平面四桿機(jī)構(gòu)

1、第第7章章 常用機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)常用機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)第一節(jié)第一節(jié) 平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)一、概述一、概述1、平面連桿機(jī)構(gòu)概念：、平面連桿機(jī)構(gòu)概念： 平面連桿機(jī)構(gòu)是各構(gòu)件用銷軸、滑道等方式連接起來(lái)的，平面連桿機(jī)構(gòu)是各構(gòu)件用銷軸、滑道等方式連接起來(lái)的，各構(gòu)件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)在同一平面或互相平行的平面內(nèi)。各構(gòu)件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)在同一平面或互相平行的平面內(nèi)。2、平面四桿機(jī)構(gòu)、平面四桿機(jī)構(gòu)由由4個(gè)構(gòu)件組成的平面連桿機(jī)構(gòu)稱為平面四桿機(jī)構(gòu)個(gè)構(gòu)件組成的平面連桿機(jī)構(gòu)稱為平面四桿機(jī)構(gòu)3、運(yùn)動(dòng)副、運(yùn)動(dòng)副概念：概念： 使兩構(gòu)件直接接觸而又能產(chǎn)生一定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的連接，使兩構(gòu)件直接接觸而又能產(chǎn)生一定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的連接，稱為運(yùn)動(dòng)副稱為運(yùn)動(dòng)副分

2、類：分類：運(yùn)運(yùn) 動(dòng)動(dòng)副副低副低副高副高副轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)副移動(dòng)副移動(dòng)副齒輪副齒輪副凸輪副凸輪副螺旋副螺旋副滾輪副滾輪副低副是指兩構(gòu)件作面接觸低副是指兩構(gòu)件作面接觸高副是指兩構(gòu)件作點(diǎn)或線接觸高副是指兩構(gòu)件作點(diǎn)或線接觸二、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)二、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)：鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)： 四個(gè)構(gòu)件全部用四個(gè)構(gòu)件全部用轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)副相連的相連的平面四桿機(jī)構(gòu)平面四桿機(jī)構(gòu)。它是平面四桿機(jī)構(gòu)的它是平面四桿機(jī)構(gòu)的基本型式基本型式，其它型式的四桿機(jī)，其它型式的四桿機(jī)構(gòu)可看作是在它的基礎(chǔ)上通過(guò)構(gòu)可看作是在它的基礎(chǔ)上通過(guò)演化演化而成的。而成的。1、基本概念、基本概念搖桿：搖桿：只能繞機(jī)架只能繞機(jī)架作小于作小于360360的的某一角

3、度擺動(dòng)某一角度擺動(dòng) 的連架桿，如的連架桿，如3 3。機(jī)架：機(jī)構(gòu)的固定構(gòu)件機(jī)架：機(jī)構(gòu)的固定構(gòu)件，如桿，如桿4 。連桿：連桿：不直接不直接與機(jī)架連接的構(gòu)件，如桿與機(jī)架連接的構(gòu)件，如桿2。連架桿：連架桿：與機(jī)架用與機(jī)架用轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)副相連接的構(gòu)件，相連接的構(gòu)件， 如桿如桿1、3 連架桿可分為：連架桿可分為：曲柄：曲柄：能繞機(jī)架作能繞機(jī)架作整周轉(zhuǎn)動(dòng)整周轉(zhuǎn)動(dòng)的連架桿，如桿的連架桿，如桿1；2、各桿名稱、各桿名稱 在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，按在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，按曲柄的存在情況曲柄的存在情況，可將，可將鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)分為：鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)分為：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)雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)它們的根本區(qū)別在

4、于它們的根本區(qū)別在于連架桿是否為曲柄連架桿是否為曲柄3、分類、分類曲柄存在的條件曲柄存在的條件：1）最短桿與最短桿與 最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度之和小于或等于其余兩桿最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度之和小于或等于其余兩桿 之和。之和。2）機(jī)架機(jī)架 與連架桿中必有一桿與連架桿中必有一桿 為最短桿。為最短桿。 若有一個(gè)條件不滿足，則無(wú)曲柄存在，此四桿機(jī)若有一個(gè)條件不滿足，則無(wú)曲柄存在，此四桿機(jī)構(gòu)只能是雙搖桿機(jī)構(gòu)。構(gòu)只能是雙搖桿機(jī)構(gòu)。abc d鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)類型的判斷條件鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)類型的判斷條件：若：最短桿與最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度之和小于等于其余兩桿長(zhǎng)度之和時(shí)：若：最短桿與最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度之和小于等于其余兩桿長(zhǎng)度之和時(shí)：（1）?。┤∽疃虠U最短桿為機(jī)架時(shí)，

