機械設(shè)計基礎(chǔ)第一章PPT

1、2-1 平面機構(gòu)的運動簡圖和自由度2-2 平面四桿機構(gòu)的基本類型2-3 平面四桿機構(gòu)的特點及設(shè)計基本要求基本要求: :v掌握基本概念掌握基本概念v熟練掌握機構(gòu)運動簡圖的繪制熟練掌握機構(gòu)運動簡圖的繪制v熟練掌握機構(gòu)自由度的計算方法熟練掌握機構(gòu)自由度的計算方法v掌握平面連桿機構(gòu)的類型、特點、演化方法掌握平面連桿機構(gòu)的類型、特點、演化方法v掌握平面四桿機構(gòu)的工作特性掌握平面四桿機構(gòu)的工作特性機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)一、構(gòu)件二、運動副三、機構(gòu)四、平面機構(gòu)的運動簡圖五、平面機構(gòu)的自由度機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)一、構(gòu)件一、構(gòu)件構(gòu)件：構(gòu)件：獨立影響機構(gòu)功能并能獨立運獨立影響機構(gòu)功能并能獨立運動的單元體動

2、的單元體（實物、剛體、運動的整體實物、剛體、運動的整體）機架機架、原動構(gòu)件、從動構(gòu)件原動構(gòu)件、從動構(gòu)件零件：零件：單獨加工的制造單元體單獨加工的制造單元體通用零件、專用零件通用零件、專用零件v構(gòu)件可以由一個零件組成構(gòu)件可以由一個零件組成v也可以由幾個零件組成也可以由幾個零件組成原動件原動件1234從動件從動件機架機架機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)與動力與動力源組合源組合機器的組成機器的組成( (從運動觀點看從運動觀點看) )由構(gòu)件組成由構(gòu)件組成( (從制造觀點看從制造觀點看) )由零件組成由零件組成機械機械機器機器機構(gòu)機構(gòu)構(gòu)件構(gòu)件零件零件通用零件通用零件專用零件專用零件原動構(gòu)件原動構(gòu)件從動構(gòu)件從動

3、構(gòu)件機機 架架零件零件構(gòu)件構(gòu)件機構(gòu)機構(gòu)機器機器靜聯(lián)接靜聯(lián)接動聯(lián)接動聯(lián)接(運動副運動副)機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)xyov運動副運動副: : 兩構(gòu)件直接接觸而形成的可動聯(lián)接兩構(gòu)件直接接觸而形成的可動聯(lián)接v運動副元素：運動副元素：構(gòu)成運動副時直接接觸的點、線、面部分構(gòu)成運動副時直接接觸的點、線、面部分v接觸形式接觸形式: : 點、線、面點、線、面機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)v按接觸形式分類v按相對運動分類機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)按接觸形式分類：按接觸形式分類：v接觸形式接觸形式: 點、線、面點、線、面v低副低副：面接觸：面接觸v高副高副：點、線接觸：點、線接觸平面低副平面低副空間低副空間低副xyo

4、高副高副高副高副空間低副空間低副平面低副平面低副平面低副平面低副機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)按相對運動分類：按相對運動分類：v運動副的性質(zhì)（即運動副引入的約束）確定了兩構(gòu)件的相運動副的性質(zhì)（即運動副引入的約束）確定了兩構(gòu)件的相對運動對運動v按相對運動分類：按相對運動分類：轉(zhuǎn)動副：相對轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動副：相對轉(zhuǎn)動 回轉(zhuǎn)副、鉸鏈回轉(zhuǎn)副、鉸鏈移動副：相對移動移動副：相對移動 螺旋副：螺旋運動螺旋副：螺旋運動 球面副：球面運動球面副：球面運動 機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)運動副類型小結(jié)運動副類型小結(jié)v平面低副平面低副: 轉(zhuǎn)動副、移動副轉(zhuǎn)動副、移動副 （面接觸面接觸）v平面高副平面高副: 齒輪副、凸輪副齒輪副、凸輪

5、副 （點、線接觸點、線接觸）v空間低副空間低副: 螺旋副、球面副、圓柱副螺旋副、球面副、圓柱副 （面接觸面接觸）v空間高副空間高副: 球和圓柱與平面、球與圓柱副球和圓柱與平面、球與圓柱副 (點、線接觸點、線接觸)v運動副特性運動副特性: :運動副一經(jīng)形成運動副一經(jīng)形成, , 組成它的兩個構(gòu)件間的可組成它的兩個構(gòu)件間的可能的相對運動就確定。而且能的相對運動就確定。而且這種可能的相對運動這種可能的相對運動, , 只與運只與運動副類型有關(guān)動副類型有關(guān), , 而與運動副的具體結(jié)構(gòu)無關(guān)。而與運動副的具體結(jié)構(gòu)無關(guān)。v工程上常用一些規(guī)定的符號代表運動副工程上常用一些規(guī)定的符號代表運動副機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿

6、機構(gòu)平面副平面副低副低副：轉(zhuǎn)動副、移動副：轉(zhuǎn)動副、移動副( (面接觸面接觸) )高副高副：齒輪副、凸輪副：齒輪副、凸輪副( (點、點、線接觸線接觸) )xyoxyottnnnt機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)空間副空間副高副高副：點、線接觸：點、線接觸球面副球面副螺旋副螺旋副了解了解機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)v機構(gòu)是由構(gòu)件通過運動副連接而成的機構(gòu)是由構(gòu)件通過運動副連接而成的v原動件：原動件：按給定運動規(guī)律獨立運動的構(gòu)件按給定運動規(guī)律獨立運動的構(gòu)件v從動件：從動件：其余的活動構(gòu)件其余的活動構(gòu)件v機機 架：架：固定不動的構(gòu)件固定不動的構(gòu)件原動件原動件1234從動件從動件機架機架閉鏈閉鏈開鏈開鏈機構(gòu)機構(gòu)機

7、械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)1 概述2 構(gòu)件的表示方法3 運動副的表示方法4 運動簡圖的繪制方法5 例題機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)1 概述概述v機構(gòu)各部分的運動，取決于：機構(gòu)各部分的運動，取決于：原動件的運動規(guī)律、各運動副的類型、機構(gòu)的運動尺寸原動件的運動規(guī)律、各運動副的類型、機構(gòu)的運動尺寸(確定各運動副相對位置的尺寸確定各運動副相對位置的尺寸)v機構(gòu)運動簡圖機構(gòu)運動簡圖:（表示機構(gòu)（表示機構(gòu)運動特征運動特征的一種工程用圖）的一種工程用圖）用簡單線條表示構(gòu)件用簡單線條表示構(gòu)件規(guī)定符號代表運動副規(guī)定符號代表運動副按比例定出運動副的相對位置按比例定出運動副的相對位置與原機械具有完全相同的運動特性與原機

