哈工大機(jī)械原理考研 連桿機(jī)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)理論部分

1、第2章 連桿機(jī)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)2.1 內(nèi)容要求1. 掌握平面四桿機(jī)構(gòu)的基本型式、特點(diǎn)及其演化方法。2. 熟練掌握和推導(dǎo)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)曲柄存在條件，并靈活運(yùn)用來判斷鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的類型；掌握曲柄滑塊機(jī)構(gòu)及導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)等其他四桿機(jī)構(gòu)的曲柄存在條件的推導(dǎo)過程。3. 掌握平面四桿機(jī)構(gòu)的壓力角、傳動(dòng)角、急回運(yùn)動(dòng)、極位夾角、行程速比系數(shù)、等基本概念；掌握連桿機(jī)構(gòu)最小傳動(dòng)角出現(xiàn)的位置及計(jì)算方法；掌握極位夾角與行程速比系數(shù)的關(guān)系式；掌握掌握死點(diǎn)在什么情況下出現(xiàn)及死點(diǎn)位置在機(jī)構(gòu)中的應(yīng)用。4. 掌握速度瞬心的概念及如何確定機(jī)構(gòu)中速度瞬心的數(shù)目；掌握“三心定理”并應(yīng)用“三心定理”確定機(jī)構(gòu)中速度瞬心的位置及對機(jī)構(gòu)進(jìn)行速度分析。5

2、. 了解建立級機(jī)構(gòu)、RRR桿組、RRP桿組、RPR桿組、PRP桿組、RPP桿組的運(yùn)動(dòng)分析數(shù)學(xué)模型；掌握相對運(yùn)動(dòng)圖解法及桿組法機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析的方法。6. 掌握移動(dòng)副、轉(zhuǎn)動(dòng)副中摩擦力的計(jì)算和自鎖問題的討論；掌握計(jì)及摩擦?xí)r平面連桿機(jī)構(gòu)受力分析的方法；掌握計(jì)算機(jī)械效率的幾種方法；掌握從機(jī)械效率的觀點(diǎn)研究機(jī)械自鎖條件的方法和思想。7. 掌握平面四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特征及其設(shè)計(jì)的基本問題；了解“函數(shù)機(jī)構(gòu)”、“軌跡機(jī)構(gòu)”、“導(dǎo)引機(jī)構(gòu)”的設(shè)計(jì)思想、方法；掌握按給定行程速比系數(shù)設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)的方法。2.2 內(nèi)容提要一、 本章重點(diǎn) 本章重點(diǎn)是鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)曲柄存在條件，并靈活運(yùn)用來判斷鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的類型；連桿機(jī)構(gòu)最小傳動(dòng)角出

3、現(xiàn)的位置及計(jì)算方法；速度瞬心法對機(jī)構(gòu)進(jìn)行速度分析；計(jì)及摩擦?xí)r平面連桿機(jī)構(gòu)受力分析的方法；按給定行程速比系數(shù)設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)的方法。1平面四桿機(jī)構(gòu)的基本型式及其演化型式 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本型式是平面鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。在此機(jī)構(gòu)中，與機(jī)架相聯(lián)的構(gòu)件稱為連架桿；能作整周回轉(zhuǎn)的連架桿稱為曲柄，而不能作整周回轉(zhuǎn)的連架桿稱為搖桿；與機(jī)架不相連的中間構(gòu)件稱為連桿。能使兩構(gòu)件作整周相對轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)副稱為周轉(zhuǎn)副；而不能作整周相對轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)副稱為擺轉(zhuǎn)副。平面鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)又根據(jù)兩連架桿運(yùn)動(dòng)形式不同分為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)及雙搖桿機(jī)構(gòu)。平面四桿機(jī)構(gòu)的演化型式是在平面鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過一些演化方法演化而成其他型式的四桿

