第四章平面連桿機(jī)構(gòu)

1、第四章第四章 平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)第一節(jié)第一節(jié) 平面四桿機(jī)構(gòu)的類型及其應(yīng)用平面四桿機(jī)構(gòu)的類型及其應(yīng)用 第二節(jié)第二節(jié) 平面四桿機(jī)構(gòu)的一些基本特性平面四桿機(jī)構(gòu)的一些基本特性 第三節(jié)第三節(jié) 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) 第四節(jié)第四節(jié) 平面連桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu) 學(xué)習(xí)重點(diǎn)學(xué)習(xí)重點(diǎn)預(yù)熱預(yù)熱： 什么是平面連桿機(jī)構(gòu)？特點(diǎn)及研究?jī)?nèi)容是什么？什么是平面連桿機(jī)構(gòu)？特點(diǎn)及研究?jī)?nèi)容是什么？第四章第四章 平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu) 驅(qū)動(dòng)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)項(xiàng)目:牛頭刨床、連續(xù)抽水泵 牽引知識(shí)點(diǎn)牽引知識(shí)點(diǎn): :轉(zhuǎn)動(dòng)副、移動(dòng)副、表示方法及應(yīng)用 配合案例：配合案例：傳統(tǒng)水泵等 重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)、難點(diǎn)：曲柄存在的條件、

2、死點(diǎn) 學(xué)時(shí)：4學(xué)時(shí) 預(yù)熱預(yù)熱 定義定義: : 全由低副（轉(zhuǎn)動(dòng)副、移動(dòng)副）構(gòu)成的平面機(jī)構(gòu)稱為全由低副（轉(zhuǎn)動(dòng)副、移動(dòng)副）構(gòu)成的平面機(jī)構(gòu)稱為平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu) 特點(diǎn)：特點(diǎn)：面接觸，承載能力強(qiáng)，耐磨損；面接觸，承載能力強(qiáng)，耐磨損； 易于制造和獲得較高的制造精度；易于制造和獲得較高的制造精度； 能實(shí)現(xiàn)多種運(yùn)動(dòng)規(guī)律。能實(shí)現(xiàn)多種運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 缺點(diǎn)缺點(diǎn)：效率低；：效率低； 累計(jì)運(yùn)動(dòng)誤差較大；累計(jì)運(yùn)動(dòng)誤差較大； 高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不平衡動(dòng)載荷較大，且難于消除。高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不平衡動(dòng)載荷較大，且難于消除。 內(nèi)容：內(nèi)容：類型、應(yīng)用及其特性，平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)類型、應(yīng)用及其特性，平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 基本概念基本概念 機(jī)架：機(jī)

3、架：固定不動(dòng)的構(gòu)件； 連桿：連桿：兩斷都以活動(dòng)鉸鏈相連的構(gòu)件； 連架桿：連架桿：連接機(jī)架和連桿的構(gòu)件。 曲柄：曲柄：能夠周轉(zhuǎn)的連架桿； 搖桿：搖桿：不能周轉(zhuǎn)的連架桿。一、平面四桿機(jī)構(gòu)的基本型式一、平面四桿機(jī)構(gòu)的基本型式鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu) 1 1曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 2 2雙曲柄機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu) 3 3雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu) 二、平面四桿機(jī)構(gòu)的演化型式二、平面四桿機(jī)構(gòu)的演化型式 1 1曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 2 2導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) 3 3偏心輪機(jī)構(gòu)偏心輪機(jī)構(gòu) 第一節(jié)第一節(jié) 平面四桿機(jī)構(gòu)的類型及其應(yīng)用平面四桿機(jī)構(gòu)的類型及其應(yīng)用 運(yùn)動(dòng)副全是轉(zhuǎn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副全是轉(zhuǎn)動(dòng)副 1.1.曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿

