機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)平面桿機(jī)構(gòu)

1、第第2章平面連桿機(jī)構(gòu)章平面連桿機(jī)構(gòu)2.1 平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖及其自由度平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖及其自由度2.2 平面連桿機(jī)構(gòu)的類(lèi)型及應(yīng)用平面連桿機(jī)構(gòu)的類(lèi)型及應(yīng)用2.3 四桿機(jī)構(gòu)的基本特性四桿機(jī)構(gòu)的基本特性2.4 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)2.1 2.1 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖及其自由度平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖及其自由度 機(jī)構(gòu)是具有確定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件組合，如果機(jī)構(gòu)中所有運(yùn)動(dòng)部分均在同一平面或相互平行的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)則稱(chēng)為平面機(jī)構(gòu)平面機(jī)構(gòu)，否則稱(chēng)為空間機(jī)構(gòu)空間機(jī)構(gòu)。2.1.1 2.1.1 運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi) 一個(gè)作平面運(yùn)動(dòng)的自由構(gòu)件有3個(gè)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的可能性： 沿軸x、軸y和繞垂直于xoy平面的軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。

2、 構(gòu)件的自由度：構(gòu)件所具有的這種獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目。 一個(gè)作平面運(yùn)動(dòng)的自由構(gòu)件有三個(gè)自由度三個(gè)自由度 。自由度動(dòng)畫(huà)自由度動(dòng)畫(huà) 平面機(jī)構(gòu)的每個(gè)活動(dòng)構(gòu)件在未構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副之前都是三個(gè)自由度自由構(gòu)件自由構(gòu)件。 但當(dāng)這些構(gòu)件之間以一定的方式聯(lián)接起來(lái)成為構(gòu)件系統(tǒng)時(shí)，各個(gè)構(gòu)件不再是自由構(gòu)件。 兩相互接觸的構(gòu)件間只能作一定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，自由度減少。 約束約束: 對(duì)構(gòu)件獨(dú)立運(yùn)動(dòng)所加的限制稱(chēng)為約束。每引入一個(gè)約束，構(gòu)件就失去一個(gè)自由度自由度。 運(yùn)動(dòng)副分類(lèi)運(yùn)動(dòng)副分類(lèi) 按接觸形式分：1.低副：面接觸的運(yùn)動(dòng)副。低副：面接觸的運(yùn)動(dòng)副。 （1） 移動(dòng)副： 兩構(gòu)件間只能產(chǎn)生相對(duì)移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)副。 （2） 轉(zhuǎn)動(dòng)副： 兩構(gòu)件間只能產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)

3、動(dòng)的運(yùn)動(dòng)副。 一個(gè)低副引人兩個(gè)約束，一個(gè)低副引人兩個(gè)約束，即減少二個(gè)自由度。即減少二個(gè)自由度。移動(dòng)副動(dòng)畫(huà)移動(dòng)副動(dòng)畫(huà)(3D)轉(zhuǎn)動(dòng)副動(dòng)畫(huà)轉(zhuǎn)動(dòng)副動(dòng)畫(huà)(3D)轉(zhuǎn)動(dòng)副動(dòng)畫(huà)轉(zhuǎn)動(dòng)副動(dòng)畫(huà)(3D)(3D)（2）高副：點(diǎn)或線接觸的運(yùn)動(dòng)副。）高副：點(diǎn)或線接觸的運(yùn)動(dòng)副。一個(gè)高副引人一個(gè)約束，即減少一個(gè)自由度。一個(gè)高副引人一個(gè)約束，即減少一個(gè)自由度。高副動(dòng)畫(huà)高副動(dòng)畫(huà)高副動(dòng)畫(huà)高副動(dòng)畫(huà)2.2.2 2.2.2 機(jī)構(gòu)中構(gòu)件的分類(lèi)機(jī)構(gòu)中構(gòu)件的分類(lèi) 固定件（機(jī)架）：固定件（機(jī)架）：用來(lái)支承活動(dòng)構(gòu)件的構(gòu)件。如內(nèi)燃機(jī)中的氣缸體就是固定件，它用來(lái)支承活塞、曲軸等。 原動(dòng)件：原動(dòng)件：運(yùn)動(dòng)規(guī)律已知的活動(dòng)構(gòu)件。例如內(nèi)燃機(jī)中的活塞就是原動(dòng)件，它