4、機(jī)構(gòu)。平面四桿機(jī)構(gòu)的演化方法有：（1） 改變構(gòu)件的形狀及運(yùn)動(dòng)尺寸；（2） 改變運(yùn)動(dòng)副尺寸；（3） 取不同構(gòu)件為機(jī)架。2有關(guān)四桿機(jī)構(gòu)的一些基本知識（1）鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)曲柄存在條件鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件：1）最短桿和最長桿長度之和小于或等于其他兩桿長度之和；2）最短桿是連架桿或機(jī)架。 最短桿與最長桿的長度之和小于或等于其他兩桿長度之和，此條件稱為桿長條件。如果鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)滿足桿長條件，則有最短桿參與的轉(zhuǎn)動(dòng)副都是周轉(zhuǎn)副。那么，以與最短桿相鄰的構(gòu)件為機(jī)架，將獲得曲柄搖桿機(jī)構(gòu)；以最短桿為機(jī)架，將獲得雙曲柄機(jī)構(gòu)；以與最短桿相對的構(gòu)件為機(jī)架，將獲得雙搖桿機(jī)構(gòu)。如果鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)不滿足桿長條件，則該機(jī)構(gòu)中沒有周

5、轉(zhuǎn)副。故無論以哪個(gè)構(gòu)件為機(jī)架，均只能獲得雙搖桿機(jī)構(gòu)。應(yīng)用上述條件，若將偏置（或?qū)π模┣瑝K機(jī)構(gòu)和導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)中的移動(dòng)副視為轉(zhuǎn)動(dòng)中心位于垂直導(dǎo)路無窮遠(yuǎn)處的轉(zhuǎn)動(dòng)副，也可推導(dǎo)出曲柄滑塊機(jī)構(gòu)和導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的曲柄存在條件。（2）急回運(yùn)動(dòng)及行程速比系數(shù) 如圖2-1所示，當(dāng)連桿機(jī)構(gòu)（如曲柄搖桿機(jī)構(gòu)）的主動(dòng)件（曲柄）為等速回轉(zhuǎn)時(shí)，從動(dòng)件（搖桿）空回行程的平均速度大于從動(dòng)件（搖桿）工作行程的平均速度，這種運(yùn)動(dòng)性質(zhì)稱為急回運(yùn)動(dòng)。為了衡量搖桿急回作用的程度，通常把從動(dòng)件往復(fù)擺動(dòng)平均速度的比值稱為行程速比系數(shù)，其急回運(yùn)動(dòng)的程度用行程速比系數(shù)K來衡量，即 = （2-1）故極位夾角為: （2-2）圖 2-1行程速比系數(shù)K隨極位

6、夾角增大而增大，值愈大，急回運(yùn)動(dòng)特性愈明顯。（3）四桿機(jī)構(gòu)的壓力角、傳動(dòng)角及死點(diǎn) 如圖2-2所示，主動(dòng)件曲柄通過連桿作用于從動(dòng)件上的力P的作用線與其作用點(diǎn)速度方向所夾的銳角，稱為機(jī)構(gòu)在此位置的壓力角。而把壓力角的余角（即連桿與從動(dòng)件搖桿所夾的銳角）稱為機(jī)構(gòu)在此位置的傳動(dòng)角。傳動(dòng)角常用來衡量機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)性能。機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角愈大，壓力角愈小，力P的有效分力就愈大，機(jī)構(gòu)的效率就愈高。所以為了保證所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)具有良好的傳動(dòng)性能，通常應(yīng)使最小傳動(dòng)角，在傳遞力矩較大的情況下，應(yīng)使。在具體設(shè)計(jì)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)時(shí)，一定要校驗(yàn)最小傳動(dòng)角是否滿足要求。當(dāng)連桿和搖桿的夾角為銳角時(shí)，；若為鈍角時(shí)，。角是隨曲柄轉(zhuǎn)角的變化而改變

7、的。當(dāng)機(jī)構(gòu)在任意位置時(shí)： （2-3）角是隨各桿長和原動(dòng)件轉(zhuǎn)角變化而變化的。由于（銳角），或（為鈍角），所以在曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)一周過程中（=0360°），只有為min或max時(shí)，才會出現(xiàn)最小傳動(dòng)角。此時(shí)正是和位置，所對應(yīng)的為min和max，從而得： （2-4）可能出現(xiàn)最小傳動(dòng)角的兩個(gè)位置 （2-5）比較和，找出其中較小的角度。圖 2-2機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置就是指從動(dòng)件的傳動(dòng)角時(shí)機(jī)構(gòu)所處的位置。對于傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，在死點(diǎn)位置時(shí)，驅(qū)動(dòng)從動(dòng)件的有效回轉(zhuǎn)力矩為零，可見機(jī)構(gòu)出現(xiàn)死點(diǎn)對于傳動(dòng)是很不利的。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，應(yīng)該采取措施使其能順利地通過死點(diǎn)位置。3平面連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析（1）速度瞬心法在理論力學(xué)中已給出作平面