4、機(jī)構(gòu) 兩連架桿中一個(gè)為曲兩連架桿中一個(gè)為曲柄，另一個(gè)為搖桿柄，另一個(gè)為搖桿。 曲柄為主動(dòng)件時(shí)，曲柄為主動(dòng)件時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)由曲柄的整周可以實(shí)現(xiàn)由曲柄的整周回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)到搖桿往復(fù)擺回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)到搖桿往復(fù)擺動(dòng)的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換。動(dòng)的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換。 搖桿為主動(dòng)件時(shí)，搖桿為主動(dòng)件時(shí)，則可以將搖桿的擺動(dòng)轉(zhuǎn)則可以將搖桿的擺動(dòng)轉(zhuǎn)換為曲柄的整周回轉(zhuǎn)運(yùn)換為曲柄的整周回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)。 應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例： 牛頭刨床工作臺(tái)橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)牛頭刨床工作臺(tái)橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu) 縫紉機(jī)的踏板機(jī)構(gòu)縫紉機(jī)的踏板機(jī)構(gòu) 7-3 縫紉機(jī)踏板機(jī)構(gòu) 縫紉機(jī)踏板機(jī)構(gòu)縫紉機(jī)踏板機(jī)構(gòu) 牛頭刨床進(jìn)給機(jī)構(gòu)牛頭刨床進(jìn)給機(jī)構(gòu) (a)局部結(jié)構(gòu)圖 ; (b)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 1主動(dòng)齒輪;

5、2從動(dòng)齒輪; 3連桿; 4搖桿（棘爪）; 5棘輪; 6絲杠 ; 7機(jī)架正平行四邊形機(jī)構(gòu)正平行四邊形機(jī)構(gòu)蒸汽機(jī)車的車輪聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)蒸汽機(jī)車的車輪聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)2.2.雙曲柄機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)兩個(gè)連架桿都能作整周回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)兩個(gè)連架桿都能作整周回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)振動(dòng)篩（也稱為慣性篩）振動(dòng)篩（也稱為慣性篩） 在雙曲柄機(jī)構(gòu)中，如果在雙曲柄機(jī)構(gòu)中，如果組成四邊形的對(duì)邊長(zhǎng)度分別組成四邊形的對(duì)邊長(zhǎng)度分別相等，即相等，即 ，則根據(jù)曲柄相對(duì)位置的不同，則根據(jù)曲柄相對(duì)位置的不同，可得到可得到正平行四邊形機(jī)構(gòu)正平行四邊形機(jī)構(gòu)和和反平行四邊形機(jī)構(gòu)。反平行四邊形機(jī)構(gòu)。反平行四邊形機(jī)構(gòu)反平行四邊形機(jī)構(gòu)車門啟閉機(jī)構(gòu)車門啟閉機(jī)構(gòu)ADBCCDAB, 3.

6、3.雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)兩連架桿均為搖桿兩連架桿均為搖桿飛機(jī)起落架機(jī)構(gòu)飛機(jī)起落架機(jī)構(gòu)起重機(jī)中重物平移機(jī)構(gòu)起重機(jī)中重物平移機(jī)構(gòu)汽車前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)汽車前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)( (等腰梯形機(jī)構(gòu)等腰梯形機(jī)構(gòu)) ) 1.1.曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 一連架桿為曲柄，另一連架桿相對(duì)機(jī)架作往復(fù)移動(dòng)而稱為滑塊一連架桿為曲柄，另一連架桿相對(duì)機(jī)架作往復(fù)移動(dòng)而稱為滑塊應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例：內(nèi)燃機(jī)、空氣壓縮機(jī)、沖床和縫紉機(jī)等。：內(nèi)燃機(jī)、空氣壓縮機(jī)、沖床和縫紉機(jī)等。對(duì)心式曲柄滑塊機(jī)構(gòu)對(duì)心式曲柄滑塊機(jī)構(gòu)偏置式曲柄滑塊機(jī)構(gòu)偏置式曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 取曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中的不同構(gòu)件作為機(jī)架，可以得到以下取曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中的不同構(gòu)件作為機(jī)架，可以得到以下四