4、的運(yùn)動(dòng)是由外界輸入的。 從動(dòng)件：從動(dòng)件：隨原動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)的其余活動(dòng)構(gòu)件。如內(nèi)燃機(jī)中的連桿、曲軸等都是從動(dòng)件。2.2.3 2.2.3 平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖：機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖：用簡(jiǎn)單的線條和規(guī)定的符號(hào)來(lái)代表構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副，并按一定比例表示各運(yùn)動(dòng)副的相對(duì)位置。這種能夠表示構(gòu)件間相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系的簡(jiǎn)單圖形稱(chēng)為機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。運(yùn)動(dòng)副表示：運(yùn)動(dòng)副表示： a 轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)副 b 移動(dòng)副移動(dòng)副 c 高副高副構(gòu)件的表示：構(gòu)件的表示：ab表示參與組成兩個(gè)運(yùn)動(dòng)副的構(gòu)件，表示參與組成兩個(gè)運(yùn)動(dòng)副的構(gòu)件，cd表示參與組成三個(gè)運(yùn)動(dòng)副的構(gòu)件。表示參與組成三個(gè)運(yùn)動(dòng)副的構(gòu)件。機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)

5、動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制 1.分析機(jī)械的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作原理，確定構(gòu)件的數(shù)目。 2.分析構(gòu)件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，確定運(yùn)動(dòng)副的數(shù)目和類(lèi)型。 3.選定視圖投影面及比例尺L=實(shí)際尺寸/圖上尺寸(m/mm)，順序確定轉(zhuǎn)動(dòng)副和移動(dòng)副導(dǎo)路的位置，根據(jù)原動(dòng)件的位置及各桿長(zhǎng)等繪出各構(gòu)件，得到機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。例1-1：試?yán)L制內(nèi)燃機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖氣缸體氣缸體1活塞活塞2進(jìn)氣閥進(jìn)氣閥3排氣閥排氣閥4連桿連桿5曲軸曲軸6凸輪凸輪7頂桿頂桿8齒輪齒輪10解：1）分析運(yùn)動(dòng)，確定構(gòu)件的類(lèi)型和數(shù)量 2）確定運(yùn)動(dòng)副的類(lèi)型和數(shù)目 3）選擇視圖平面 4）選取比例尺，根據(jù)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)尺寸，定出各運(yùn)動(dòng)副間的相對(duì)位置 5）畫(huà)出各運(yùn)動(dòng)副和機(jī)構(gòu)符號(hào)，并表示出各構(gòu)件內(nèi)燃機(jī)的

6、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖內(nèi)燃機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖內(nèi)燃機(jī)凸輪動(dòng)內(nèi)燃機(jī)凸輪動(dòng)畫(huà)畫(huà)2.2.4 2.2.4 機(jī)構(gòu)的自由度機(jī)構(gòu)的自由度機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件：機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件： 1、對(duì)于四桿機(jī)構(gòu); 如果只有一個(gè)原動(dòng)件1，機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)動(dòng)。 如果有兩個(gè)原動(dòng)件2，構(gòu)件破壞。 2、對(duì)于五桿機(jī)構(gòu); 如果只有一個(gè)原動(dòng)件1，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)不確定。 如果有兩個(gè)原動(dòng)件 2，機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)動(dòng)。 3、對(duì)于三桿構(gòu)件，沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。根據(jù)上述實(shí)例分析，可以得出：（1）F0時(shí)，機(jī)構(gòu)蛻化成剛性桁架，構(gòu)件間不可能產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。（2） F0時(shí)，原動(dòng)件數(shù)大于機(jī)構(gòu)自由度，機(jī)構(gòu)遭到破壞；原動(dòng)件數(shù)小于機(jī)構(gòu)自由度，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)不確定，只有當(dāng)原動(dòng)件數(shù)等于機(jī)構(gòu)自由度

