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1、第第2章章 內(nèi) 容連桿機(jī)構(gòu)及其傳動(dòng)特點(diǎn)連桿機(jī)構(gòu)及其傳動(dòng)特點(diǎn)平面四桿機(jī)構(gòu)的基本型式及其演化平面四桿機(jī)構(gòu)的基本型式及其演化平面四桿機(jī)構(gòu)的主要工作特性平面四桿機(jī)構(gòu)的主要工作特性 重 點(diǎn) 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類(lèi)型、平面四桿機(jī)構(gòu)的主要工作特性。二、特點(diǎn): 優(yōu)點(diǎn):優(yōu)點(diǎn):全低副(面接觸),利于潤(rùn)滑,故磨損小、傳載大、壽命長(zhǎng);易加工,精度高,制造成本低等。1 1 平面平面連桿機(jī)構(gòu)及其傳動(dòng)特點(diǎn) 缺點(diǎn):缺點(diǎn):不能精確實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,設(shè)計(jì)計(jì)算較復(fù)雜,慣性力不易平衡等。三、應(yīng)用: 實(shí)現(xiàn)已知運(yùn)動(dòng)規(guī)律;實(shí)現(xiàn)給定點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。一、定義:若干剛性構(gòu)件,由低副(轉(zhuǎn)動(dòng)、移動(dòng))連接所組成的平面機(jī)構(gòu)。攪拌機(jī)鶴臂吊夾緊機(jī)構(gòu)飛機(jī)起落架
2、2 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本型式及其演化一、平面四桿機(jī)構(gòu)的基本型式基本型式基本型式鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu),其它四桿機(jī)構(gòu)都是由它演變得到。,其它四桿機(jī)構(gòu)都是由它演變得到。名詞解釋?zhuān)好~解釋?zhuān)呵髡芏ㄝS回轉(zhuǎn)的構(gòu)件;作整周定軸回轉(zhuǎn)的構(gòu)件;連桿連桿作平面運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件;作平面運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件;連架桿連架桿與機(jī)架相聯(lián)的構(gòu)件;與機(jī)架相聯(lián)的構(gòu)件;搖桿搖桿作定軸擺動(dòng)的構(gòu)件;作定軸擺動(dòng)的構(gòu)件;周轉(zhuǎn)副周轉(zhuǎn)副能作能作360360相對(duì)回轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)副;相對(duì)回轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)副;擺轉(zhuǎn)副擺轉(zhuǎn)副只只能作有限角度擺動(dòng)的運(yùn)動(dòng)副。能作有限角度擺動(dòng)的運(yùn)動(dòng)副。曲柄曲柄連桿連桿搖桿搖桿1234ABCD二、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)鉸鏈
3、四桿機(jī)構(gòu)三種基本型式:三種基本型式:(1 1)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)特征:曲柄搖桿特征:曲柄搖桿作用:將曲柄的整周回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)閾u桿的往復(fù)擺動(dòng)。作用:將曲柄的整周回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)閾u桿的往復(fù)擺動(dòng)。 如如雷達(dá)天線(xiàn)雷達(dá)天線(xiàn),縫紉機(jī)縫紉機(jī),攪拌機(jī)攪拌機(jī),跑步機(jī)跑步機(jī)。雷達(dá)天線(xiàn)俯仰機(jī)構(gòu)雷達(dá)天線(xiàn)俯仰機(jī)構(gòu)曲柄主動(dòng)曲柄主動(dòng)(2 2)雙曲柄機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)特征:兩個(gè)曲柄特征:兩個(gè)曲柄作用:將等速回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)樽饔茫簩⒌人倩剞D(zhuǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)榈人俚人倩蚧蜃兯僮兯倩剞D(zhuǎn)?;剞D(zhuǎn)。應(yīng)用實(shí)例:如慣性篩、葉片泵等。應(yīng)用實(shí)例:如慣性篩、葉片泵等。ABDC1234E6慣性篩機(jī)構(gòu)慣性篩機(jī)構(gòu)31旋轉(zhuǎn)式葉片泵旋轉(zhuǎn)式葉片泵A AD DC CB B1 12 23 34 4耕