7、種不同的機(jī)構(gòu)。四種不同的機(jī)構(gòu)。2.2.導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)v曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) v曲柄擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)曲柄擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)v擺動(dòng)導(dǎo)桿滑塊機(jī)構(gòu)（搖塊機(jī)構(gòu)）擺動(dòng)導(dǎo)桿滑塊機(jī)構(gòu)（搖塊機(jī)構(gòu)）v移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)（定塊機(jī)構(gòu)）移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)（定塊機(jī)構(gòu)）應(yīng)用應(yīng)用 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)應(yīng)用圖導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)應(yīng)用圖(a)(a)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu); (b); (b)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu); ; （c)c)擺動(dòng)導(dǎo)桿滑塊機(jī)構(gòu)擺動(dòng)導(dǎo)桿滑塊機(jī)構(gòu)( (搖塊機(jī)構(gòu)）搖塊機(jī)構(gòu)）; (d); (d)移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)（定塊機(jī)構(gòu)）移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)（定塊機(jī)構(gòu)） 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)圖導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)圖2 2 曲柄擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)(a)曲柄擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu); (b)電氣開關(guān)小型刨床機(jī)構(gòu) 卡車車

8、廂自動(dòng)翻轉(zhuǎn)卸料機(jī)構(gòu) 手動(dòng)抽水機(jī) 3.3.偏心輪機(jī)構(gòu)偏心輪機(jī)構(gòu) 特點(diǎn)：容易加工；特點(diǎn)：容易加工； 工作時(shí)潤(rùn)滑條件和受力情況好；工作時(shí)潤(rùn)滑條件和受力情況好；可用于較重載荷的傳動(dòng)中?？捎糜谳^重載荷的傳動(dòng)中。 應(yīng)用舉例：蒸汽機(jī)換氣閥傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、沖壓機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等。應(yīng)用舉例：蒸汽機(jī)換氣閥傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、沖壓機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等。（a a）等效曲柄滑塊機(jī)構(gòu)）等效曲柄滑塊機(jī)構(gòu) （b b）曲柄滑塊機(jī)構(gòu)）曲柄滑塊機(jī)構(gòu) （c c）等效曲柄搖桿機(jī)構(gòu)）等效曲柄搖桿機(jī)構(gòu) （d) d) 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)一、一、曲柄存在條件曲柄存在條件 二、二、急回特性和行程速比系數(shù)急回特性和行程速比系數(shù)三、三、壓力角和傳動(dòng)角壓力角和傳動(dòng)角四、死點(diǎn)

9、位置死點(diǎn)位置第二節(jié)第二節(jié) 平面四桿機(jī)構(gòu)的一些基本特性平面四桿機(jī)構(gòu)的一些基本特性 在在 中中 在在 中中整理得整理得 dacaba將式將式、中的三個(gè)不等中的三個(gè)不等式兩兩相加，化簡(jiǎn)后得式兩兩相加，化簡(jiǎn)后得 曲柄存在條件：曲柄存在條件： 最短桿與最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度之和小于或等于其余兩桿長(zhǎng)度之和；最短桿與最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度之和小于或等于其余兩桿長(zhǎng)度之和； 連架桿與機(jī)架中必有一桿為最短桿。連架桿與機(jī)架中必有一桿為最短桿。你會(huì)你會(huì)判斷由不同桿作機(jī)架時(shí)四桿機(jī)構(gòu)屬于哪種機(jī)構(gòu)么？判斷由不同桿作機(jī)架時(shí)四桿機(jī)構(gòu)屬于哪種機(jī)構(gòu)么？ 一、曲柄存在條件一、曲柄存在條件DCB11DCB22bdcadcbabadccadbcbda)()(雙

10、搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(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)雙曲柄機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)cbda 以最短桿相鄰桿為機(jī)架以最短桿相鄰桿為機(jī)架以與最短桿相對(duì)的桿為機(jī)架以與最短桿相對(duì)的桿為機(jī)架以最短桿為機(jī)架以最短桿為機(jī)架NYdcba、判斷由不同桿作機(jī)架時(shí)四桿機(jī)構(gòu)屬于哪種機(jī)構(gòu)判斷由不同桿作機(jī)架時(shí)四桿機(jī)構(gòu)屬于哪種機(jī)構(gòu) 取不同構(gòu)件為機(jī)架時(shí)的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)型式取不同構(gòu)件為機(jī)架時(shí)的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)型式(a)(a)構(gòu)件構(gòu)件4 4為機(jī)架為機(jī)架; (b); (b)構(gòu)件構(gòu)件2 2為機(jī)架為機(jī)架; (c); (c)構(gòu)件構(gòu)件1 1為機(jī)架為機(jī)架; (d); (d)構(gòu)件構(gòu)件3 3為機(jī)架為機(jī)架取不同構(gòu)件為機(jī)架時(shí)的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)型式取不同構(gòu)件為