7、時(shí)機(jī)構(gòu)才具有確定的運(yùn)動(dòng)。機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件：機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件：機(jī)構(gòu)的自由度F0，且原動(dòng)件數(shù)等于機(jī)構(gòu)的自由度。四桿機(jī)構(gòu)一個(gè)自由度動(dòng)畫(huà)四桿機(jī)構(gòu)一個(gè)自由度動(dòng)畫(huà)四桿機(jī)構(gòu)二個(gè)自由度動(dòng)畫(huà)四桿機(jī)構(gòu)二個(gè)自由度動(dòng)畫(huà) 五桿機(jī)構(gòu)一個(gè)自由度動(dòng)畫(huà)五桿機(jī)構(gòu)一個(gè)自由度動(dòng)畫(huà)例： 試判斷下圖構(gòu)件組成的系統(tǒng)，是不是機(jī)構(gòu)。 經(jīng)分析，該系統(tǒng)的自由度F=0，所以不是機(jī)構(gòu)。1、平面機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算、平面機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度： 機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件相對(duì)與機(jī)架所具有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目。 機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算公式: F=3n-2PL-PH 式中：n運(yùn)動(dòng)構(gòu)件數(shù) PL低副數(shù) PH高副數(shù) 破碎機(jī)動(dòng)畫(huà)破碎機(jī)動(dòng)畫(huà)2、計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)

8、題、計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題（1 1）復(fù)合鉸鏈）復(fù)合鉸鏈: : 兩個(gè)以上的構(gòu)件同時(shí)在一處以轉(zhuǎn)動(dòng)副相聯(lián)接, 就構(gòu)成了復(fù)合鉸鏈。若m個(gè) 構(gòu)件以復(fù)合鉸鏈相聯(lián)接時(shí)， 其構(gòu)成的轉(zhuǎn)動(dòng)副數(shù)應(yīng)等于 (m-1)個(gè)。 復(fù)合鉸鏈動(dòng)畫(huà)復(fù)合鉸鏈動(dòng)畫(huà)計(jì)算鋼板剪切機(jī)的自由度，并判定其運(yùn)動(dòng)是否確定。 解：由圖知 、 、 ，其中B處為復(fù)合鉸鏈，含兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副。得機(jī)構(gòu)自由度323 52 701LHFnPP 機(jī)構(gòu)中原動(dòng)件只有一個(gè)，等于機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)，所以機(jī)構(gòu)具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。5n 7LP 0HP （2 2）局部自由度）局部自由度: : 某些構(gòu)件所產(chǎn)生的局部運(yùn)動(dòng)并不影響其他構(gòu)件的運(yùn)動(dòng), 這種局部運(yùn)動(dòng)的自由度稱(chēng)為局部自由度

9、。在計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí), 應(yīng)將機(jī)構(gòu)中的局部自由度除去不計(jì)。 右圖中的局部自由度經(jīng)上述處理后，則機(jī)構(gòu)自由度：323 22 2 1 1LHFnPP 局部自由度動(dòng)畫(huà)局部自由度動(dòng)畫(huà)（3 3） 虛約束虛約束: : 對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)實(shí)際上不起約束作用的約束稱(chēng)為虛約束。1 1）轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線重合的虛約束）轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線重合的虛約束 轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線重合的虛約束動(dòng)畫(huà)轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線重合的虛約束動(dòng)畫(huà)2 2）移動(dòng)副導(dǎo)路平行的虛約束）移動(dòng)副導(dǎo)路平行的虛約束 當(dāng)兩構(gòu)件在多處形成移動(dòng)副，并且各移動(dòng)副的導(dǎo)路互相平行，則其中只有一個(gè)移動(dòng)副起實(shí)際的約束作用，而其余移動(dòng)副均為虛約束。 多個(gè)移動(dòng)副虛約束動(dòng)畫(huà)多個(gè)移動(dòng)副虛約束動(dòng)畫(huà)多個(gè)移動(dòng)副虛約束動(dòng)畫(huà)多個(gè)移動(dòng)副