8、械具有完全相同的運動特性v比較：比較：機構(gòu)示意圖：機構(gòu)示意圖：沒嚴格按照比例繪制的機構(gòu)運動簡圖沒嚴格按照比例繪制的機構(gòu)運動簡圖v用途：用途：分析現(xiàn)有機械，構(gòu)思設(shè)計新機械分析現(xiàn)有機械，構(gòu)思設(shè)計新機械機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)2 構(gòu)件的表示方法構(gòu)件的表示方法v桿、軸類構(gòu)件桿、軸類構(gòu)件v機架機架v同一構(gòu)件同一構(gòu)件v兩副構(gòu)件兩副構(gòu)件v三副構(gòu)件三副構(gòu)件機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)3 運動副的表示方法運動副的表示方法v轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)動副v移動副移動副v高副高副（齒輪副、（齒輪副、凸輪副）凸輪副）機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)3 運動副的表示方法運動副的表示方法機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)4 運動簡圖的繪制方法運動簡圖的

9、繪制方法v步驟：步驟：分析機構(gòu)運動路線，定出其原動部分、工作部分、弄分析機構(gòu)運動路線，定出其原動部分、工作部分、弄清傳動部分。清傳動部分。合理選擇投影面及原動件適當(dāng)?shù)乃矔r位置合理選擇投影面及原動件適當(dāng)?shù)乃矔r位置選擇適當(dāng)?shù)谋壤哌x擇適當(dāng)?shù)谋壤?實際長度實際長度m/圖示長度圖示長度mm定出各運動副相對位置，用規(guī)定的符號和線條繪制出定出各運動副相對位置，用規(guī)定的符號和線條繪制出簡圖，原動件上標上箭頭簡圖，原動件上標上箭頭檢驗檢驗機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)4 運動簡圖的繪制方法運動簡圖的繪制方法v繪制路線：繪制路線：原動件原動件中間傳動件中間傳動件 輸出構(gòu)件輸出構(gòu)件v觀察重點：觀察重點：各構(gòu)件間構(gòu)成

10、的運動副類型各構(gòu)件間構(gòu)成的運動副類型v良好習(xí)慣：良好習(xí)慣：各種運動副和構(gòu)件用規(guī)定符號表達各種運動副和構(gòu)件用規(guī)定符號表達v誤誤 區(qū)：區(qū)：構(gòu)件外形構(gòu)件外形機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)ABCEFDG例題例題1：破碎機破碎機機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)例題例題2：內(nèi)燃機內(nèi)燃機機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)例題例題2：內(nèi)燃機內(nèi)燃機機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)1 12 23 34 4ABC141223A14B12C2343 32 24 41 14例題例題3：機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)例題例題4：抽油泵抽油泵機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)例題例題4：抽油泵抽油泵機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)例題例題5：插齒機插齒機機械設(shè)計基

11、礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)例題例題5：插齒機插齒機機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)1 平面機構(gòu)自由度的計算平面機構(gòu)自由度的計算2 機構(gòu)具有確定運動的條件機構(gòu)具有確定運動的條件3 幾種特殊結(jié)構(gòu)的處理幾種特殊結(jié)構(gòu)的處理復(fù)合鉸鏈復(fù)合鉸鏈局部自由度局部自由度虛約束虛約束4 小結(jié)小結(jié)機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)1 平面機構(gòu)自由度的計算平面機構(gòu)自由度的計算(1) 平面運動構(gòu)件的自由度平面運動構(gòu)件的自由度(構(gòu)件可能出現(xiàn)的獨立運動構(gòu)件可能出現(xiàn)的獨立運動)(2) 平面運動副引入的約束平面運動副引入的約束R(對獨立的運動所加的限制對獨立的運動所加的限制)xy21 與其它構(gòu)件未連之前：與其它構(gòu)件未連之前：3 用運動副與其它構(gòu)件連接后

12、用運動副與其它構(gòu)件連接后, 運運動副引入約束動副引入約束, 原自由度減少原自由度減少xyoxyoR=2R=2R=1結(jié)論：結(jié)論：平面低副引入平面低副引入2個約束個約束平面高副引入平面高副引入1個約束個約束機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)(3) 平面機構(gòu)自由度計算公式平面機構(gòu)自由度計算公式如果：活動構(gòu)件數(shù)：如果：活動構(gòu)件數(shù)：n 低副數(shù)：低副數(shù)： pl 高副數(shù)：高副數(shù)： phxy21未連接前總自由度：未連接前總自由度： 3n連接后引入的總約束數(shù)：連接后引入的總約束數(shù)：2pl+phF=3n - ( 2pl + ph )v機構(gòu)自由度機構(gòu)自由度F：F=3n - 2pl - ph機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)機構(gòu)自由

13、度舉例：機構(gòu)自由度舉例：1234F =3n2plph = 3 2 340= 112345F =3n2plph = 3 2 450= 2F =3n2plph = 3 2 221= 1BCAF =3n2plph = 3 2 340 = 1F =3n2plph = 3 2 451 = 1機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)F =3n2plph = 3 42 50= 2 F =3n2plph = 3 32 50= -1 F =3n2plph = 3 22 30=0 2 機構(gòu)具有確定運動的條件機構(gòu)具有確定運動的條件F=0,剛性桁架，構(gòu)件之間無相對運動剛性桁架，構(gòu)件之間無相對運動原動件數(shù)小于原動件數(shù)小于F,各構(gòu)件無

14、確定的相對運動各構(gòu)件無確定的相對運動原動件數(shù)大于原動件數(shù)大于F,在機構(gòu)的薄弱處遭到破壞在機構(gòu)的薄弱處遭到破壞結(jié)論：結(jié)論：機構(gòu)具有確定運動的條件：機構(gòu)具有確定運動的條件：1 機構(gòu)自由度機構(gòu)自由度 0 2 原動件數(shù)原動件數(shù) 機構(gòu)自由度數(shù)機構(gòu)自由度數(shù)BCABCADEAEBCD機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)vm個構(gòu)件個構(gòu)件(m2)在同一處構(gòu)成轉(zhuǎn)動副在同一處構(gòu)成轉(zhuǎn)動副vm-1-1個低副個低副(1) 復(fù)合鉸鏈復(fù)合鉸鏈412356F F 3n3n2p2pl lp ph h 3 3 2 2 560 3F F 3n3n 2p2pl lp ph h 3 3 2 2 570 1412356錯錯對對計算在內(nèi)計算在內(nèi)523

15、2351m個構(gòu)件個構(gòu)件,m-1個鉸鏈個鉸鏈3 幾種特殊結(jié)構(gòu)的處理幾種特殊結(jié)構(gòu)的處理機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)F3n2plph 3 2 33 1 2F3n 2plph 3 2 221 1錯錯對對排除排除(2) 局部自由度局部自由度v定義：定義：機構(gòu)中某些構(gòu)件所具有的獨立的局部運動機構(gòu)中某些構(gòu)件所具有的獨立的局部運動, , 不影響機不影響機構(gòu)輸出運動的自由度構(gòu)輸出運動的自由度v局部自由度經(jīng)常發(fā)生的場合：局部自由度經(jīng)常發(fā)生的場合：滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦?xí)r添加滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦?xí)r添加的滾子、軸承中的滾珠的滾子、軸承中的滾珠v解決的方法：解決的方法：計算機構(gòu)自由度時，設(shè)想將滾子與安裝滾子的計算機構(gòu)自由度