5、為機(jī)架時(shí)，（2）?。┤∽疃虠U的相鄰桿最短桿的相鄰桿為機(jī)架時(shí)，該機(jī)構(gòu)為為機(jī)架時(shí)，該機(jī)構(gòu)為（3）取）取最短桿的相對(duì)桿最短桿的相對(duì)桿為機(jī)架時(shí)，該機(jī)構(gòu)為機(jī)架時(shí)，該機(jī)構(gòu)若：最短桿與最長(zhǎng)桿的長(zhǎng)度之和大于其余兩桿長(zhǎng)度之和時(shí)：若：最短桿與最長(zhǎng)桿的長(zhǎng)度之和大于其余兩桿長(zhǎng)度之和時(shí)：不論取哪一桿為機(jī)架，都不論取哪一桿為機(jī)架，都無(wú)曲柄存在無(wú)曲柄存在，機(jī)構(gòu)只能為機(jī)構(gòu)只能為。練習(xí)練習(xí)1：判斷下列鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的類型：判斷下列鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的類型abc d1、a=20,b=50,c=30,d=45（1）d為機(jī)架為機(jī)架（2）a為機(jī)架為機(jī)架（3）c為機(jī)架為機(jī)架（4）b為機(jī)架為機(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)雙搖桿

6、機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)練習(xí)練習(xí)2：判斷下列各四桿機(jī)構(gòu)的類型：判斷下列各四桿機(jī)構(gòu)的類型曲柄搖桿機(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)雙曲柄機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)（一）曲柄搖桿機(jī)構(gòu)（一）曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 兩個(gè)連架桿中，一個(gè)為兩個(gè)連架桿中，一個(gè)為曲柄曲柄，另一個(gè)為，另一個(gè)為搖桿搖桿，則此鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)稱為則此鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)稱為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。 曲柄曲柄1為原動(dòng)件，作為原動(dòng)件，作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)；勻速轉(zhuǎn)動(dòng)；搖桿搖桿3為從動(dòng)件，為從動(dòng)件，作作變速往復(fù)擺動(dòng)變速往復(fù)擺動(dòng)。雷達(dá)天線俯仰機(jī)構(gòu)雷達(dá)天線俯仰機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用雷達(dá)天線俯仰機(jī)構(gòu)雷達(dá)天線俯仰機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用

7、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用縫紉機(jī)踏板機(jī)構(gòu)縫紉機(jī)踏板機(jī)構(gòu)2143搖桿主動(dòng)搖桿主動(dòng)3124曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用剪刀機(jī)剪刀機(jī)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用牛頭刨床刨刀進(jìn)給機(jī)構(gòu)牛頭刨床刨刀進(jìn)給機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的一些主要的一些主要特性：特性：1、機(jī)構(gòu)的、機(jī)構(gòu)的急回運(yùn)動(dòng)特性急回運(yùn)動(dòng)特性： 當(dāng)曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)，當(dāng)曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)，有有兩次兩次曲柄與連桿共線。曲柄與連桿共線。這兩個(gè)位置就是這兩個(gè)位置就是極限位置，極限位置，簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱極位極位擺角擺角 1 1 2 2 1 1 2 2 , t, t1 1tt2 2 , , v v2 2 =C=C1 1C C2

8、 2/t/t2 2 1 1=180=180+, +, v v1 1 =C=C1 1C C2 2/t/t1 1曲柄轉(zhuǎn)角曲柄轉(zhuǎn)角 2 2=180=180-C C1 1C C2 2C C2 2C C1 1鉸鏈鉸鏈C的的平均速度平均速度：v v1 1v00，K1K1時(shí)具有時(shí)具有急回特性，急回特性，越大，越大，K K值越大，值越大，急回運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)越顯著。急回運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)越顯著。極位夾角計(jì)算公式：極位夾角計(jì)算公式： 式中式中為搖桿處于兩極限位置時(shí)，對(duì)應(yīng)的曲柄所為搖桿處于兩極限位置時(shí)，對(duì)應(yīng)的曲柄所夾的銳角，稱為夾的銳角，稱為極位夾角極位夾角（ C2AC1） 。2 2、死點(diǎn)位置、死點(diǎn)位置：（主動(dòng)件條件）（主動(dòng)件