10、虛約束動(dòng)畫(huà)3 3）機(jī)構(gòu)對(duì)稱(chēng)部分的虛約束）機(jī)構(gòu)對(duì)稱(chēng)部分的虛約束 機(jī)構(gòu)中對(duì)傳遞運(yùn)動(dòng)不起獨(dú)立作用的對(duì)稱(chēng)部分，會(huì)形成虛約束。如下圖所示的行星輪系，二個(gè)對(duì)稱(chēng)布置的行星輪中只有一個(gè)起實(shí)際的約束作用，另一個(gè)為虛約束。機(jī)構(gòu)對(duì)稱(chēng)部分的虛約束動(dòng)畫(huà)機(jī)構(gòu)對(duì)稱(chēng)部分的虛約束動(dòng)畫(huà)4 4）軌跡重合的虛約束）軌跡重合的虛約束 機(jī)構(gòu)中聯(lián)接構(gòu)件上點(diǎn)的軌跡和機(jī)構(gòu)上聯(lián)接點(diǎn)的軌跡重合，會(huì)形成虛約束。如下圖（圖中序號(hào)1-5均指構(gòu)件）所示的平行四邊形機(jī)構(gòu)中，聯(lián)接構(gòu)件5上E點(diǎn)的軌跡就與機(jī)構(gòu)連桿2上E點(diǎn)的軌跡重合。 軌跡重合的虛約束動(dòng)畫(huà)軌跡重合的虛約束動(dòng)畫(huà)計(jì)算平面機(jī)構(gòu)的自由度舉例計(jì)算平面機(jī)構(gòu)的自由度舉例 計(jì)算下圖所示的篩料機(jī)構(gòu)的自由度。篩料機(jī)構(gòu)

11、動(dòng)畫(huà)篩料機(jī)構(gòu)動(dòng)畫(huà)解：解： （1）檢查機(jī)構(gòu)中有無(wú)上述三種注意情況： 由圖中可知，機(jī)構(gòu)中滾子自轉(zhuǎn)為局部自由度；頂桿DF與機(jī)架組成兩導(dǎo)路重合的移動(dòng)副E、E， 故其中之一為虛約束；C處為復(fù)合鉸鏈。去除局部自由度和虛約束以后，應(yīng)按圖b計(jì)算自由度。 （2）計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度 機(jī)構(gòu)中的可動(dòng)構(gòu)件數(shù)為n=7, PL=9，PH=1，故該機(jī)構(gòu)的自由度為 F=3n2PLPH=372911=2 2.2 2.2 平面連桿機(jī)構(gòu)的類(lèi)型及應(yīng)用平面連桿機(jī)構(gòu)的類(lèi)型及應(yīng)用 平面連桿機(jī)構(gòu)是由若干個(gè)構(gòu)件用（轉(zhuǎn)動(dòng)副或移動(dòng)副）聯(lián)接組成的平面機(jī)構(gòu)。 由于低副是面接觸，故傳力時(shí)壓強(qiáng)低，磨損小，壽命長(zhǎng)；另外，低副的接觸面為平面或圓柱面，便于加工制造和

12、保證精度。 2.2.1 2.2.1 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)運(yùn)動(dòng)副都是轉(zhuǎn)動(dòng)副的四桿機(jī)構(gòu)。各個(gè)構(gòu)件名稱(chēng)： 機(jī)架固定不動(dòng)的構(gòu)件。連架桿直接與機(jī)架相連的構(gòu)件。曲柄：能整周回轉(zhuǎn)；搖桿：不能整周回轉(zhuǎn)。 連桿不直接與機(jī)架相連的構(gòu)件。鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)動(dòng)畫(huà)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)動(dòng)畫(huà)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)極位動(dòng)畫(huà)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)極位動(dòng)畫(huà)1、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本類(lèi)型：、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本類(lèi)型：1、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu) ：兩個(gè)連架桿一為曲柄，一為搖桿。 如：縫紉機(jī)踏板機(jī)構(gòu) 攪拌機(jī)構(gòu) 2、雙曲柄機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)：兩個(gè)連架桿都是曲柄。 如：插床機(jī)構(gòu) 慣性篩機(jī)構(gòu)正平行四邊形機(jī)構(gòu)正平行四邊形機(jī)構(gòu) 其應(yīng)用：車(chē)輛聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)反平行四邊形機(jī)構(gòu)