16、時，設(shè)想將滾子與安裝滾子的構(gòu)件固結(jié)在一起，視作一個構(gòu)件構(gòu)件固結(jié)在一起，視作一個構(gòu)件動畫動畫機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)v不影響機構(gòu)運動傳遞的不影響機構(gòu)運動傳遞的重復(fù)約束重復(fù)約束v在特定幾何條件或結(jié)構(gòu)條件下，某些運動副所引入的約束在特定幾何條件或結(jié)構(gòu)條件下，某些運動副所引入的約束可能與其它運動副所起的限制作用一致，這種不起獨立限可能與其它運動副所起的限制作用一致，這種不起獨立限制作用的運動副叫制作用的運動副叫虛約束虛約束v虛約束虛約束經(jīng)常發(fā)生的場合經(jīng)常發(fā)生的場合v處理方法：處理方法：計算自由度時，將虛約束（或虛約束構(gòu)件及其計算自由度時，將虛約束（或虛約束構(gòu)件及其所帶入的運動副）去掉所帶入的運動副）

17、去掉v結(jié)論結(jié)論F F3n3n2P2PL LP PH H 3 3 2 2 123F F3n3n2P2PL LP PH H 3 3 2 2 23 1- -1錯錯22 11對對排除排除之一為之一為虛約束虛約束(3) 虛約束虛約束機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)1.機構(gòu)中連接構(gòu)件與被連接構(gòu)件的軌跡重合機構(gòu)中連接構(gòu)件與被連接構(gòu)件的軌跡重合v在該機構(gòu)中，構(gòu)件在該機構(gòu)中，構(gòu)件2 2上的上的C C點點C C2 2與構(gòu)與構(gòu)件件3 3上的上的C C點點C C3 3軌跡重合，為虛約束軌跡重合，為虛約束v計算時應(yīng)將構(gòu)件計算時應(yīng)將構(gòu)件3 3及其引入的約束去及其引入的約束去掉來計算掉來計算v同理，也可將構(gòu)件同理，也可將構(gòu)件4

18、4當(dāng)作虛約束，將當(dāng)作虛約束，將構(gòu)件構(gòu)件4 4及其引入的約束去掉來計算，及其引入的約束去掉來計算，效果完全一樣效果完全一樣BAC(C2,C3)D1234F F3n3n2P2PL LP PH H 3 3 2 2 34 01動畫動畫虛約束經(jīng)常發(fā)生的場合虛約束經(jīng)常發(fā)生的場合機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)2.當(dāng)兩構(gòu)件組成多個移動副，且導(dǎo)路互相平行當(dāng)兩構(gòu)件組成多個移動副，且導(dǎo)路互相平行或重合時，則只有一個移動副起約束作用，其或重合時，則只有一個移動副起約束作用，其余都是虛約束。余都是虛約束。123機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)3.當(dāng)兩構(gòu)件構(gòu)成多個轉(zhuǎn)動副，且軸線互相重合當(dāng)兩構(gòu)件構(gòu)成多個轉(zhuǎn)動副，且軸線互相重合時，則只

19、有一個轉(zhuǎn)動副起作用，其余的轉(zhuǎn)動副時，則只有一個轉(zhuǎn)動副起作用，其余的轉(zhuǎn)動副都是虛約束。都是虛約束。機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)4.機構(gòu)運動過程中某兩構(gòu)件上兩點之間的距離機構(gòu)運動過程中某兩構(gòu)件上兩點之間的距離始終保持不變，則將兩點以構(gòu)件連接，將會引始終保持不變，則將兩點以構(gòu)件連接，將會引入一個虛約束。入一個虛約束。v在這兩個例子中，加與不加紅色構(gòu)件在這兩個例子中，加與不加紅色構(gòu)件ABAB效果完全一樣，效果完全一樣，為虛約束為虛約束v計算時應(yīng)將構(gòu)件計算時應(yīng)將構(gòu)件ABAB及其引入的約束去掉來計算及其引入的約束去掉來計算412351234F F3n3n2P2PL LP PH H 3 3 2 2 34 0F

20、 F3n3n2P2PL LP PH H 3 3 2 2 46 0 0BA錯錯對對 1F F3n3n2P2PL LP PH H 3 3 2 2 34 01機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)5.機構(gòu)中的運動器重復(fù)限制作用的對稱部分引機構(gòu)中的運動器重復(fù)限制作用的對稱部分引入虛約束。入虛約束。v在該機構(gòu)中，齒輪在該機構(gòu)中，齒輪2 2和和2 2是齒輪是齒輪2 2的對稱部分，為虛約束的對稱部分，為虛約束v計算時應(yīng)將齒輪及其引入的約束去掉來計算計算時應(yīng)將齒輪及其引入的約束去掉來計算v同理，將齒輪當(dāng)作虛約束去掉，完全一樣同理，將齒輪當(dāng)作虛約束去掉，完全一樣v目的：目的：為了改善構(gòu)件的受力情況為了改善構(gòu)件的受力情況機械

21、設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)6.如果兩構(gòu)件在多處接觸而構(gòu)成平面高副，且如果兩構(gòu)件在多處接觸而構(gòu)成平面高副，且各接觸點處的公法線彼此重合，則只能算一個各接觸點處的公法線彼此重合，則只能算一個平面高副，其余為虛約束。平面高副，其余為虛約束。123F F3n3n2P2PL LP PH H 3 3 2 2 22 11虛約束虛約束結(jié)論結(jié)論v機構(gòu)中的虛約束都是在一定的幾何條件下出機構(gòu)中的虛約束都是在一定的幾何條件下出現(xiàn)的，如果這些幾何條件不滿足，則虛約束現(xiàn)的，如果這些幾何條件不滿足，則虛約束將變成有效約束，而使機構(gòu)不能運動將變成有效約束，而使機構(gòu)不能運動v采用虛約束是為了采用虛約束是為了: :改善構(gòu)件的受力情況

22、；傳遞較大功率；改善構(gòu)件的受力情況；傳遞較大功率；或滿足某種特殊需要或滿足某種特殊需要v在設(shè)計機械時，若為了某種需要而必須使用虛約束時，則在設(shè)計機械時，若為了某種需要而必須使用虛約束時，則必須嚴格保證設(shè)計、加工、裝配的精度，以滿足虛約束所必須嚴格保證設(shè)計、加工、裝配的精度，以滿足虛約束所需要的幾何條件需要的幾何條件123機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)4 自由度計算小結(jié)自由度計算小結(jié)F3n2plph機構(gòu)自由度機構(gòu)自由度3活動構(gòu)件數(shù)活動構(gòu)件數(shù)(2低副數(shù)低副數(shù)+1高副數(shù)高副數(shù))1、復(fù)合鉸鏈、復(fù)合鉸鏈計算在內(nèi)計算在內(nèi)2、局部自由度、局部自由度排除排除3、虛約束、虛約束-重復(fù)約束重復(fù)約束排除排除機械設(shè)計基礎(chǔ)