8、運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)剛體的速度瞬心的概念，若把剛體視為構(gòu)件就可以得到機(jī)械原理中瞬心的定義：相對作平面運(yùn)動(dòng)的兩構(gòu)件上瞬時(shí)相對速度等于零的點(diǎn)或者說絕對速度相等的點(diǎn)（即等速重合點(diǎn)）稱為速度瞬心。又把絕對速度為零的瞬心稱為絕對瞬心，不等于零的稱為相對瞬心，并將用符號表示構(gòu)件與構(gòu)件的瞬心。機(jī)構(gòu)中速度瞬心的數(shù)目可以用下面公式計(jì)算： （2-6） 上式中：K機(jī)構(gòu)中瞬心數(shù)； m機(jī)構(gòu)中構(gòu)件（含機(jī)架）數(shù)。 機(jī)構(gòu)中瞬心位置的確定：當(dāng)兩構(gòu)件直接相聯(lián)構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副其轉(zhuǎn)動(dòng)中心即為該兩構(gòu)件瞬心P12；當(dāng)兩構(gòu)件構(gòu)成移動(dòng)副時(shí)，構(gòu)件1相對于構(gòu)件2的速度均平行于移動(dòng)副導(dǎo)路，故瞬心P12必在垂直導(dǎo)路方向上的無窮遠(yuǎn)處；兩構(gòu)件以平面高副相聯(lián)接時(shí)，當(dāng)兩構(gòu)

9、件作純滾動(dòng)，接觸點(diǎn)相對速度為零，該接觸點(diǎn)即為瞬心P12；若當(dāng)兩構(gòu)件在接觸的高副處既作相對滑動(dòng)又作滾動(dòng)，由于相對速度存在，其方向沿切線方向，則瞬心P12必位于過接觸點(diǎn)的公法線（切線的垂線）上，具體在法線上那一點(diǎn)，尚需根據(jù)其他條件再作具體分析確定。不直接構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副的兩構(gòu)件瞬心的位置確定方法三心定理。所謂三心定理就是：三個(gè)作平面運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件的三個(gè)瞬心必在同一條直線上。（2）相對運(yùn)動(dòng)圖解法 1）同一構(gòu)件上兩點(diǎn)間的速度和加速度關(guān)系。 2）兩構(gòu)件上的重合點(diǎn)間仙速度和加速度關(guān)系。 首先搞清屬于哪一類問題，逐步列出相應(yīng)的速度、加速度矢量方程式，標(biāo)出各矢量的大小和方向。當(dāng)一矢量方程式中有兩個(gè)未知量時(shí)即可用作圖法求

10、解。 3）比例尺 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析的圖解法包括作機(jī)構(gòu)位置圖、速度及加速度矢量多邊形，因此用到以下比例尺： 長度比例尺 速度比例尺 加速度比例尺 其含義是將一個(gè)物理量（長度、速度、加速度）用一定長度的線段在圖上表示出來，不同于機(jī)械制圖時(shí)所用的比例尺。 4）速度影像、加速度影像 當(dāng)已知同一構(gòu)件上兩點(diǎn)的速度和加速度時(shí)，可利用“速度影像”和“加速度影像”很方便地求得該構(gòu)件上其他任一點(diǎn)的速度和加速度。利用影像法求解時(shí)須注意以下兩點(diǎn)：第一，每一個(gè)構(gòu)件都與其速度圖、加速度圖存在影像關(guān)系，但整個(gè)機(jī)構(gòu)與速度圖和加速度圖卻無影像關(guān)系，即不同構(gòu)件上的點(diǎn)之間不存在影像關(guān)系。第二，同一構(gòu)件上速度圖及加速度圖上各點(diǎn)的角標(biāo)字母