13、反平行四邊形機(jī)構(gòu) 其應(yīng)用： 車(chē)門(mén)機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)動(dòng)畫(huà)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)動(dòng)畫(huà)縫紉機(jī)踏板機(jī)構(gòu)縫紉機(jī)踏板機(jī)構(gòu)動(dòng)畫(huà)動(dòng)畫(huà)縫紉機(jī)動(dòng)畫(huà)縫紉機(jī)動(dòng)畫(huà)(3D)縫紉機(jī)跳線機(jī)構(gòu)動(dòng)畫(huà)縫紉機(jī)跳線機(jī)構(gòu)動(dòng)畫(huà)縫紉機(jī)刺布機(jī)構(gòu)動(dòng)畫(huà)（縫紉機(jī)刺布機(jī)構(gòu)動(dòng)畫(huà)（3D)攪拌機(jī)動(dòng)畫(huà)攪拌機(jī)動(dòng)畫(huà)雷達(dá)天線俯仰機(jī)構(gòu)動(dòng)畫(huà)雷達(dá)天線俯仰機(jī)構(gòu)動(dòng)畫(huà)雙曲柄機(jī)構(gòu)動(dòng)畫(huà)雙曲柄機(jī)構(gòu)動(dòng)畫(huà)慣性篩動(dòng)畫(huà)慣性篩動(dòng)畫(huà)升降臺(tái)動(dòng)畫(huà)（升降臺(tái)動(dòng)畫(huà)（3D)正平行四邊形動(dòng)畫(huà)正平行四邊形動(dòng)畫(huà)機(jī)車(chē)車(chē)輪動(dòng)畫(huà)機(jī)車(chē)車(chē)輪動(dòng)畫(huà)(3D)機(jī)車(chē)車(chē)輪聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)畫(huà)機(jī)車(chē)車(chē)輪聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)畫(huà)反平行四邊形動(dòng)畫(huà)反平行四邊形動(dòng)畫(huà)車(chē)門(mén)啟閉機(jī)構(gòu)動(dòng)畫(huà)車(chē)門(mén)啟閉機(jī)構(gòu)動(dòng)畫(huà)車(chē)門(mén)啟閉動(dòng)畫(huà)車(chē)門(mén)啟閉動(dòng)畫(huà)(3D)(3D)3、雙搖桿機(jī)構(gòu)、雙搖桿機(jī)構(gòu)：兩個(gè)連架桿都

14、是搖桿。 其應(yīng)用：其應(yīng)用：鶴式起重機(jī) 飛機(jī)起落架 雙搖桿機(jī)構(gòu)動(dòng)畫(huà)雙搖桿機(jī)構(gòu)動(dòng)畫(huà) 飛機(jī)起落架動(dòng)畫(huà)飛機(jī)起落架動(dòng)畫(huà)鶴式起重機(jī)動(dòng)畫(huà)鶴式起重機(jī)動(dòng)畫(huà)車(chē)輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)動(dòng)畫(huà)車(chē)輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)動(dòng)畫(huà)（3D)3D)刮雨器機(jī)構(gòu)動(dòng)畫(huà)刮雨器機(jī)構(gòu)動(dòng)畫(huà)2鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)形式的判別曲柄存在的條件：曲柄存在的條件：（1）曲柄為最短構(gòu)件；（2）最短桿與最長(zhǎng)桿之和小于或等于其他兩桿之和。桿長(zhǎng)之和條件。最短桿的兩端都是回轉(zhuǎn)副。機(jī)構(gòu)演化：取不同構(gòu)件為機(jī)架（） 取不同構(gòu)件為機(jī)架的四桿機(jī)構(gòu)演化。（1）最短桿為機(jī)架-雙曲柄機(jī)構(gòu)；（2）最短桿的鄰邊為機(jī)架-曲柄搖桿機(jī)構(gòu)；（3）最短桿對(duì)邊為機(jī)架-雙搖桿機(jī)構(gòu)。llll maxmin取不同構(gòu)件為機(jī)架的四桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)取