23、 平面連桿機構(gòu)一、鉸鏈四桿機構(gòu)1 基本型式2 鉸鏈四桿機構(gòu)劃分3 平面四桿機構(gòu)的工作特性4 機構(gòu)演化方式二、偏心輪機構(gòu)三、曲柄滑塊機構(gòu)四、導(dǎo)桿機構(gòu)機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)應(yīng)用實例：契貝謝夫步行機器人一、鉸鏈四桿機構(gòu)一、鉸鏈四桿機構(gòu)1 1 基本型式基本型式v平面連桿機構(gòu)的基本型式是平面連桿機構(gòu)的基本型式是鉸鏈四桿機構(gòu)鉸鏈四桿機構(gòu)v其余四桿機構(gòu)均是由鉸鏈四桿機構(gòu)演化而成的其余四桿機構(gòu)均是由鉸鏈四桿機構(gòu)演化而成的二桿二桿三桿三桿, 不可能不可能.鉸鏈四桿機構(gòu)鉸鏈四桿機構(gòu)機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)基本型式（續(xù)）基本型式（續(xù)）v結(jié)構(gòu)特點：結(jié)構(gòu)特點：四個運動副均為轉(zhuǎn)動副四個運動副均為轉(zhuǎn)動副v組成：組成：

24、v機架、連桿、連架桿機架、連桿、連架桿機架：機架：固定不動的構(gòu)件固定不動的構(gòu)件AD連架桿：連架桿：直接與機架相連的構(gòu)直接與機架相連的構(gòu)件件AB、CD連桿：連桿：不與機架相連的構(gòu)件不與機架相連的構(gòu)件BC曲柄：曲柄：能作整周轉(zhuǎn)動的連架桿能作整周轉(zhuǎn)動的連架桿搖桿：搖桿：不能作整周轉(zhuǎn)動的連架桿不能作整周轉(zhuǎn)動的連架桿1B2C31B2C34AD連桿連桿連架桿連架桿連架桿連架桿機架機架1234ABCD曲柄曲柄搖桿搖桿( (擺桿擺桿) )( (周轉(zhuǎn)副周轉(zhuǎn)副) )( (擺轉(zhuǎn)副擺轉(zhuǎn)副) )機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)2 鉸鏈四桿機構(gòu)劃分鉸鏈四桿機構(gòu)劃分按連架桿不同運動形式分：按連架桿不同運動形式分：(1) 曲柄搖桿

25、機構(gòu)曲柄搖桿機構(gòu)(2) 雙曲柄機構(gòu)雙曲柄機構(gòu)(3) 雙搖桿機構(gòu)雙搖桿機構(gòu)連桿連桿連架桿連架桿連架桿連架桿1234ABCD4AD23作機架曲柄搖桿機構(gòu)14AD23作機架雙搖桿機構(gòu)4AD1231作機架雙曲柄機構(gòu)曲柄搖桿機構(gòu)4AD123機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)(1) 曲柄搖桿機構(gòu)曲柄搖桿機構(gòu)v結(jié)構(gòu)特點：結(jié)構(gòu)特點：連架桿連架桿1為曲柄，為曲柄，3為搖桿為搖桿v運動變換：運動變換：轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動搖動搖動v舉例：舉例：攪拌器機構(gòu)攪拌器機構(gòu)、雷達天線機構(gòu)雷達天線機構(gòu)、家用縫紉機、家用縫紉機1234特性：特性：v急回特征急回特征v死點死點機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)(2) 雙曲柄機構(gòu)雙曲柄機構(gòu)v結(jié)構(gòu)特點：結(jié)構(gòu)特點：

26、二連架桿均為曲柄二連架桿均為曲柄v運動變換：運動變換：轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動，通常二轉(zhuǎn)速不相等轉(zhuǎn)動，通常二轉(zhuǎn)速不相等v舉例：舉例：振動篩機構(gòu)振動篩機構(gòu)機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)特殊雙曲柄機構(gòu)特殊雙曲柄機構(gòu)v平行四邊形機構(gòu)平行四邊形機構(gòu)結(jié)構(gòu)特點：結(jié)構(gòu)特點：二曲柄等速二曲柄等速v運動不確定問題運動不確定問題v車門開閉機構(gòu)車門開閉機構(gòu)v反平行四邊形機構(gòu)反平行四邊形機構(gòu)結(jié)構(gòu)特點：結(jié)構(gòu)特點：二曲柄轉(zhuǎn)向相反二曲柄轉(zhuǎn)向相反機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)(3) 雙搖桿機構(gòu)雙搖桿機構(gòu) v結(jié)構(gòu)特點：結(jié)構(gòu)特點：二連架桿均為搖桿二連架桿均為搖桿v運動變換：運動變換：擺動擺動擺動擺動v舉例舉例: : 鶴式起重機鶴式起重機機械設(shè)計基礎(chǔ)

27、 平面連桿機構(gòu)特殊機構(gòu)特殊機構(gòu)v等腰梯形機構(gòu)等腰梯形機構(gòu)v實例實例: : 汽車前輪轉(zhuǎn)向機構(gòu)汽車前輪轉(zhuǎn)向機構(gòu)機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)3 平面四桿機構(gòu)的工作特性平面四桿機構(gòu)的工作特性(1)曲柄存在條件(2)急回特征(3)死點連桿連桿連架桿連架桿連架桿連架桿1234ABCD機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)(1) 曲柄存在條件曲柄存在條件機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)(1) 曲柄存在條件曲柄存在條件機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)ABCDabcdv由此得到曲柄存在條件：由此得到曲柄存在條件：條件條件1. 最短桿與最長桿長度之和小于或等最短桿與最長桿長度之和小于或等 于其余兩桿長度之和于其余兩桿長度之和(必要條件必要

28、條件)條件條件2. 最短桿是連架桿或機架（充分條件）最短桿是連架桿或機架（充分條件）v最短桿最短桿參與構(gòu)成的轉(zhuǎn)動副都是參與構(gòu)成的轉(zhuǎn)動副都是整周副整周副v其余均為擺轉(zhuǎn)副其余均為擺轉(zhuǎn)副v推論推論1：若滿足條件：若滿足條件2：v當(dāng)當(dāng)Lmax+Lmin L(其余兩桿長度之和其余兩桿長度之和)時時最短桿是連架桿之一最短桿是連架桿之一 曲柄搖桿機構(gòu)曲柄搖桿機構(gòu)最短桿是機架最短桿是機架 雙曲柄機構(gòu)雙曲柄機構(gòu)最短桿是連桿最短桿是連桿 雙搖桿機構(gòu)雙搖桿機構(gòu)v推論推論2：若不滿足條件：若不滿足條件2，無曲柄存在：，無曲柄存在：v當(dāng)當(dāng)Lmax+Lmin L(其余兩桿長度之和其余兩桿長度之和)時時v 雙搖桿機構(gòu)雙搖桿

29、機構(gòu)ABCDabcd機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)v當(dāng)回程所用時間小于工作行程所用時間時，稱該機構(gòu)具有當(dāng)回程所用時間小于工作行程所用時間時，稱該機構(gòu)具有急回特征急回特征v極位夾角：極位夾角： 從動件運動到兩極限位置時，曲柄之間所夾的銳角從動件運動到兩極限位置時，曲柄之間所夾的銳角 v急回特性分析：急回特性分析：v 1 = C v 1 = 1 t1 =1800 + v 2 = 1 t2 =1800 - vt1 t2 , v2 v1v行程速比系數(shù)行程速比系數(shù)K K (2) 急回特征急回特征vK=1, 無急回特性無急回特性v K急回特征越顯著急回特征越顯著v工程中，取工程中，取K=21jB2C212v2