11、機(jī)架時(shí)的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)型式二、急回特性和行程速比系數(shù)二、急回特性和行程速比系數(shù)驅(qū)動(dòng)項(xiàng)目：驅(qū)動(dòng)項(xiàng)目：牛頭刨床；現(xiàn)象：現(xiàn)象：主運(yùn)動(dòng)往復(fù)速度不一樣。二、急回特性和行程速比系數(shù)二、急回特性和行程速比系數(shù)搖桿的擺角搖桿的擺角C1DC2 ；極位夾角極位夾角工作行程工作行程回程回程曲柄等速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，曲柄等速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，搖桿往復(fù)擺動(dòng)的平均速搖桿往復(fù)擺動(dòng)的平均速度不相同，這種運(yùn)動(dòng)稱度不相同，這種運(yùn)動(dòng)稱為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的急回急回運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的。曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的急回運(yùn)動(dòng)程度可以用急回運(yùn)動(dòng)程度可以用 2 2和和 的比值的比值 來(lái)衡量，來(lái)衡量， 稱為稱為行程速比系數(shù)。行程速比系數(shù)。oo180180K111

12、80oKK， ，急回程，急回程度度。= 0= 0時(shí)，時(shí)， =1=1時(shí)，機(jī)構(gòu)無(wú)急回運(yùn)動(dòng)。時(shí)，機(jī)構(gòu)無(wú)急回運(yùn)動(dòng)。KKK 傳動(dòng)角傳動(dòng)角壓力角的余角。壓力角的余角。三、壓力角和傳動(dòng)角三、壓力角和傳動(dòng)角 壓力角壓力角從動(dòng)件受力點(diǎn)（從動(dòng)件受力點(diǎn)（C點(diǎn)）的受力方向與點(diǎn)）的受力方向與受力點(diǎn)的速度方向之間所夾的銳角。受力點(diǎn)的速度方向之間所夾的銳角。壓力角越小，傳動(dòng)角越大，機(jī)構(gòu)壓力角越小，傳動(dòng)角越大，機(jī)構(gòu)傳力性能越好。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使傳力性能越好。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使 在在ABD和和BCD中，分別有中，分別有 cos2cos2222222bccbladdalBDBD式中，式中， 。 BCD聯(lián)立求解得聯(lián)立求解得bcaddacb2co

13、s2cos2222 。有最小值（或最大值），（或）時(shí)，（或11cos1800oo與與min 如何確定鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的最小傳動(dòng)角？ 當(dāng)當(dāng) 時(shí)，時(shí)， = =（對(duì)頂角關(guān)系）；（對(duì)頂角關(guān)系）； 當(dāng)當(dāng) 時(shí)，時(shí)， = -= -（互為補(bǔ)角關(guān)系）。（互為補(bǔ)角關(guān)系）。由此可見，要判斷由此可見，要判斷 minmin位置前，首先應(yīng)判斷位置前，首先應(yīng)判斷minmin、maxmax位置。位置。可分以下三種情況討論：可分以下三種情況討論： 時(shí)，時(shí)， minmin= =minmin ； 時(shí)，時(shí)， minmin= -= -maxmax ； 機(jī)構(gòu)中機(jī)構(gòu)中和和兩種情況共存時(shí)，可先計(jì)算當(dāng)兩種情況共存時(shí)，可先計(jì)算當(dāng) 時(shí)時(shí)的的 1min