9、條件）當(dāng)搖桿為主動(dòng)件當(dāng)搖桿為主動(dòng)件，連桿和曲柄共線時(shí)，過(guò)鉸鏈中心，連桿和曲柄共線時(shí)，過(guò)鉸鏈中心A A的力，對(duì)的力，對(duì)A A點(diǎn)不產(chǎn)生力矩，不能使曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)構(gòu)的點(diǎn)不產(chǎn)生力矩，不能使曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)構(gòu)的這種位置稱為這種位置稱為死點(diǎn)位置死點(diǎn)位置 。B BD DA AC CF FD DA AB BC CF F1、機(jī)構(gòu)停在死點(diǎn)位置，不能起動(dòng)。運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，靠、機(jī)構(gòu)停在死點(diǎn)位置，不能起動(dòng)。運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，靠 慣性沖過(guò)死點(diǎn)。可慣性沖過(guò)死點(diǎn)?？杉语w輪加飛輪增大慣性增大慣性工件夾緊機(jī)構(gòu)工件夾緊機(jī)構(gòu)2、利用死點(diǎn)實(shí)例、利用死點(diǎn)實(shí)例飛機(jī)起落架機(jī)構(gòu)飛機(jī)起落架機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的演化曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的演化送料機(jī)構(gòu)送料機(jī)構(gòu)內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃機(jī)二、雙曲柄機(jī)

10、構(gòu)二、雙曲柄機(jī)構(gòu) 兩個(gè)連架桿均為兩個(gè)連架桿均為曲柄曲柄的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)稱為的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)稱為雙曲雙曲柄機(jī)構(gòu)柄機(jī)構(gòu)。主動(dòng)曲柄作等速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)曲柄隨之作變速轉(zhuǎn)動(dòng)。主動(dòng)曲柄作等速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)曲柄隨之作變速轉(zhuǎn)動(dòng)。平行雙曲柄機(jī)構(gòu)平行雙曲柄機(jī)構(gòu)其相對(duì)兩桿其相對(duì)兩桿平行平行且且相等相等。1、主動(dòng)曲柄作、主動(dòng)曲柄作等角速轉(zhuǎn)動(dòng)；等角速轉(zhuǎn)動(dòng)；從動(dòng)件曲柄也以從動(dòng)件曲柄也以相同角速度相同角速度轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)。2、當(dāng)四個(gè)鉸鏈中心處于同、當(dāng)四個(gè)鉸鏈中心處于同一直線上時(shí)，將出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)一直線上時(shí)，將出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)不確定狀態(tài)。不確定狀態(tài)。攝影平臺(tái)升降機(jī)構(gòu)攝影平臺(tái)升降機(jī)構(gòu)攝影平臺(tái)升降機(jī)構(gòu)攝影平臺(tái)升降機(jī)構(gòu)B B2 2C C2 2A AB B1

11、1C C1 1D D1 12 23 3B B3 3C C3 3 C C3 3 為了消除這種運(yùn)動(dòng)不確定狀態(tài)為了消除這種運(yùn)動(dòng)不確定狀態(tài), ,可可增設(shè)輔助機(jī)構(gòu)增設(shè)輔助機(jī)構(gòu)或在主、從動(dòng)曲柄上錯(cuò)開一定角度再安裝一組平行或在主、從動(dòng)曲柄上錯(cuò)開一定角度再安裝一組平行四邊形機(jī)構(gòu)。四邊形機(jī)構(gòu)。A AB BC CD D1 12 23 3B B1 1B B C C C C1 1C C1 1B B1 1機(jī)車驅(qū)動(dòng)輪連動(dòng)機(jī)構(gòu)機(jī)車驅(qū)動(dòng)輪連動(dòng)機(jī)構(gòu)在主、從動(dòng)曲柄上錯(cuò)開一定角度再安裝一組平行四邊形機(jī)構(gòu)在主、從動(dòng)曲柄上錯(cuò)開一定角度再安裝一組平行四邊形機(jī)構(gòu)在主、從動(dòng)曲柄上錯(cuò)開一定角度再安裝一組平行四邊形機(jī)構(gòu)在主、從動(dòng)曲柄上錯(cuò)開一定角