15、不同構(gòu)件為機(jī)架的四桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)畫(huà)畫(huà)2.2.2 2.2.2 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化1曲柄滑塊機(jī)構(gòu)改變構(gòu)件的形狀及相對(duì)尺寸的演化改變構(gòu)件的形狀及相對(duì)尺寸的演化 曲柄搖桿曲柄滑塊下圖為鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化。曲柄滑快機(jī)構(gòu)動(dòng)畫(huà)曲柄滑快機(jī)構(gòu)動(dòng)畫(huà)對(duì)心曲柄滑塊動(dòng)畫(huà)對(duì)心曲柄滑塊動(dòng)畫(huà)偏置曲柄滑塊動(dòng)畫(huà)偏置曲柄滑塊動(dòng)畫(huà)2 2、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) 取不同構(gòu)件為機(jī)架，可以獲得如下機(jī)構(gòu)：取不同構(gòu)件為機(jī)架，可以獲得如下機(jī)構(gòu)： 擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)； 轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)； 曲柄搖塊機(jī)構(gòu)； 移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)； (a）轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)）轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) (b）擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)）擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) (c）牛頭刨床主體機(jī)構(gòu)）牛頭刨床主體機(jī)構(gòu)其應(yīng)用：牛頭刨床機(jī)構(gòu)

16、轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)動(dòng)畫(huà)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)動(dòng)畫(huà)擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)動(dòng)畫(huà)擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)動(dòng)畫(huà)牛頭刨機(jī)構(gòu)動(dòng)畫(huà)牛頭刨機(jī)構(gòu)動(dòng)畫(huà)牛頭刨床動(dòng)畫(huà)牛頭刨床動(dòng)畫(huà)(3D)(3D)移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)動(dòng)畫(huà)移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)動(dòng)畫(huà)3搖塊機(jī)構(gòu) 在對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，若取構(gòu)件2作機(jī)架，即得到下圖所示的搖塊機(jī)構(gòu)。這種機(jī)構(gòu)廣泛用于擺缸式內(nèi)燃機(jī)和液壓驅(qū)動(dòng)裝置等機(jī)械中。 翻斗車(chē)機(jī)構(gòu)動(dòng)畫(huà)（翻斗車(chē)機(jī)構(gòu)動(dòng)畫(huà)（3D)3D)搖塊機(jī)構(gòu)動(dòng)畫(huà)搖塊機(jī)構(gòu)動(dòng)畫(huà)4 4定塊機(jī)構(gòu)定塊機(jī)構(gòu) 在曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，若取構(gòu)件3作機(jī)架，即可得到如下圖所示的定塊機(jī)構(gòu)。這種機(jī)構(gòu)常用于手動(dòng)抽水唧筒和抽油泵中。手搖唧筒動(dòng)畫(huà)手搖唧筒動(dòng)畫(huà)(3D)(3D)定快機(jī)構(gòu)動(dòng)畫(huà)定快機(jī)構(gòu)動(dòng)畫(huà)5 5偏心輪機(jī)構(gòu)偏心輪機(jī)構(gòu) 在平面四桿機(jī)構(gòu)中