30、v1 00212112122112180180tttCCtCCvvK/11180 KK 慢快v急回特性的應(yīng)用例：急回特性的應(yīng)用例：牛頭刨牛頭刨工作要求工作要求B1C14ABCD231機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu) 解 由圖中的幾何關(guān)系可知，該機構(gòu)的極位夾角 303060 4 . 1180180 K 由圖中幾何關(guān)系還可得到 60sin10060sin60sin30sinACABBCBCABleellell350) 13(50) 13(50ellBCAB 當(dāng)滑塊在行程范圍內(nèi)任意位置時，其壓力角可通過下式計算： BCABllej j sinsin 顯然，除了曲柄轉(zhuǎn)角j 之外，其它參數(shù)均為常數(shù)，所以，當(dāng)j

31、90時，壓力角最大，且最大壓力角為： 4 .64max (3) 死點：死點：傳動角為零傳動角為零g g=0(=0(連桿與從動件共線連桿與從動件共線),),機構(gòu)頂死機構(gòu)頂死機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)v死點死點: :傳動角為零傳動角為零g g=0(=0(連桿與從動件共線連桿與從動件共線),),機構(gòu)頂死機構(gòu)頂死(3) 死點死點vM=F*LB1C1B2C24ABCD231Fvg=00Fvg=00g=00C2B2g=00BACB1C機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)v實例實例: :夾具夾具v飛機起落架機構(gòu)飛機起落架機構(gòu)死點的利用死點的利用v折疊家具機構(gòu)折疊家具機構(gòu)g=00機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)v利用構(gòu)件慣性

32、力，加裝飛輪。利用構(gòu)件慣性力，加裝飛輪。v實例實例: :家用縫紉機家用縫紉機v安裝輔助連桿安裝輔助連桿v采用多套機構(gòu)錯位排列采用多套機構(gòu)錯位排列v實例實例: :蒸汽機車車輪聯(lián)動機構(gòu)蒸汽機車車輪聯(lián)動機構(gòu)v蒸汽機車兩側(cè)利用錯位排列的兩套曲柄滑塊機構(gòu)使車輪聯(lián)蒸汽機車兩側(cè)利用錯位排列的兩套曲柄滑塊機構(gòu)使車輪聯(lián)動機構(gòu)通過死點動機構(gòu)通過死點克服死點的措施克服死點的措施 GGEFEF機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)4 機構(gòu)演化方式機構(gòu)演化方式1 轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)化為移動副2 變更機架3 擴大轉(zhuǎn)動副尺寸連桿連桿連架桿連架桿連架桿連架桿1234ABCD機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)二二、曲柄滑塊機構(gòu)、曲柄滑塊機構(gòu)鉸鏈四桿機構(gòu)鉸鏈

33、四桿機構(gòu)1B2C34AD曲線導(dǎo)軌曲柄滑塊機構(gòu)曲線導(dǎo)軌曲柄滑塊機構(gòu)lCD e 01B24AC3偏置式曲柄滑塊機構(gòu)偏置式曲柄滑塊機構(gòu)對心式曲柄滑塊機構(gòu)對心式曲柄滑塊機構(gòu)1B24AC3e3D1B2C4A對對CD桿等效轉(zhuǎn)化桿等效轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)動副變成移動副轉(zhuǎn)動副變成移動副機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)三三、導(dǎo)桿機構(gòu)、導(dǎo)桿機構(gòu)機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)三三、導(dǎo)桿機構(gòu)、導(dǎo)桿機構(gòu)三三、導(dǎo)桿機構(gòu)、導(dǎo)桿機構(gòu)三三、導(dǎo)桿機構(gòu)、導(dǎo)桿機構(gòu)三三、導(dǎo)桿機構(gòu)、導(dǎo)桿機構(gòu)三三、導(dǎo)桿機構(gòu)、導(dǎo)桿機構(gòu)v選不同構(gòu)件作機架選不同構(gòu)件作機架機構(gòu)倒置機構(gòu)倒置v曲柄滑塊機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)v導(dǎo)桿機構(gòu)導(dǎo)桿機構(gòu)變更機架變更機架曲柄滑塊機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)導(dǎo)桿機構(gòu)導(dǎo)桿機

34、構(gòu), ,動畫動畫v曲柄搖塊機構(gòu)曲柄搖塊機構(gòu)v移動導(dǎo)桿機構(gòu)移動導(dǎo)桿機構(gòu)曲柄搖桿機構(gòu)曲柄搖桿機構(gòu)移動導(dǎo)桿機構(gòu)移動導(dǎo)桿機構(gòu)機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)四四、偏心輪機構(gòu)、偏心輪機構(gòu)v曲柄搖桿機構(gòu)曲柄搖桿機構(gòu)(擴大回轉(zhuǎn)副擴大回轉(zhuǎn)副)v偏心輪機構(gòu)偏心輪機構(gòu)機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)偏心輪機構(gòu)（續(xù)）偏心輪機構(gòu)（續(xù)）v對心式曲柄滑塊機構(gòu)對心式曲柄滑塊機構(gòu)v偏心輪機構(gòu)偏心輪機構(gòu)1B24AC3h=2lAB4C231BA B副擴大機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)應(yīng)用實例一應(yīng)用實例一A41A4曲柄滑塊機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)1B2C31B2C31B2C31B2C31B2C31B2C31B2C31B2C31B2C31B2C31B2C3

35、1B2C31B2C31B2C32作機架作機架A41A41A41A41A41A41A41A41A41A41A41A413B2C曲柄搖塊機構(gòu)曲柄搖塊機構(gòu) 液壓作動筒液壓作動筒車箱舉升機構(gòu)車箱舉升機構(gòu)機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)2B12B12B1應(yīng)用實例二應(yīng)用實例二1BA21BA2A41B2C3曲柄滑塊機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)CA43移動導(dǎo)桿機構(gòu)移動導(dǎo)桿機構(gòu)C41BA21BA21BA23手動唧筒機構(gòu)手動唧筒機構(gòu)3作機架1B2機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)應(yīng)用實例三應(yīng)用實例三C234A41B2C3曲柄滑塊機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)作機架 A41B2C3導(dǎo)桿機構(gòu)導(dǎo)桿機構(gòu)C234C234C234C234C234C234C234C

36、234C234C234C234C234回轉(zhuǎn)導(dǎo)桿機構(gòu)回轉(zhuǎn)導(dǎo)桿機構(gòu)lBC lAB，導(dǎo)桿導(dǎo)桿AC整周轉(zhuǎn)動整周轉(zhuǎn)動C234C234C234C234AB123C423C423C423C423C423C423C423C423C423C423C423C4lBC lAB，導(dǎo)桿導(dǎo)桿AC擺動擺動擺動導(dǎo)桿機構(gòu)擺動導(dǎo)桿機構(gòu)32C4AB1機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)其它其它v雙移動副機構(gòu)雙移動副機構(gòu)正弦機構(gòu)正弦機構(gòu)雙轉(zhuǎn)塊機構(gòu)雙轉(zhuǎn)塊機構(gòu)(十字滑塊機構(gòu)十字滑塊機構(gòu))動畫動畫正弦機構(gòu)正弦機構(gòu)雙滑塊機構(gòu)雙滑塊機構(gòu)正切機構(gòu)正切機構(gòu)了解了解機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)一、平面四桿機構(gòu)的特點二、平面連桿機構(gòu)的應(yīng)用三、平面四桿機構(gòu)的設(shè)計了