14、1min= =minmin ，然后再計(jì)算當(dāng)，然后再計(jì)算當(dāng) 時(shí)的時(shí)的 = -= -maxmax 。則則 minminmin min 1min 1min , , 2min2min 。結(jié)論：結(jié)論： min min 可能發(fā)生在主動(dòng)曲柄與機(jī)架兩次共線（可能發(fā)生在主動(dòng)曲柄與機(jī)架兩次共線（ABAB，ABAB）的位置之一處，即的位置之一處，即 處。處。 ）（或oo1800進(jìn)一步分析進(jìn)一步分析與與 的關(guān)系的關(guān)系min2o90o90o180o90o90o180o90o90o180四、死點(diǎn)位置四、死點(diǎn)位置1 1死點(diǎn)的概念死點(diǎn)的概念 在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，當(dāng)搖桿為主動(dòng)件時(shí)，當(dāng)連桿與從動(dòng)曲柄共線時(shí)，在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，當(dāng)搖桿

15、為主動(dòng)件時(shí)，當(dāng)連桿與從動(dòng)曲柄共線時(shí)，機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角 ，此時(shí)主動(dòng)件，此時(shí)主動(dòng)件CD CD 通過(guò)連桿作用于從動(dòng)曲柄通過(guò)連桿作用于從動(dòng)曲柄ABAB上的力上的力恰好通過(guò)其回轉(zhuǎn)中心，所以出現(xiàn)了不能使構(gòu)件恰好通過(guò)其回轉(zhuǎn)中心，所以出現(xiàn)了不能使構(gòu)件ABAB轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)的頂死頂死現(xiàn)象，機(jī)構(gòu)現(xiàn)象，機(jī)構(gòu)的這種位置稱為的這種位置稱為死點(diǎn)位置或死點(diǎn)死點(diǎn)位置或死點(diǎn)。2 2死點(diǎn)的缺陷死點(diǎn)的缺陷 對(duì)于傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，存在死點(diǎn)位置是一個(gè)缺陷，常采用對(duì)于傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，存在死點(diǎn)位置是一個(gè)缺陷，常采用下列措施使機(jī)構(gòu)下列措施使機(jī)構(gòu)順利通過(guò)死點(diǎn)位置：順利通過(guò)死點(diǎn)位置： 利用系統(tǒng)的慣性；利用系統(tǒng)的慣性；利用特殊機(jī)構(gòu)。利用特殊機(jī)構(gòu)。3 3死點(diǎn)

16、的利用死點(diǎn)的利用 在工程中也常常應(yīng)用死點(diǎn)位置實(shí)現(xiàn)工作要求。如快速夾具、在工程中也常常應(yīng)用死點(diǎn)位置實(shí)現(xiàn)工作要求。如快速夾具、 飛機(jī)起落架等。飛機(jī)起落架等。o0利用慣性利用慣性利用機(jī)構(gòu)利用機(jī)構(gòu)錯(cuò)位排列錯(cuò)位排列具具夾夾速速快快第三節(jié)第三節(jié) 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)主要任務(wù)主要任務(wù)根據(jù)給定的運(yùn)動(dòng)條件，用圖解法、解析法或?qū)嶒?yàn)法根據(jù)給定的運(yùn)動(dòng)條件，用圖解法、解析法或?qū)嶒?yàn)法確定機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸。確定機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸。按給定的位置或運(yùn)動(dòng)規(guī)律要求設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)；按給定的位置或運(yùn)動(dòng)規(guī)律要求設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)；按給定的軌跡要求設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)。按給定的軌跡要求設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)。一、一、按給定的行程速比系數(shù)設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)按給定

17、的行程速比系數(shù)設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu) 二、二、按給定的連桿位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)按給定的連桿位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu) 三、三、按給定的兩連架桿對(duì)應(yīng)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)按給定的兩連架桿對(duì)應(yīng)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu) 四、按給定的運(yùn)動(dòng)軌跡設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)四、按給定的運(yùn)動(dòng)軌跡設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)連桿曲線連桿曲線圖譜法圖譜法 一、按給定的行程速比系數(shù)設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)一、按給定的行程速比系數(shù)設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)1 1曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)2 2曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)3 3導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)已知條件：行程速比系數(shù)已知條件：行程速比系數(shù)K K、搖桿的長(zhǎng)度、搖桿的長(zhǎng)度 CDCD和搖桿的擺角和搖桿的擺角（1 1）計(jì)算極位夾角）計(jì)算極位夾角（2 2）取適當(dāng)?shù)谋壤撸┤∵m當(dāng)