17、，若需曲柄很短，或要求滑塊行程較小時(shí)，通常都把曲柄做成盤(pán)狀，因圓盤(pán)的幾何中心與轉(zhuǎn)動(dòng)中心不重合也稱(chēng)為偏心輪，即得到如下圖所示的偏心輪機(jī)構(gòu)。 偏心輪動(dòng)偏心輪動(dòng)畫(huà)畫(huà) 按同樣的演化方式，若將鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中兩桿長(zhǎng)度趨于無(wú)窮大時(shí)，則兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副由兩個(gè)移動(dòng)副替代，并分別取不同構(gòu)件作機(jī)架，可演化出下列機(jī)構(gòu)： 正弦機(jī)構(gòu)正弦機(jī)構(gòu) 正切機(jī)構(gòu)正切機(jī)構(gòu)正旋機(jī)構(gòu)動(dòng)畫(huà)正旋機(jī)構(gòu)動(dòng)畫(huà)滑塊聯(lián)軸器滑塊聯(lián)軸器 橢圓儀橢圓儀雙轉(zhuǎn)塊機(jī)構(gòu)動(dòng)畫(huà)（雙轉(zhuǎn)塊機(jī)構(gòu)動(dòng)畫(huà)（3D3D）橢圓規(guī)動(dòng)畫(huà)橢圓規(guī)動(dòng)畫(huà)雙滑塊機(jī)構(gòu)動(dòng)畫(huà)（雙滑塊機(jī)構(gòu)動(dòng)畫(huà)（3D)3D)2.3 2.3 四桿機(jī)構(gòu)的基本特性四桿機(jī)構(gòu)的基本特性2.3.1 2.3.1 急回特性與行程速比系數(shù)急回特性與行

18、程速比系數(shù)（1）曲柄搖桿機(jī)構(gòu)：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)：極位夾角極位夾角：搖桿位于兩極限位置時(shí)曲柄兩位置所夾的銳角。急回特性急回特性:從動(dòng)搖桿往復(fù)擺動(dòng)的平均角速度不等，空回行程的平均速度大于正行程的平均速度。 行程速比系數(shù)行程速比系數(shù)：00212112122112180180/tttCCtCCvvK11180kk（2）曲柄滑塊機(jī)構(gòu)偏置的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)： 有急回特性。對(duì)心的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)： 無(wú)急回特性。（3）擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)： 有急回特性。1, 0K1, 0K1,K2.3.2 2.3.2 壓力角與傳動(dòng)角壓力角與傳動(dòng)角 壓力角壓力角a a：從動(dòng)件所受的力與力作用點(diǎn)的速度方向之間所夾的銳角。 傳動(dòng)角傳動(dòng)角 g g：壓力

19、角的余角。 a a愈小， g g愈大，對(duì)傳動(dòng)愈有利。 設(shè)計(jì)時(shí)限制最小傳動(dòng)角： （一般）（一般） （高速、重載）（高速、重載）5040minmingg 最小傳動(dòng)角運(yùn)動(dòng)演示動(dòng)畫(huà)最小傳動(dòng)角運(yùn)動(dòng)演示動(dòng)畫(huà) 最小傳動(dòng)角最小傳動(dòng)角minmin的位置的位置：（1）曲柄搖桿機(jī)構(gòu)：曲柄與機(jī)架共線。 1）當(dāng)主動(dòng)件與機(jī)架重疊共線時(shí)(=0) 2）當(dāng)主動(dòng)件與機(jī)架拉直共線時(shí)：(=180) 在上述兩個(gè)傳動(dòng)角中取小值。bcadcb2)(arccos222gbcadcb2)(arccos180222 g（2）曲柄滑塊機(jī)構(gòu)： 在曲柄與導(dǎo)路垂直的位置。（3）導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的壓力角曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的壓力角導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角90, 0ga2.3.3 2.3.3 死點(diǎn)位置死點(diǎn)位置死點(diǎn)死點(diǎn)：機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角為零的位置。 1.1.曲柄搖桿機(jī)構(gòu)：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)：搖桿為主動(dòng)件，曲柄與連桿共線的位置。 2.2.曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu): 滑塊為主動(dòng)件。 3. 擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)：擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)：導(dǎo)桿為主動(dòng)件。 克服死點(diǎn)：克服死點(diǎn)： 靠慣性靠慣性 如如 縫紉機(jī)機(jī)構(gòu)。 附加桿組，使得止點(diǎn)位置錯(cuò)開(kāi)附加桿組，使得止點(diǎn)位置錯(cuò)開(kāi) 如如 機(jī)車(chē)車(chē)輪聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)。利用止點(diǎn)利用止點(diǎn): 夾緊機(jī)構(gòu)夾緊機(jī)構(gòu)。 如如 快速夾具機(jī)構(gòu)。