11、的順序必須與構(gòu)件上對應(yīng)點(diǎn)的角標(biāo)字母的順序一致。 5）綜合法對復(fù)雜機(jī)構(gòu)級機(jī)構(gòu)進(jìn)行速度分析時(shí)，運(yùn)用相對運(yùn)動(dòng)圖解法由于未知數(shù)多于3個(gè)而無法求解，所以往往需要先利用速度瞬心法確定出某速度的方向，再用相對運(yùn)動(dòng)圖解法求解。這是一種綜合運(yùn)用瞬心法和相對運(yùn)動(dòng)圖解法的解題方法。（3）解析法用解析法對機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析的關(guān)鍵是建立機(jī)構(gòu)的位置方程式。建立機(jī)構(gòu)位置方程式常用的方法有；矢量分析法、復(fù)數(shù)矢量法、矩陣法等。位置方程列出后，將其對時(shí)間求導(dǎo)一次、二次，即可求得機(jī)構(gòu)的速度方程式和加速度方程式。方程的求解可歸結(jié)為線性方程組和非線性方程組的求解，在計(jì)算機(jī)上很容易實(shí)現(xiàn)。桿組法的理論依據(jù)為機(jī)構(gòu)組成原理。其基本思路是將一個(gè)復(fù)

12、雜的機(jī)構(gòu)按照機(jī)構(gòu)組成原理分解為一系列比較簡單的單桿構(gòu)件和基本桿組。在用計(jì)算機(jī)對機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析時(shí)，就可以根據(jù)機(jī)構(gòu)組成情況的不同，直接調(diào)用已編好的單桿構(gòu)件和常見桿組運(yùn)動(dòng)分析的子程序，從而使主程序的編寫大為簡化。至于單桿構(gòu)件和常見桿組運(yùn)動(dòng)分析的子程序已有比較完善、成熟的軟件，無需使用者自己編寫，讀者可根據(jù)具體情況調(diào)用即可。在用桿組法對機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析時(shí)，位置分析是關(guān)鍵，在位置分析的基礎(chǔ)上分別對時(shí)間求一階、二階導(dǎo)數(shù)就可得到速度和加速度分析的結(jié)果。在調(diào)用各桿組運(yùn)動(dòng)分析的子程序時(shí)，需特別注意：首先要根據(jù)機(jī)構(gòu)的初始位置判斷該杯組的裝配形式，然后分析位置模式系數(shù)，給位置模式系數(shù)M賦值（十1或一l）。具體分析方法

13、參見文獻(xiàn)1的相應(yīng)章節(jié)。4平面連桿機(jī)構(gòu)的力分析和機(jī)械效率（1） 作用在機(jī)械上的力驅(qū)動(dòng)力：凡是驅(qū)使機(jī)械運(yùn)動(dòng)的力，統(tǒng)稱為驅(qū)動(dòng)力。該力與其作用點(diǎn)的速度方向相同或夾角為銳角，常稱驅(qū)動(dòng)力為輸入力，所作的功（正值）為輸入功。阻力：凡是阻礙機(jī)械運(yùn)動(dòng)的力，統(tǒng)稱為阻力。該力與其作用點(diǎn)速度方向相反或成鈍角，所做的功為負(fù)值。阻力又可分為有益阻力和有害阻力。所謂有益阻力是為了完成有益工作而必須克服的生產(chǎn)阻力，還可以稱為有效阻力。所謂有害阻力是指機(jī)械在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中所受到的非生產(chǎn)性無用阻力。應(yīng)該說明的是摩擦力和重力，既可作為做正功的驅(qū)動(dòng)力，有時(shí)又可作為做負(fù)功的阻力。（2） 機(jī)械中的摩擦和總反力1） 移動(dòng)副的摩擦和總反力 圖2

14、-3 圖2-4如圖2-3所示，移動(dòng)副中摩擦力的大小為： 當(dāng)外載荷一定時(shí)，移動(dòng)副中摩擦力可簡化為：式中為當(dāng)量摩擦系數(shù)。常見移動(dòng)副的接觸形式及當(dāng)量摩擦系數(shù)分別為：(a) 平面接觸：(b) 槽面接觸：（為半槽形角）(c) 圓柱面接觸：（的大小取決于兩元素的接觸情況） 如圖2-1所示，總反力與正壓力之間的夾角稱為摩擦角。 或 總反力的作用線方向可根據(jù)以下兩點(diǎn)確定：(a) 與接觸面公法線偏斜一摩擦角或；(b) 與接觸面公法線偏斜方向與構(gòu)件1相對于構(gòu)件2的速度方向相反。2） 轉(zhuǎn)動(dòng)副的摩擦和總反力 如圖2-4所示，軸成2對軸頸1的總摩擦力，其對軸頸產(chǎn)生的摩擦力矩為：式中為當(dāng)量摩擦系數(shù)，=（1），為軸半徑。若