12、度再安裝一組平行四邊形機(jī)構(gòu)在主、從動(dòng)曲柄上錯(cuò)開一定角度再安裝一組平行四邊形機(jī)構(gòu)在主、從動(dòng)曲柄上錯(cuò)開一定角度再安裝一組平行四邊形機(jī)構(gòu)反向雙曲柄機(jī)構(gòu)反向雙曲柄機(jī)構(gòu)兩曲柄旋轉(zhuǎn)方向相反，兩曲柄旋轉(zhuǎn)方向相反，且角速度不相等且角速度不相等公共車門自動(dòng)啟閉機(jī)構(gòu)公共車門自動(dòng)啟閉機(jī)構(gòu)公共車門自動(dòng)啟閉機(jī)構(gòu)公共車門自動(dòng)啟閉機(jī)構(gòu)三、雙搖桿機(jī)構(gòu)三、雙搖桿機(jī)構(gòu) 兩個(gè)連架桿均為兩個(gè)連架桿均為搖桿搖桿的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)稱為的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)稱為雙搖雙搖桿機(jī)構(gòu)桿機(jī)構(gòu)。造型機(jī)翻箱機(jī)構(gòu)造型機(jī)翻箱機(jī)構(gòu)造型機(jī)翻箱機(jī)構(gòu)造型機(jī)翻箱機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化 一、一、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)： 改變構(gòu)件的形狀和運(yùn)動(dòng)副改變構(gòu)件的形狀和

13、運(yùn)動(dòng)副 通過(guò)用移動(dòng)副取代轉(zhuǎn)動(dòng)副、變更桿件長(zhǎng)度，通過(guò)用移動(dòng)副取代轉(zhuǎn)動(dòng)副、變更桿件長(zhǎng)度，變更機(jī)架和擴(kuò)大轉(zhuǎn)動(dòng)副等途徑，可得到鉸鏈四桿變更機(jī)架和擴(kuò)大轉(zhuǎn)動(dòng)副等途徑，可得到鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的其它演化形式。機(jī)構(gòu)的其它演化形式。二、二、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)：導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)： 選用不同的構(gòu)件為機(jī)架選用不同的構(gòu)件為機(jī)架三、三、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)： 選用不同的構(gòu)件為機(jī)架選用不同的構(gòu)件為機(jī)架四、四、雙滑塊機(jī)構(gòu)：雙滑塊機(jī)構(gòu)： 改變構(gòu)件的形狀和運(yùn)動(dòng)副改變構(gòu)件的形狀和運(yùn)動(dòng)副五、五、偏心輪機(jī)構(gòu)：偏心輪機(jī)構(gòu)：擴(kuò)大轉(zhuǎn)動(dòng)副擴(kuò)大轉(zhuǎn)動(dòng)副一、一、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)：改變構(gòu)件的形狀和運(yùn)動(dòng)尺寸改變構(gòu)件的形狀和運(yùn)動(dòng)尺寸搖桿長(zhǎng)搖桿長(zhǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)副

14、轉(zhuǎn)動(dòng)副D直線直線滑塊滑塊搖桿搖桿3移動(dòng)副移動(dòng)副曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)e稱為偏距稱為偏距e0，偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)e=0， 對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特性：運(yùn)動(dòng)特性：桿桿4稱為導(dǎo)桿稱為導(dǎo)桿4滑塊滑塊3沿導(dǎo)桿沿導(dǎo)桿移動(dòng)并繞移動(dòng)并繞C點(diǎn)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)當(dāng)當(dāng)l1l2，桿桿2、桿、桿4能作能作整周轉(zhuǎn)動(dòng)整周轉(zhuǎn)動(dòng)，稱為，稱為轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。桿機(jī)構(gòu)。二、二、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)：導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)： 選用不同的構(gòu)件為機(jī)架選用不同的構(gòu)件為機(jī)架當(dāng)當(dāng)l1l2，桿桿2能作能作整周轉(zhuǎn)動(dòng)整周轉(zhuǎn)動(dòng)，桿，桿4只能往復(fù)擺動(dòng)，稱為只能往復(fù)擺動(dòng)，稱為擺動(dòng)擺動(dòng)導(dǎo)桿導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)。運(yùn)動(dòng)特性：運(yùn)動(dòng)特性：三、三、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)： 選用不同的構(gòu)件為機(jī)架選用不同的構(gòu)件為機(jī)架擺動(dòng)擺動(dòng)滑塊機(jī)構(gòu)滑塊機(jī)構(gòu)自卸卡車車箱的舉升機(jī)構(gòu)自卸卡車車箱的舉升機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特性：運(yùn)動(dòng)特性：固定固定滑塊機(jī)構(gòu)或滑塊機(jī)構(gòu)或定塊機(jī)構(gòu)定塊機(jī)構(gòu)ACB4321ACB4321手搖唧筒手搖唧筒四、四、雙滑塊機(jī)構(gòu)：雙滑塊機(jī)構(gòu)： 改變構(gòu)件的形狀和運(yùn)動(dòng)副改變構(gòu)件的形狀和運(yùn)動(dòng)副4HACD321H4l1ABD321 雙滑塊機(jī)構(gòu)雙滑塊機(jī)構(gòu)