18、的比例尺l l = = CDCD/ /CDCD(m/mm)(m/mm)，并由，并由 CD CD 和和 作出兩極限位置作出兩極限位置C C1 1D D、C C2 2D D; ;（3 3）過(guò)）過(guò)C C2 2點(diǎn)作點(diǎn)作C C1 1C C2 2N N9090的射線的射線C C2 2N N，然后再過(guò)，然后再過(guò)C C1 1點(diǎn)作點(diǎn)作C C2 2C C1 1的垂線的垂線C C1 1N N 交交C C2 2N N于于P P; ;（4 4）以）以C C2 2P P為直徑作圓，圓心為為直徑作圓，圓心為O O，則，則A A點(diǎn)必在此圓上點(diǎn)必在此圓上; ;（5 5）由其他已知條件在圓周上取點(diǎn)）由其他已知條件在圓周上取點(diǎn)A

19、A，連，連ACAC1 1、ACAC2 2; ;（6 6）以）以A為圓心，為圓心，AC1為半徑做圓弧交為半徑做圓弧交AC2于于E點(diǎn)，作點(diǎn)，作EC2的垂直平分線得的垂直平分線得EC2之半即之半即為為AB長(zhǎng)度由于極限位置處曲柄與連桿共線，故長(zhǎng)度由于極限位置處曲柄與連桿共線，故ACAC2 2BCBCABAB，ACAC1 1BCBCABAB，因此，容易得到因此，容易得到 （7 7）討論：由于）討論：由于A A點(diǎn)可在點(diǎn)可在C C1 1PCPC2 2的外接圓周的弧的外接圓周的弧C C1 1PCPC2 2上任意選取，所以，若僅按行上任意選取，所以，若僅按行程速比系數(shù)程速比系數(shù)K K來(lái)設(shè)計(jì)，可以得到無(wú)窮多組解。

20、因此，在未給出其它附加條件的情況下，來(lái)設(shè)計(jì)，可以得到無(wú)窮多組解。因此，在未給出其它附加條件的情況下，如欲獲得良好的傳動(dòng)質(zhì)量，可按照傳動(dòng)角最優(yōu)或其它輔助條件來(lái)確定如欲獲得良好的傳動(dòng)質(zhì)量，可按照傳動(dòng)角最優(yōu)或其它輔助條件來(lái)確定A A點(diǎn)的位置。點(diǎn)的位置。11180oKK)2()(212)(2122l12lBC2l12lABECACACAClECACACl1 1曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)lll2 2曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 已知條件：行程速比系數(shù)已知條件：行程速比系數(shù)K、滑塊行程滑塊行程H H偏心距偏心距e e 計(jì)算極位夾角計(jì)算極位夾角; ; 作直線作直線C C1 1C C2 2H H/ /l，且，且C

21、C1 1、C C2 2作為滑塊的兩極限位置作為滑塊的兩極限位置; ; 根據(jù)根據(jù)C C1 1、C C2 2點(diǎn)求滿足極位夾角為點(diǎn)求滿足極位夾角為的的A A點(diǎn)（結(jié)果為一圓弧點(diǎn)（結(jié)果為一圓弧C C1 1PCPC2 2）; ; 作一直線與平行，并使其間的距離等于偏心距作一直線與平行，并使其間的距離等于偏心距e e ，則此直線與上，則此直線與上述圓弧的交點(diǎn)即為曲柄的軸心述圓弧的交點(diǎn)即為曲柄的軸心A A 的位置的位置; ; 連接連接ACAC1 1、ACAC2 2，并按上述作圖方法，即可得到曲柄的長(zhǎng)度，并按上述作圖方法，即可得到曲柄的長(zhǎng)度 lAB和和連桿的長(zhǎng)度連桿的長(zhǎng)度 lBC。11180oKK3 3導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)