15、以軸頸中心O為圓心，以為半徑作圓，則稱該圓為摩擦圓，稱為摩擦圓半徑。轉(zhuǎn)動(dòng)副中總反力的作用線方向可根據(jù)以下三點(diǎn)確定：(a) 在不考慮摩擦的情況下，由力的平衡條件初步確定總反力的方向；(c) 總反力總是切于摩擦圓;(c) 總反力對軸頸中心之矩方向必與軸頸1相對軸承2的轉(zhuǎn)動(dòng)速度方向相反。（3） 機(jī)械的效率和自鎖輸出功和輸入功的比值，反映了輸入功在機(jī)械中的有效利用程度，稱為機(jī)械效率，通常以表示，機(jī)械效率有以下三種表達(dá)形式：1） 功形式 2）功率形式 3）力或力矩形式 有些機(jī)械，就其結(jié)構(gòu)情況分析是可以運(yùn)動(dòng)的，但由于摩擦的存在，卻會出現(xiàn)無論驅(qū)動(dòng)力如何增大，也無法使其運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為機(jī)械的自鎖。機(jī)械

16、自鎖的實(shí)質(zhì)是作用力在構(gòu)件上的驅(qū)動(dòng)力的有效分力總是小子由其所引起的同方向上的最大摩擦力。 機(jī)械自鎖條件的判定，可根據(jù)具體情況，視方便選擇以下方法:1） 根據(jù)機(jī)構(gòu)中運(yùn)動(dòng)副的自鎖條件來確定。對于單自由度的機(jī)構(gòu)，當(dāng)機(jī)構(gòu)中某一運(yùn)動(dòng)副發(fā)生自鎖，那么該機(jī)構(gòu)也必發(fā)生自鎖。運(yùn)動(dòng)副的自鎖條件為：(a) 移動(dòng)副的自鎖條件為驅(qū)動(dòng)力作用于摩擦角之內(nèi)，即，其中為傳動(dòng)角；(b) 轉(zhuǎn)動(dòng)副的自鎖條件為驅(qū)動(dòng)力作用于摩擦圓之內(nèi)，即其中為驅(qū)動(dòng)力臂長；(c) 螺旋副的自鎖條件為螺紋升角小于或等于螺旋副的摩擦角或當(dāng)量摩擦角，即。2）根據(jù)機(jī)械效率小于或等于零來確定機(jī)械是否自鎖。即機(jī)械的自鎖條件是：0。 根據(jù)自鎖的實(shí)質(zhì)來確定，即根據(jù)作用在構(gòu)

17、件上的驅(qū)動(dòng)力的有效分力總是小于或等于由其所引起的同方向上的最大摩擦力來確定。（4）機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)靜力分析研究機(jī)構(gòu)力分析有以下兩個(gè)目的：一是確定機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)副中的約束反力。二是為保證原動(dòng)件按給定運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)時(shí)需加在機(jī)械上的平衡力（或平衡力矩）。對于低速輕型的機(jī)械，慣性力影響不大，可在不計(jì)慣性力的條件下對機(jī)械進(jìn)行力分析，稱之為靜力分析。但對高速及重型機(jī)械，慣性力的影響很大，不允許忽略。力分析時(shí)，可根據(jù)理論力學(xué)中的達(dá)朗貝爾原理將各構(gòu)件在運(yùn)動(dòng)過程中所產(chǎn)生的慣性力（或力矩）視為一般外力（或力矩）加于產(chǎn)生慣性力的各構(gòu)件上，然后仍按靜力分析方法對機(jī)構(gòu)進(jìn)行力分析計(jì)算，這種力分析方法稱之為動(dòng)態(tài)靜力分析法。機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)靜力分析

18、可按以下步驟進(jìn)行：1）已知機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)及各構(gòu)件的尺寸、質(zhì)量、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量以及質(zhì)心的位置。若設(shè)計(jì)新的機(jī)械，也要首先估算出以上參數(shù)。2）根據(jù)運(yùn)動(dòng)分析求得運(yùn)動(dòng)副和質(zhì)心等點(diǎn)的位置、速度和加速度以及各構(gòu)件的角速度和角加速度。3）計(jì)算出各構(gòu)件的慣性力和運(yùn)動(dòng)副約束反力。若計(jì)摩擦?xí)r，還應(yīng)分析計(jì)算出各運(yùn)動(dòng)副中考慮摩擦?xí)r的約束反力。4）根據(jù)機(jī)構(gòu)或構(gòu)件的力系平衡原理，在已知以上各種力的基礎(chǔ)上，可求出機(jī)構(gòu)所需的平衡力（或力矩）。平衡力（或力矩）若作用在原動(dòng)件上就是驅(qū)動(dòng)力（或驅(qū)動(dòng)力矩），若作用在從動(dòng)件上就是阻力（或阻力矩）。機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)靜力分析的方法有圖解法和解析法。解析法又分為矢量方程法、矩陣法和桿組法等。這些方法可在現(xiàn)已出版的