4、地耕地料斗料斗DCAB耕地耕地料斗料斗DCABABCD實(shí)例:實(shí)例: 火車(chē)輪火車(chē)輪特例:平行四邊形機(jī)構(gòu)特例:平行四邊形機(jī)構(gòu)AB = CD特征:兩連架桿等長(zhǎng)且平行,特征:兩連架桿等長(zhǎng)且平行, 連桿作平動(dòng)連桿作平動(dòng)BC = ADABDC攝影平臺(tái)攝影平臺(tái)BC天平天平播種機(jī)料斗機(jī)構(gòu)播種機(jī)料斗機(jī)構(gòu)ADBC反平行四邊形機(jī)構(gòu)反平行四邊形機(jī)構(gòu)-車(chē)門(mén)開(kāi)閉機(jī)構(gòu)車(chē)門(mén)開(kāi)閉機(jī)構(gòu)反向反向ABDCEABDC風(fēng)扇座風(fēng)扇座蝸輪蝸輪蝸桿蝸桿電機(jī)電機(jī)ABDCEABDCE電機(jī)電機(jī)ABDC風(fēng)扇座風(fēng)扇座蝸輪蝸輪蝸桿蝸桿電機(jī)電機(jī)ABDC風(fēng)扇座風(fēng)扇座蝸輪蝸輪蝸桿蝸桿(3 3)雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)特征:兩個(gè)搖桿特征:兩個(gè)搖桿應(yīng)用舉例:鑄造翻箱機(jī)
5、構(gòu)應(yīng)用舉例:鑄造翻箱機(jī)構(gòu)、特例:等腰梯形機(jī)特例:等腰梯形機(jī)構(gòu)汽車(chē)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)構(gòu)汽車(chē)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)風(fēng)扇搖頭機(jī)構(gòu)風(fēng)扇搖頭機(jī)構(gòu)、BCABDC鶴臂吊鶴臂吊1.擴(kuò)大轉(zhuǎn)動(dòng)副三、三、平面平面四桿機(jī)構(gòu)的演化四桿機(jī)構(gòu)的演化機(jī)構(gòu)演化方法機(jī)構(gòu)演化方法擴(kuò)大回轉(zhuǎn)副改變更桿件長(zhǎng)度用移動(dòng)副取代回轉(zhuǎn)副變更機(jī)架等偏心輪機(jī)構(gòu)偏心輪機(jī)構(gòu)2.改變桿件長(zhǎng)度RABCDABCRABCRRABCABR正弦機(jī)構(gòu)正弦機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)雙滑塊機(jī)構(gòu)雙滑塊機(jī)構(gòu) 3.變換機(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)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)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)搖塊機(jī)構(gòu)搖塊機(jī)構(gòu) 定塊機(jī)構(gòu)定塊機(jī)構(gòu)( (移動(dòng)導(dǎo)桿
6、機(jī)構(gòu)移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)) )ABCABC AB AC轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) AB AC擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) SqR正弦機(jī)構(gòu)正弦機(jī)構(gòu)雙搖塊機(jī)構(gòu)雙搖塊機(jī)構(gòu)正弦機(jī)構(gòu)正弦機(jī)構(gòu)雙移塊機(jī)構(gòu)雙移塊機(jī)構(gòu)qS正切機(jī)構(gòu)正切機(jī)構(gòu)1.平面四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件ABCDabcdf設(shè) AB 為曲柄, 且 af 、b+f c 、c+f b以 fmax = a + d , fmin = d - a 代入并整理得:b+c a+d 、 b+d a+c 、 c+d a+b并可得: ab 、 ac 、 aL(其余兩桿長(zhǎng)度之和其余兩桿長(zhǎng)度之和)時(shí)時(shí) 任何構(gòu)件是機(jī)架任何構(gòu)件是機(jī)架 雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)曲柄存在的條件:(1)最短桿與最長(zhǎng)桿長(zhǎng)