37、解了解機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)一、平面四桿機構(gòu)的特點一、平面四桿機構(gòu)的特點v全低副（面接觸），承受沖擊力，易潤滑，不易磨損全低副（面接觸），承受沖擊力，易潤滑，不易磨損v運動副結(jié)構(gòu)簡單，易加工運動副結(jié)構(gòu)簡單，易加工v運動規(guī)律多樣化、點的運動軌跡多樣化運動規(guī)律多樣化、點的運動軌跡多樣化v運動副累積誤差大，效率低運動副累積誤差大，效率低v慣性力難以平衡，不宜用于高速慣性力難以平衡，不宜用于高速v不能精確實現(xiàn)復(fù)雜的運動規(guī)律，設(shè)計計算較復(fù)雜不能精確實現(xiàn)復(fù)雜的運動規(guī)律，設(shè)計計算較復(fù)雜123ABC4機架連桿連架桿A1B2C3D44A12B3C56DE機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)1 實現(xiàn)有軌跡、位置或運動規(guī)

38、律要求的運動2 實現(xiàn)從動件運動形式及運動特性的改變3 實現(xiàn)較運距離的傳動或操縱4 調(diào)節(jié)、擴大從動件行程5 獲得較大的機械增益：輸出力(矩)與輸入力(矩)之比二、平面連桿機構(gòu)的應(yīng)用二、平面連桿機構(gòu)的應(yīng)用機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)1 實現(xiàn)有軌跡、位置或運動規(guī)律要求的運動實現(xiàn)有軌跡、位置或運動規(guī)律要求的運動v圓軌跡復(fù)制機構(gòu)圓軌跡復(fù)制機構(gòu)vAMF保齡球置瓶機掃瓶機構(gòu)保齡球置瓶機掃瓶機構(gòu)CDABM機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)2 實現(xiàn)從動件運動形式及運動特性的改變實現(xiàn)從動件運動形式及運動特性的改變v步進式工件傳送機構(gòu)步進式工件傳送機構(gòu)v運動形式改變實例運動形式改變實例機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)3 實現(xiàn)較運距

39、離的傳動或操縱實現(xiàn)較運距離的傳動或操縱v應(yīng)用實例：應(yīng)用實例：自行車手閘自行車手閘機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)4 調(diào)節(jié)、擴大從動件行程調(diào)節(jié)、擴大從動件行程v可變行程滑塊機構(gòu)可變行程滑塊機構(gòu)特點：特點：調(diào)節(jié)調(diào)節(jié) 可改變滑塊可改變滑塊D的行程的行程v汽車用空氣泵機構(gòu)汽車用空氣泵機構(gòu)特點：特點：曲輛曲輛CD短，滑塊短，滑塊行程大行程大ABCDABCDEF機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)5 獲得較大的機械增益獲得較大的機械增益:輸出力輸出力(矩矩)與輸入力與輸入力(矩矩)之比之比v肘節(jié)機構(gòu)肘節(jié)機構(gòu)特點：特點：機械增益大機械增益大v剪切機構(gòu)剪切機構(gòu)特點：特點：機械增益大機械增益大EABCD機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機

40、構(gòu)其它其它機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu) 1. 四桿機構(gòu)的設(shè)計任務(wù)是：四桿機構(gòu)的設(shè)計任務(wù)是：u按工作要求（運動、使用、傳力）選定機構(gòu)的型式；按工作要求（運動、使用、傳力）選定機構(gòu)的型式；u根據(jù)給定的運動要求確定機構(gòu)的幾何尺寸（空間尺寸、運根據(jù)給定的運動要求確定機構(gòu)的幾何尺寸（空間尺寸、運動副位置、曲柄存在的條件等），并繪出機構(gòu)運動簡圖；動副位置、曲柄存在的條件等），并繪出機構(gòu)運動簡圖；u為使設(shè)計合理還應(yīng)滿足一下附加條件，若：結(jié)構(gòu)條件，最為使設(shè)計合理還應(yīng)滿足一下附加條件，若：結(jié)構(gòu)條件，最小傳動角條件等。小傳動角條件等。三、平面四桿機構(gòu)的設(shè)計三、平面四桿機構(gòu)的設(shè)計機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu) 2. 四桿

41、機構(gòu)的設(shè)計一般歸納為兩種：四桿機構(gòu)的設(shè)計一般歸納為兩種：u按照給定從動件的位置設(shè)計四桿機構(gòu)，稱為按照給定從動件的位置設(shè)計四桿機構(gòu)，稱為位置設(shè)計位置設(shè)計；u按照給定點的運動軌跡設(shè)計四桿機構(gòu)，稱為按照給定點的運動軌跡設(shè)計四桿機構(gòu)，稱為軌跡設(shè)計軌跡設(shè)計。3. 四桿機構(gòu)的設(shè)計方法：四桿機構(gòu)的設(shè)計方法：圖解法圖解法:簡便直觀，同時也是解析法的基礎(chǔ)，應(yīng)用較多。但由于其設(shè)計精度低，一般用于求解初始值;解析法解析法:精度高，應(yīng)用最為廣泛，其缺點是不太直觀;實驗法實驗法:較為煩瑣，而且精度也低，是不得已時才使用的方法。三、平面四桿機構(gòu)的設(shè)計三、平面四桿機構(gòu)的設(shè)計機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)1） 按給定的連桿位置設(shè)

42、計四桿機構(gòu)按給定的連桿位置設(shè)計四桿機構(gòu)已知活動鉸鏈，求固定鉸鏈已知活動鉸鏈，求固定鉸鏈2） 按兩連架桿預(yù)定的對應(yīng)位置設(shè)計四桿機構(gòu)按兩連架桿預(yù)定的對應(yīng)位置設(shè)計四桿機構(gòu)已知固定鉸鏈和某一活動鉸鏈，求另一活動鉸鏈已知固定鉸鏈和某一活動鉸鏈，求另一活動鉸鏈3） 按給定的行程速比系數(shù)按給定的行程速比系數(shù)K設(shè)計四桿機構(gòu)設(shè)計四桿機構(gòu)鉸鏈四桿機構(gòu)鉸鏈四桿機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)導(dǎo)桿機構(gòu)導(dǎo)桿機構(gòu)三、平面四桿機構(gòu)的設(shè)計三、平面四桿機構(gòu)的設(shè)計機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu) 4.實現(xiàn)剛體給定位置的設(shè)計實現(xiàn)剛體給定位置的設(shè)計如實現(xiàn)預(yù)定的連桿位置要求如實現(xiàn)預(yù)定的連桿位置要求機構(gòu)能引導(dǎo)剛體（一般為連桿）通過一系列給定位置機

43、構(gòu)能引導(dǎo)剛體（一般為連桿）通過一系列給定位置例：例：飛機起落架機構(gòu)飛機起落架機構(gòu): :v要求實現(xiàn)機輪放下和收要求實現(xiàn)機輪放下和收起兩個位置起兩個位置機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)1)按給定的連桿位置設(shè)計四桿機構(gòu)按給定的連桿位置設(shè)計四桿機構(gòu)v選定連桿上兩活動選定連桿上兩活動鉸鏈，即確定連桿鉸鏈，即確定連桿長長lBC，定比例尺，定比例尺 l作圖作圖v活動鉸鏈相對于固活動鉸鏈相對于固定鉸鏈的運動軌跡定鉸鏈的運動軌跡為圓為圓v用三點定心法確定用三點定心法確定兩固定鉸鏈兩固定鉸鏈D,Cv計算待求桿長計算待求桿長lAB=AB l mlCD=CD l mlAD=AD l mIIIIIIB1B2B3C2C3C1D