22、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) 分析（分析（機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖演示機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖演示）：對(duì)于擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，其極位夾角）：對(duì)于擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，其極位夾角 等于導(dǎo)桿等于導(dǎo)桿的擺角的擺角，而所需要確定的尺寸是曲柄長(zhǎng)度，而所需要確定的尺寸是曲柄長(zhǎng)度lACAC。 已知條件：行程速比系數(shù)已知條件：行程速比系數(shù)K、機(jī)架長(zhǎng)度、機(jī)架長(zhǎng)度lADAD 計(jì)算極位夾角；計(jì)算極位夾角； 選擇適當(dāng)?shù)谋壤咦髦本€選擇適當(dāng)?shù)谋壤咦髦本€l，任選固定鉸鏈點(diǎn)任選固定鉸鏈點(diǎn)D D； 按夾角按夾角（）作出導(dǎo)桿的兩極限位置）作出導(dǎo)桿的兩極限位置Dm和和Dn；作擺角作擺角的角平分線的角平分線AD，并在，并在AD上截取上截取AD= =lAD/l，即可得到曲柄軸心即可得到曲柄軸心A

23、點(diǎn)的位置；點(diǎn)的位置； 過(guò)過(guò)A A點(diǎn)作導(dǎo)桿極限位置的垂線點(diǎn)作導(dǎo)桿極限位置的垂線ACAC1 1（或（或ACAC2 2），即得曲柄長(zhǎng)度），即得曲柄長(zhǎng)度lACAC= =lAC。11180oKK二、按給定的連桿位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)二、按給定的連桿位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu) 分析：根據(jù)設(shè)計(jì)要求，鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，其連桿必須能依次分析：根據(jù)設(shè)計(jì)要求，鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，其連桿必須能依次通過(guò)預(yù)定位置通過(guò)預(yù)定位置、，。顯然，此類機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)質(zhì)就是確定兩。顯然，此類機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)質(zhì)就是確定兩固定鉸鏈固定鉸鏈A、D點(diǎn)的位置。由鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)可知，連桿上點(diǎn)的位置。由鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)可知，連桿上B、C兩點(diǎn)的運(yùn)兩點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)

24、軌跡分別是以動(dòng)軌跡分別是以A、D兩點(diǎn)為圓心的圓或圓弧，而連桿相鄰位置對(duì)應(yīng)點(diǎn)的連兩點(diǎn)為圓心的圓或圓弧，而連桿相鄰位置對(duì)應(yīng)點(diǎn)的連線線B1B2、B2B3、C1C2、C2C3分別為對(duì)應(yīng)圓或圓弧上的弦長(zhǎng)。所以，分別為對(duì)應(yīng)圓或圓弧上的弦長(zhǎng)。所以，A、D兩點(diǎn)必然分別位于上述對(duì)應(yīng)弦長(zhǎng)的垂直平分線上。兩點(diǎn)必然分別位于上述對(duì)應(yīng)弦長(zhǎng)的垂直平分線上。這樣，此類連桿機(jī)構(gòu)這樣，此類連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)就變得比較簡(jiǎn)單了。下面分別討論兩種情況的主要設(shè)計(jì)步驟：的設(shè)計(jì)就變得比較簡(jiǎn)單了。下面分別討論兩種情況的主要設(shè)計(jì)步驟： 1 1給定連桿兩個(gè)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)給定連桿兩個(gè)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)2 2給定連桿三個(gè)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)給定連桿三個(gè)位置設(shè)

25、計(jì)四桿機(jī)構(gòu)1 1給定連桿兩個(gè)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)給定連桿兩個(gè)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)主要設(shè)計(jì)步驟主要設(shè)計(jì)步驟： 根據(jù)已知條件，選取適當(dāng)?shù)谋壤吒鶕?jù)已知條件，選取適當(dāng)?shù)谋壤遧 l，繪出連桿的兩個(gè)位置，繪出連桿的兩個(gè)位置 ； 連接連接 ，并分別作它們的垂直平分線并分別作它們的垂直平分線 ； 在在 和和 上分別任取兩點(diǎn)上分別任取兩點(diǎn)A A、D D（一般也可根據(jù)其它輔助條件（一般也可根據(jù)其它輔助條件選?。贿x?。?； 連接連接ABAB1 1C C1 1D D 即為所求四桿機(jī)構(gòu)的一個(gè)位置。即為所求四桿機(jī)構(gòu)的一個(gè)位置。 注意注意：在給定連桿的兩個(gè)位置要求設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)時(shí)，由于在給定連桿的兩個(gè)位置要求設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)時(shí)，由于

