCD第54頁/共73頁?dān)Q式起重機(jī)攪拌機(jī)構(gòu)要求連桿上E點(diǎn)的軌跡為一條卵形曲線要求連桿上E點(diǎn)的軌跡為一條水平直線QABCDEQCBADE第55頁/共73頁連桿曲線圖譜第56頁/共73頁按預(yù)定的運(yùn)動(dòng)軌跡設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)MNEABC

11、D第57頁/共73頁 鑄造翻箱機(jī)構(gòu)CBABDC第58頁/共73頁二 作圖法設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)1 按連桿位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)a)給定連桿兩組位置有唯一解。B1C1B2C2ADb)給定連桿三組位置有無窮多組解。ADB1C1B2C2B3C3AD第59頁/共73頁2 按行程速比系數(shù) K 設(shè)計(jì)1) 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)已知：CD桿長，擺角及K，設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu)。步驟如下：計(jì)算180(K-1)/(K+1);任取一點(diǎn)D，作等腰三角形腰長為CD，夾角為;連接C1和C2，過 C1作直線，使與c1c2成90，過 C2作直線，使與c1c2成90設(shè)交于O點(diǎn)。2C21OC(4）以O(shè)為圓心、oc2長度為半徑畫圓選定A，設(shè)曲柄為a，連桿為b，則A

12、 C1= b-a,A C2= a+b ，故有：a=( A C2A C1)/ 2 b =( A C1+A C2)/2第60頁/共73頁C2DC1y900 - 2OAEBCAC1=BC- -ABAC2=BC+ +ABAB = AC2-AC12BC = AC2+AC12曲柄搖桿機(jī)構(gòu) ABCDABCD 為所求. . 設(shè)計(jì).以 mL =作圖.LAB= mLAB = 、 LBC= mLBC = . 1800 =K-1K+1第61頁/共73頁22aC1C2e2) 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)H90-oAE已知K K，滑塊行程H H，偏距e e，設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu) 。計(jì)算180180(K-1)/(K+1);(K-1)/(K+1);作

13、C1 C2 H H作射線C1O O 使C2C1O=90, ,以O(shè) O為圓心，C1O O為半徑作圓。作射線C2O O使C1C2 O=90。90-作偏距線e e，交圓弧于A A，即為所求。A C 1 = b - aA C 2 = a + b ，a = ( A C1A C2) / 2 b = ( A C1+A C2) /2第62頁/共73頁mnAD=D3) 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)由于= =，設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu)時(shí)，僅需確定曲柄 a。計(jì)算180180(K-1)/(K+1);(K-1)/(K+1);任選D D作mDnmDn，取A A點(diǎn)，使得AD=d, AD=d, =Ad作角分線; ;設(shè)已知：機(jī)架長度d，K，設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu)。4）過A

14、點(diǎn)，作導(dǎo)桿極位的垂線AB1與AB2，交點(diǎn)即為B點(diǎn)a=dsin(/2)第63頁/共73頁曲柄滑塊機(jī)構(gòu)有曲柄的條件1 1）a a為最短桿2) a+eb.2) a+eb.C C”C C第64頁/共73頁4、偏置導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件daedaee-da e-da 有曲柄，該機(jī)構(gòu)是擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。有曲柄，該機(jī)構(gòu)是擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。第65頁/共73頁3、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件dadadada 有曲柄，該機(jī)構(gòu)是擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。da 有曲柄，該機(jī)構(gòu)是轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。da 有曲柄，該機(jī)構(gòu)是轉(zhuǎn)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。結(jié)論結(jié)論導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)總是有曲總是有曲柄的柄的第66頁/共73頁ggg 傳動(dòng)不利，設(shè)計(jì)時(shí)規(guī)定 g4050 通常，機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)

15、過程中傳動(dòng)角g g是變化的，最小值在哪？導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)最小傳動(dòng)角g g第67頁/共73頁機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角一般在運(yùn)動(dòng)鏈最終一個(gè)從動(dòng)件上度量。車門vC2B21 1C1B1abcd2 2第68頁/共73頁5. .鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)連續(xù)性指連桿機(jī)構(gòu)能否連續(xù)實(shí)現(xiàn)給定的各個(gè)位置?？尚杏颍簱u桿的運(yùn)動(dòng)范圍。不可行域：搖桿不能達(dá)到的區(qū)域。設(shè)計(jì)時(shí)不能要求從一個(gè)可行域跳過不可行域進(jìn)入另一個(gè)可行域。稱此為錯(cuò)位不連續(xù)。錯(cuò)序不連續(xù)設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)時(shí)，應(yīng)滿足運(yùn)動(dòng)連續(xù)性條件。DAB1C1B2C2B3C3DAB1C1B3C3B2C2CC1C2C1C2CADB第69頁/共73頁平面四桿機(jī)構(gòu)，尺寸如圖。若以AB為原動(dòng)件，試回答下列問題：1 此機(jī)構(gòu)是什么機(jī)構(gòu)？為什么？（4分）2 此機(jī)構(gòu)中，當(dāng) 和 共線時(shí)，出現(xiàn)最小傳動(dòng)角；（2分）3 標(biāo)出圖示位置的壓力角；（2分）4 試舉出一個(gè)此機(jī)構(gòu)在工程中的應(yīng)用實(shí)例。（2分）（共10分）第70頁/共73頁 二、結(jié)合圖示鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，回答下列問題： 、若機(jī)構(gòu)以為機(jī)架，得到 機(jī)構(gòu)； 若以為機(jī)架，得到機(jī)構(gòu)；若以為機(jī)架，得到機(jī)構(gòu)；若以為機(jī)架，得到機(jī)構(gòu)。 、若以