44、A)(mmmBClBCl討論：討論：v三點唯一確定一個圓三點唯一確定一個圓,故確定故確定B、C點后，固定鉸鏈點后，固定鉸鏈A、D也唯一確定也唯一確定v連桿上連桿上B、C位置應(yīng)根據(jù)實際情況位置應(yīng)根據(jù)實際情況而定而定機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)1)按給定的連桿位置設(shè)計四桿機構(gòu)按給定的連桿位置設(shè)計四桿機構(gòu)1)按給定的連桿位置設(shè)計四桿機構(gòu)按給定的連桿位置設(shè)計四桿機構(gòu)1)按給定的連桿位置設(shè)計四桿機構(gòu)按給定的連桿位置設(shè)計四桿機構(gòu)1)按給定的連桿位置設(shè)計四桿機構(gòu)按給定的連桿位置設(shè)計四桿機構(gòu)鑄造翻砂機構(gòu)鑄造翻砂機構(gòu): :要求實現(xiàn)兩個翻轉(zhuǎn)位置要求實現(xiàn)兩個翻轉(zhuǎn)位置v已知條件：已知條件：兩連架桿的對應(yīng)位置兩連架桿的對

45、應(yīng)位置v鉸鏈四桿機構(gòu)的設(shè)計鉸鏈四桿機構(gòu)的設(shè)計, ,在于確定四個鉸點的位置在于確定四個鉸點的位置, ,且關(guān)鍵在且關(guān)鍵在確定連桿兩鉸點的位置確定連桿兩鉸點的位置v連桿上的鉸點一定落在以固定鉸為中心的圓上連桿上的鉸點一定落在以固定鉸為中心的圓上v即即: :剛體導(dǎo)引機構(gòu)轉(zhuǎn)變成已知圓弧上的點求圓心剛體導(dǎo)引機構(gòu)轉(zhuǎn)變成已知圓弧上的點求圓心v求解內(nèi)容：求解內(nèi)容：確定連桿與搖桿相連接的活動鉸鏈確定連桿與搖桿相連接的活動鉸鏈C C 求連桿、搖桿的長度求連桿、搖桿的長度2)按兩連架桿預(yù)定的對應(yīng)位置設(shè)計四桿機構(gòu)按兩連架桿預(yù)定的對應(yīng)位置設(shè)計四桿機構(gòu)ABCD機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)v已知條件：已知條件：兩連架桿的對應(yīng)位

46、置兩連架桿的對應(yīng)位置v求解內(nèi)容：求解內(nèi)容：確定連桿與搖桿相連接的活動鉸鏈確定連桿與搖桿相連接的活動鉸鏈C C 求連桿、搖桿的長度求連桿、搖桿的長度2)按兩連架桿預(yù)定的對應(yīng)位置設(shè)計四桿機構(gòu)按兩連架桿預(yù)定的對應(yīng)位置設(shè)計四桿機構(gòu)機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)v工程要求：工程要求：實現(xiàn)兩連架桿的一系列對應(yīng)位置實現(xiàn)兩連架桿的一系列對應(yīng)位置j3j2j1321E1E2E3F1F2F3DB1B2B3A倒置ABCDABCD-j12-j13v即，已知機架長即，已知機架長lAD和兩和兩連架桿對應(yīng)位置，設(shè)計四連架桿對應(yīng)位置，設(shè)計四桿機構(gòu)（求其它三桿長）桿機構(gòu)（求其它三桿長）問題問題v與剛體導(dǎo)引問題的比較與剛體導(dǎo)引問題的比

47、較反轉(zhuǎn)法反轉(zhuǎn)法(反轉(zhuǎn)機構(gòu)法反轉(zhuǎn)機構(gòu)法)：v利用相對運動原理法，采利用相對運動原理法，采用機構(gòu)倒置，將已知連架用機構(gòu)倒置，將已知連架桿兩位置的設(shè)計問題轉(zhuǎn)變桿兩位置的設(shè)計問題轉(zhuǎn)變?yōu)橐阎B桿兩位置的設(shè)計為已知連桿兩位置的設(shè)計問題問題機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)2)按兩連架桿預(yù)定的對應(yīng)位置設(shè)計四桿機構(gòu)按兩連架桿預(yù)定的對應(yīng)位置設(shè)計四桿機構(gòu)v思路：思路：v先定一個連架桿的長度先定一個連架桿的長度v轉(zhuǎn)化機構(gòu)，使轉(zhuǎn)化機構(gòu)，使C1D成為機架，成為機架，成為剛體導(dǎo)引機構(gòu)成為剛體導(dǎo)引機構(gòu)v以以CD為機架時所觀察到的為機架時所觀察到的AB2C1D 相當(dāng)于把以相當(dāng)于把以AB為機為機架時所觀察到的架時所觀察到的AB2C2D

48、位置位置剛化，以剛化，以D為軸轉(zhuǎn)了一個角度為軸轉(zhuǎn)了一個角度得到的得到的v此時，此時，AB2由連架桿變?yōu)檫B桿，由連架桿變?yōu)檫B桿，故利用剛化反轉(zhuǎn)法原理可故利用剛化反轉(zhuǎn)法原理可將已將已知連架桿兩位置的設(shè)計問題知連架桿兩位置的設(shè)計問題轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為化為已知連桿兩位置的設(shè)計問已知連桿兩位置的設(shè)計問題題設(shè)計要點設(shè)計要點B2C2 j jyAB1C1DyyB2AC2v已知已知: 二固定鉸鏈和一個活動鉸鏈，求另一活動二固定鉸鏈和一個活動鉸鏈，求另一活動鉸鏈，或已知兩桿長，鉸鏈，或已知兩桿長，求求:另兩桿長另兩桿長機械設(shè)計基礎(chǔ) 平面連桿機構(gòu)3)按給定的行程速比系數(shù)按給定的行程速比系數(shù)K設(shè)計四桿機構(gòu)設(shè)計四桿機構(gòu)鉸鏈四桿機

49、構(gòu)鉸鏈四桿機構(gòu)v已知已知: 搖桿的長度搖桿的長度CD、擺角及行程速比系數(shù)、擺角及行程速比系數(shù)Kv設(shè)計設(shè)計:此曲柄搖桿機構(gòu)。此曲柄搖桿機構(gòu)。3)按給定的行程速比系數(shù)按給定的行程速比系數(shù)K設(shè)計四桿機構(gòu)設(shè)計四桿機構(gòu)鉸鏈四桿機構(gòu)鉸鏈四桿機構(gòu)v已知已知: 搖桿的長度搖桿的長度CD、擺角及行程速比系數(shù)、擺角及行程速比系數(shù)Kv設(shè)計設(shè)計:此曲柄搖桿機構(gòu)。此曲柄搖桿機構(gòu)。v步驟：步驟：v計算；計算；v選比例尺，作已知位置；選比例尺，作已知位置；3)按給定的行程速比系數(shù)按給定的行程速比系數(shù)K設(shè)計四桿機構(gòu)設(shè)計四桿機構(gòu)v步驟：步驟：v計算；計算；v選比例尺，作已知位置；選比例尺，作已知位置；鉸鏈四桿機構(gòu)鉸鏈四桿機構(gòu)v