7、度之和小于或等于其余兩桿長(zhǎng)度之和(2)最短桿是連架桿或機(jī)架圖圖a圖圖b圖圖c圖圖d練習(xí):根據(jù)圖示尺寸判斷下列鉸鏈機(jī)構(gòu)屬于哪種類(lèi)型。雙曲柄機(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)作業(yè):圖示鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中,已知:BC=50mm,CD=35mm,AD=30mm,AD為機(jī)架,求:1)若此機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu),且AB為曲柄,求AB的最大值;2)若此機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu),求AB的范圍;3)若此機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu),求AB的范圍。答案:1)AB=15mm;2)45mmAB55mm;3)15mmAB45mm或55AB115mm2.急回運(yùn)動(dòng)和行程速比系數(shù)(以曲柄搖桿機(jī)構(gòu)為例)從動(dòng)桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)的平均速度不等的現(xiàn)象稱(chēng)為機(jī)構(gòu)的急回特
8、性急回特性. 極位夾角極位夾角qq0 0對(duì)應(yīng)從動(dòng)桿的兩個(gè)極限位置, 主動(dòng)件兩相應(yīng)位置所夾銳角.ABCDabcd C2B2 1 2 B1C1q qABCDabcd C2B2 1 2 B1C1q q行程速比系數(shù)行程速比系數(shù)=V2V1K=V回V工C1C2 / t1C2C1 / t2=t1t2=( K 1 )q= 180 K - 1K + 1= 180 + q1180 - q1= 180 + q180 - qK = 180 + q180 - q練習(xí) 偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中,曲柄AB為原動(dòng)件,其長(zhǎng)為20 cm,且逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。又知連桿長(zhǎng)BC為60cm,滑塊行程速比系數(shù)K=2。試求:滑塊行程 s =?001
9、180601KKq220s80 +402 80 40cos6069.28 C2AD=擺動(dòng)導(dǎo)桿極位夾角?擺動(dòng)導(dǎo)桿極位夾角? 壓力角FV從動(dòng)桿(運(yùn)動(dòng)輸出件)受力點(diǎn)的力作用線(xiàn)與該點(diǎn)速度方位線(xiàn)所夾銳角. (不考慮摩擦)傳動(dòng)角dd d 1800 d壓力角的余角.(連桿軸線(xiàn)與從動(dòng)桿軸線(xiàn)所夾銳角)1.壓力角和傳動(dòng)角二、二、 傳力特性傳力特性F ”F切向分力切向分力: : F = = F coscos法向分力法向分力: : F ”= = F F coscos F 對(duì)傳動(dòng)有利對(duì)傳動(dòng)有利。= = F sinsin可用可用的大小來(lái)表示機(jī)構(gòu)傳動(dòng)力性能的好壞的大小來(lái)表示機(jī)構(gòu)傳動(dòng)力性能的好壞, ,稱(chēng)稱(chēng)為傳動(dòng)角為傳動(dòng)角。設(shè)
10、計(jì)要求: 4050 通常,機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中傳動(dòng)角是變化的,最小值在哪?最小傳動(dòng)角最小傳動(dòng)角 minminDdBACabcddcos2cos2222222cbcbBDdadaBDcbdadacb2cos2cos2222d =0 cos =1 cos d d min =180 cos = 1 cos d d max分析分析d d min 或或 d d max 可能最小可能最小 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu), ,當(dāng)曲柄主動(dòng)時(shí)當(dāng)曲柄主動(dòng)時(shí), ,在在曲柄與機(jī)架共線(xiàn)曲柄與機(jī)架共線(xiàn)的兩個(gè)位置的兩個(gè)位置之一之一, ,傳動(dòng)角最小傳動(dòng)角最小. .或 180 d d由前由前F0 02.2.死點(diǎn)位置死點(diǎn)位置連桿與從動(dòng)件共線(xiàn)的位置( =0)為死點(diǎn)位置。以曲柄搖桿機(jī)構(gòu)為例,若以曲柄搖桿機(jī)構(gòu)為例,若搖桿為搖桿為主動(dòng)件,主動(dòng)件,且連桿與曲柄兩次共線(xiàn)且連桿與曲柄兩次共線(xiàn)時(shí)時(shí),有:,有:此時(shí)此時(shí)機(jī)構(gòu)不能運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)不能運(yùn)動(dòng). .避免措施:避免措施: 兩組機(jī)構(gòu)錯(cuò)開(kāi)排列兩組機(jī)構(gòu)錯(cuò)開(kāi)排列 如火車(chē)輪機(jī)構(gòu)如火車(chē)輪機(jī)構(gòu); ;稱(chēng)此位置為:稱(chēng)此位置為:“死點(diǎn)死點(diǎn)”0 0 靠飛輪的慣性,如靠飛輪的慣性,如縫紉機(jī)縫紉機(jī)等。等。F0 0FAEDGBCABEFD
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