19、機(jī)械原理教材中查閱。5平面連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)（1） 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本問題 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本問題是根據(jù)所要求的運(yùn)動(dòng)條件和幾何條件確定機(jī)構(gòu)的型式和各構(gòu)件的尺寸參數(shù)。一般可歸納為以下三類：1）實(shí)現(xiàn)預(yù)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律要求。2）實(shí)現(xiàn)預(yù)定的連桿位置要求。3）實(shí)現(xiàn)預(yù)定的軌跡要求。設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)的方法有。圖解法、解析法和實(shí)驗(yàn)法。（2）用圖解法設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)兩個(gè)基本求解問題 用圖解法設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)是根據(jù)設(shè)計(jì)要求，通過作圖確定未知鉸鏈位置來求各桿長度，而鉸鏈的位置是根據(jù)四桿機(jī)構(gòu)各鉸鏈之間相對運(yùn)動(dòng)的幾何關(guān)系來確定的。在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)ABCD中，設(shè)B，C為兩個(gè)活動(dòng)鉸鏈中心，A，D為兩固定鏈中心。 四桿機(jī)構(gòu)四個(gè)鉸鏈位置的確定可歸結(jié)

20、為以下兩類問題：(a) 求固定鉸鏈中心位置：作活動(dòng)鉸鏈中心各位置點(diǎn)連線的中垂線，其交點(diǎn)即為固定鉸鏈中心。(b) 求活動(dòng)鉸鏈中心的位置：根據(jù)相對運(yùn)動(dòng)原理，把某一運(yùn)動(dòng)構(gòu)件作為轉(zhuǎn)化機(jī)架，而與其對應(yīng)的另一構(gòu)件（包含有固定鉸鏈）即變?yōu)檫B桿，從而可得原固定鉸鏈的幾個(gè)對應(yīng)位置，其圓心即為該位置處所求的活動(dòng)鉸鏈中心。這種方法稱為反轉(zhuǎn)法或機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化法。 2）按預(yù)定連桿位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)（a）已知連桿BC的預(yù)定位置BiCi（i=1,2,N），要求設(shè)計(jì)該四桿機(jī)構(gòu)。若N=2，有無窮多解；若N=3，則有惟一解；若N=4，一般無解，但可以在連桿上找到一些點(diǎn)，這些點(diǎn)的4個(gè)點(diǎn)位在同一圓上（這樣的點(diǎn)稱為圓點(diǎn)），圓點(diǎn)可作為活動(dòng)鉸鏈中

21、心，其圓心（稱為圓心點(diǎn)）即為固定鉸鏈中心。至于N=5，實(shí)際應(yīng)用較少，不再討論。(b) 已知連桿標(biāo)線EF的預(yù)定位置EiFi（i1,2,3）和固定鉸鏈中心A,D，要求設(shè)計(jì)此四桿機(jī)構(gòu)。此時(shí)，可采用機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化法，即把原連桿EF某一位置作為機(jī)架，原機(jī)架AD作為相對連桿來進(jìn)行求解。3) 按兩連架桿對應(yīng)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu) 若已知四桿機(jī)構(gòu)的機(jī)架長度d，要求當(dāng)主動(dòng)連架桿AB轉(zhuǎn)過角度（i=1，2， N），從動(dòng)連架桿CD相應(yīng)轉(zhuǎn)過（i=1，2,，N），設(shè)計(jì)此四桿機(jī)構(gòu)。此時(shí)可采用反轉(zhuǎn)法，選其中一個(gè)連架桿的某一位置為轉(zhuǎn)化機(jī)架，另一連架桿變?yōu)橄鄬B桿，即可用上述按預(yù)定連桿位置的方法設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)。4）按行程速優(yōu)系數(shù)設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu) 已知曲柄搖