50、已知已知: 搖桿的長度搖桿的長度CD、擺角及行程速比系數(shù)、擺角及行程速比系數(shù)Kv設(shè)計設(shè)計:此曲柄搖桿機構(gòu)。此曲柄搖桿機構(gòu)。3)按給定的行程速比系數(shù)按給定的行程速比系數(shù)K設(shè)計四桿機構(gòu)設(shè)計四桿機構(gòu)v步驟：步驟：1） 計算；計算；2）選比例尺，作已知位置；）選比例尺，作已知位置；鉸鏈四桿機構(gòu)鉸鏈四桿機構(gòu)v已知已知: 搖桿的長度搖桿的長度CD、擺角及行程速比系數(shù)、擺角及行程速比系數(shù)Kv設(shè)計設(shè)計:此曲柄搖桿機構(gòu)。此曲柄搖桿機構(gòu)。3)按給定的行程速比系數(shù)按給定的行程速比系數(shù)K設(shè)計四桿機構(gòu)設(shè)計四桿機構(gòu)v步驟：步驟：1） 計算；計算；2）選比例尺，作已知位置；）選比例尺，作已知位置；3）鉸鏈四桿機構(gòu)鉸鏈四桿機

51、構(gòu)v已知已知: 搖桿的長度搖桿的長度CD、擺角及行程速比系數(shù)、擺角及行程速比系數(shù)Kv設(shè)計設(shè)計:此曲柄搖桿機構(gòu)。此曲柄搖桿機構(gòu)。3)按給定的行程速比系數(shù)按給定的行程速比系數(shù)K設(shè)計四桿機構(gòu)設(shè)計四桿機構(gòu)v步驟：步驟：4）作直角）作直角C1C2P的外接圓的外接圓鉸鏈四桿機構(gòu)鉸鏈四桿機構(gòu)v已知已知: 搖桿的長度搖桿的長度CD、擺角及行程速比系數(shù)、擺角及行程速比系數(shù)Kv設(shè)計設(shè)計:此曲柄搖桿機構(gòu)。此曲柄搖桿機構(gòu)。3)按給定的行程速比系數(shù)按給定的行程速比系數(shù)K設(shè)計四桿機構(gòu)設(shè)計四桿機構(gòu)鉸鏈四桿機構(gòu)鉸鏈四桿機構(gòu)v已知已知: 搖桿的長度搖桿的長度CD、擺角及行程速比系數(shù)、擺角及行程速比系數(shù)Kv設(shè)計設(shè)計:此曲柄搖桿機

52、構(gòu)。此曲柄搖桿機構(gòu)。v步驟：步驟：4）作直角）作直角C1C2P的外接圓的外接圓3)按給定的行程速比系數(shù)按給定的行程速比系數(shù)K設(shè)計四桿機構(gòu)設(shè)計四桿機構(gòu)v步驟：步驟：4）作直角）作直角C1C2P的外接圓的外接圓5）由附加條件連續(xù)運動條件確定）由附加條件連續(xù)運動條件確定A點點鉸鏈四桿機構(gòu)鉸鏈四桿機構(gòu)v已知已知: 搖桿的長度搖桿的長度CD、擺角及行程速比系數(shù)、擺角及行程速比系數(shù)Kv設(shè)計設(shè)計:此曲柄搖桿機構(gòu)。此曲柄搖桿機構(gòu)。3)按給定的行程速比系數(shù)按給定的行程速比系數(shù)K設(shè)計四桿機構(gòu)設(shè)計四桿機構(gòu)v步驟：步驟：4）作直角）作直角C1C2P的外接圓的外接圓5）由附加條件連續(xù)運動條件確定）由附加條件連續(xù)運動條件

53、確定A點點6）求曲柄、連桿的長度）求曲柄、連桿的長度鉸鏈四桿機構(gòu)鉸鏈四桿機構(gòu)v已知已知: 搖桿的長度搖桿的長度CD、擺角及行程速比系數(shù)、擺角及行程速比系數(shù)Kv設(shè)計設(shè)計:此曲柄搖桿機構(gòu)。此曲柄搖桿機構(gòu)。3)按給定的行程速比系數(shù)按給定的行程速比系數(shù)K設(shè)計四桿機構(gòu)設(shè)計四桿機構(gòu)v步驟：步驟：4）作直角）作直角C1C2P的外接圓的外接圓5）由附加條件連續(xù)運動條件確定）由附加條件連續(xù)運動條件確定A點點6）求曲柄、連桿的長度）求曲柄、連桿的長度7）連接）連接A、B、C、D即為所求即為所求鉸鏈四桿機構(gòu)鉸鏈四桿機構(gòu)v已知已知: 搖桿的長度搖桿的長度CD、擺角及行程速比系數(shù)、擺角及行程速比系數(shù)Kv設(shè)計設(shè)計:此曲柄

54、搖桿機構(gòu)。此曲柄搖桿機構(gòu)。3)按給定的行程速比系數(shù)按給定的行程速比系數(shù)K設(shè)計四桿機構(gòu)設(shè)計四桿機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)v已知已知:K、H和和ev設(shè)計設(shè)計:曲柄滑塊機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)3)按給定的行程速比系數(shù)按給定的行程速比系數(shù)K設(shè)計四桿機構(gòu)設(shè)計四桿機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)v已知已知:K、H和和ev設(shè)計設(shè)計:曲柄滑塊機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)v步驟：步驟：3)按給定的行程速比系數(shù)按給定的行程速比系數(shù)K設(shè)計四桿機構(gòu)設(shè)計四桿機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)v已知已知:K、H和和ev設(shè)計設(shè)計:曲柄滑塊機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)v步驟：步驟：3)按給定的行程速比系數(shù)按給定的行程速比系數(shù)K設(shè)計四桿機構(gòu)設(shè)計四桿機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)曲

55、柄滑塊機構(gòu)v已知已知:K、H和和ev設(shè)計設(shè)計:曲柄滑塊機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)v步驟：步驟：3)按給定的行程速比系數(shù)按給定的行程速比系數(shù)K設(shè)計四桿機構(gòu)設(shè)計四桿機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)v已知已知:K、H和和ev設(shè)計設(shè)計:曲柄滑塊機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)v步驟：步驟：3)按給定的行程速比系數(shù)按給定的行程速比系數(shù)K設(shè)計四桿機構(gòu)設(shè)計四桿機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)v已知已知:K、H和和ev設(shè)計設(shè)計:曲柄滑塊機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)3)按給定的行程速比系數(shù)按給定的行程速比系數(shù)K設(shè)計四桿機構(gòu)設(shè)計四桿機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)v已知已知:K、H和和ev設(shè)計設(shè)計:曲柄滑塊機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)3)按給定的行程速比系數(shù)按給定的行程速比系數(shù)K設(shè)計四桿機構(gòu)設(shè)計四桿機構(gòu)導(dǎo)桿機構(gòu)導(dǎo)桿機構(gòu)3)按給定的行程速比系數(shù)按給定的行程速比系數(shù)K