第3章 平面連桿機(jī)構(gòu)

1、第三章平面連桿機(jī)構(gòu)目標(biāo)規(guī)劃v知識(shí)目標(biāo)1.基本了解：四桿機(jī)構(gòu)的組成、基本形式、演化、基本性質(zhì)2.重點(diǎn)掌握：四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法v技能目標(biāo) 1.鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的類(lèi)型判斷；2.根據(jù)已知條件，采用圖解法設(shè)計(jì)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)穿針引線平面連桿機(jī)構(gòu)四桿機(jī)構(gòu)的組成四桿機(jī)構(gòu)基本形式四桿機(jī)構(gòu)基本特性四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)概述連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)和應(yīng)用四桿機(jī)構(gòu)的基本形式四桿機(jī)構(gòu)的演化四桿機(jī)構(gòu)存在曲柄的條件急回特性壓力角和傳動(dòng)角死點(diǎn)位置按給定連桿位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)按給定行程速度變化系數(shù)設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)第一節(jié) 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的組成一、概述連桿機(jī)構(gòu)：構(gòu)件之間只有低副連接的機(jī)構(gòu)(亦稱(chēng)低副機(jī)構(gòu))。平面連桿機(jī)構(gòu)：所有構(gòu)件均作平行于某一平面運(yùn)動(dòng)的連桿機(jī)構(gòu)。 一

2、般連桿機(jī)構(gòu)以所含桿的數(shù)目命名，工程上應(yīng)用最廣的是平面四桿機(jī)構(gòu)。 很多平面多桿機(jī)構(gòu)都是在平面四桿機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上添加一些桿件系統(tǒng)組成的。鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)：全轉(zhuǎn)動(dòng)副的平面四桿機(jī)構(gòu)。機(jī)架機(jī)架:固定不動(dòng)的構(gòu)件連架桿連架桿曲柄曲柄:做連續(xù)整周運(yùn)動(dòng)搖桿搖桿:做連續(xù)擺動(dòng)連桿連桿:不與機(jī)架相連四桿機(jī)構(gòu)的組成二、四桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)和應(yīng)用1.低副連接，壓強(qiáng)小，便于潤(rùn)滑，磨損較小，壽命較長(zhǎng)，適用于傳遞較大動(dòng)力。2.易于制造，獲得較高的運(yùn)動(dòng)精度。3.可制成較長(zhǎng)桿，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離操作控制。4.能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜運(yùn)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)預(yù)定運(yùn)動(dòng)規(guī)律和已給定的軌跡。特點(diǎn)：應(yīng)用：各種儀器儀表，如內(nèi)燃機(jī)，鍛壓機(jī)等第二節(jié) 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本形式一、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基

3、本形式鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)1.曲柄搖桿機(jī)構(gòu)具有一個(gè)曲柄一個(gè)搖桿的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。主動(dòng)件可以是曲柄也可以是搖桿。曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用如下圖：.雙曲柄機(jī)構(gòu)具有二個(gè)曲柄的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。若兩曲柄不等長(zhǎng)時(shí)，主動(dòng)桿做等速轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)桿做變速運(yùn)動(dòng)慣性篩平行四邊形機(jī)構(gòu)：曲柄的長(zhǎng)度相等且轉(zhuǎn)向相同，連桿與機(jī)架長(zhǎng)度相等ABDC攝影平臺(tái)平行四邊形機(jī)構(gòu)逆平行四邊形機(jī)構(gòu)：曲柄的長(zhǎng)度相等且轉(zhuǎn)向相反，連桿與機(jī)架長(zhǎng)度相等逆平行四邊形機(jī)構(gòu)車(chē)門(mén)啟閉機(jī)構(gòu)3.雙搖桿機(jī)構(gòu)具有二個(gè)搖桿的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。起重機(jī)變幅機(jī)構(gòu)二、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化1.轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)化為移動(dòng)副一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)化為移動(dòng)副二個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)化為移動(dòng)副2.取不同構(gòu)件為機(jī)架

4、對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的演化過(guò)程第三節(jié) 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本特性一、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)存在曲柄條件在AC2D和AC1Dc(b-a)+dd(b-a)+ca+c b+da+d b+ca+b c+da ba ca d存在曲柄的條件：.最短與最長(zhǎng)構(gòu)件的長(zhǎng)度之和不大于其它兩構(gòu)件長(zhǎng)度之和.連架桿與機(jī)架必有一桿為最短桿不管以哪個(gè)構(gòu)件作為機(jī)架,都是雙搖桿機(jī)構(gòu)若滿(mǎn)足曲柄存在的條件：取以最短桿相連的桿作為機(jī)架，則構(gòu)成曲柄搖桿機(jī)構(gòu).取最短桿作為機(jī)架，則構(gòu)成雙曲柄機(jī)構(gòu)取以最短桿相對(duì)的桿作為機(jī)架，則構(gòu)成雙搖桿機(jī)構(gòu)若不滿(mǎn)足曲柄存在的條件二、急回特性曲柄搖桿機(jī)構(gòu)極位夾角：搖桿位于兩極限位置時(shí)曲柄對(duì)應(yīng)兩位置線所夾的銳角擺角：搖桿在兩極限位

5、置之間往復(fù)擺動(dòng)的角度oo18018021180180212112ttvvK11180KK通常取K=1.22.0三、壓力角和傳動(dòng)角壓力角與傳動(dòng)角壓力角：作用在從動(dòng)件上的力與受力點(diǎn)速度方向之間所夾銳角。傳動(dòng)角 ：壓力角的余角 壓力角越小或者傳動(dòng)角越大，對(duì)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)越有利。工作行程最小傳動(dòng)角min4050 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)min出現(xiàn)在曲柄與機(jī)架共線的兩位置之一 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)min出現(xiàn)在曲柄垂直于滑槽中心線位置四、死點(diǎn)位置 無(wú)論怎樣加大驅(qū)動(dòng)力，均不能只依靠驅(qū)動(dòng)力的作用使從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)，這個(gè)位置被稱(chēng)為死點(diǎn)此時(shí)=90，=0，有效分力為零縫紉機(jī)踏板機(jī)構(gòu) 死點(diǎn)存在與否決定于從動(dòng)件是否與連桿共線通過(guò)死點(diǎn)的方法：1.錯(cuò)位

6、排列2.安裝慣性飛輪第四節(jié) 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)一、按給定的連桿位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)一四桿機(jī)構(gòu)把爐門(mén)從開(kāi)啟位置B2C2轉(zhuǎn)變?yōu)殛P(guān)閉位置B1C1熱處理加熱爐爐門(mén)1.根據(jù)比例尺，定出爐門(mén)B1C1，B2C2的位置。2.連接B1B2、C1C2，并作B1B2、C1C2的垂直平分線mm、nn。3.由于A、D兩點(diǎn)在mm、nn線上任意確定，故有無(wú)窮多解分析：該題的關(guān)鍵是確定A、D點(diǎn)二、按給定行程速比系數(shù)設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)急回特性四桿機(jī)構(gòu)已知搖桿長(zhǎng)度LAD、搖桿擺角及行程速比系數(shù)K，確定四桿機(jī)構(gòu)分析：設(shè)計(jì)的實(shí)質(zhì)是確定鉸鏈中心A點(diǎn)1.由給定的行程速比系數(shù)K，計(jì)算極位夾角2.選擇合適比例尺，按已知的搖桿長(zhǎng)度LAD和擺角 ，做出搖桿的兩極限位置C1D、C2D3.連接C1C2，做C1C2O=C1C2O=90-，得到