26、A A、D D兩點(diǎn)可兩點(diǎn)可 在在 和和 上任意選取，因此可得無(wú)窮多組解。一般還應(yīng)該考慮其他上任意選取，因此可得無(wú)窮多組解。一般還應(yīng)該考慮其他輔助條件，例如，滿足合理的結(jié)構(gòu)要求，使機(jī)械在運(yùn)轉(zhuǎn)中的最小傳動(dòng)輔助條件，例如，滿足合理的結(jié)構(gòu)要求，使機(jī)械在運(yùn)轉(zhuǎn)中的最小傳動(dòng)角最大，等等。角最大，等等。例例2211CBCB、2121CCCB、1212cb 、12b12c12b12c例例2 2給定連桿三個(gè)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)給定連桿三個(gè)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)已知已知B B1 1C C1 1、B B2 2C C2 2、B B3 3C C3 3為連桿所要到達(dá)的三個(gè)位置，要求設(shè)計(jì)該四桿機(jī)構(gòu)。為連桿所要到達(dá)的三個(gè)位置，要求設(shè)計(jì)該

27、四桿機(jī)構(gòu)。 根據(jù)已知條件，活動(dòng)鉸鏈根據(jù)已知條件，活動(dòng)鉸鏈B B、C C兩點(diǎn)的相對(duì)位置已定，所以，設(shè)計(jì)兩點(diǎn)的相對(duì)位置已定，所以，設(shè)計(jì)此四桿機(jī)構(gòu)的實(shí)質(zhì)仍然是要求出兩此四桿機(jī)構(gòu)的實(shí)質(zhì)仍然是要求出兩固定鉸鏈點(diǎn)固定鉸鏈點(diǎn)A A、D D的位置。由于連桿的位置。由于連桿上的鉸鏈中心上的鉸鏈中心B B和和C C的軌跡分別為一的軌跡分別為一圓弧而同時(shí)通過(guò)三點(diǎn)要求圓弧而同時(shí)通過(guò)三點(diǎn)要求B B1 1、B B2 2、B B3 3和和C C1 1、C C2 2、C C3 3的圓分別只有一個(gè)。所的圓分別只有一個(gè)。所以，連架桿的固定鉸鏈中心以，連架桿的固定鉸鏈中心A A和和D D只只有一個(gè)確定的解。即有一個(gè)確定的解。即B

28、B1 1B B2 2和和B B2 2B B3 3的垂直平分線的垂直平分線b b1212和和b b2323的交點(diǎn)為的交點(diǎn)為A A以及以及C C1 1C C2 2和和C C2 2C C3 3的垂直平分線的垂直平分線c c1212和和c c2323的交點(diǎn)為的交點(diǎn)為D D。連。連ABAB1 1C C1 1D D即為所求的四桿機(jī)構(gòu)在第一個(gè)即為所求的四桿機(jī)構(gòu)在第一個(gè)瞬時(shí)位置的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。瞬時(shí)位置的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。三、按給定的兩連架桿對(duì)應(yīng)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)三、按給定的兩連架桿對(duì)應(yīng)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)u 反轉(zhuǎn)法的原理反轉(zhuǎn)法的原理 u 按照連架桿的三組對(duì)應(yīng)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)按照連架桿的三組對(duì)應(yīng)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu) u 反轉(zhuǎn)

29、法的原理反轉(zhuǎn)法的原理 按兩連架桿預(yù)定的按兩連架桿預(yù)定的對(duì)應(yīng)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)按連桿預(yù)定位置按連桿預(yù)定位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)u 按照連架桿的三組對(duì)應(yīng)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)按照連架桿的三組對(duì)應(yīng)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu) 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)應(yīng)用連桿曲線應(yīng)用連桿曲線四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)，連桿作平面運(yùn)動(dòng)，連桿上任一點(diǎn)都將描繪出一條四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)，連桿作平面運(yùn)動(dòng)，連桿上任一點(diǎn)都將描繪出一條封閉曲線。該曲線稱為封閉曲線。該曲線稱為連桿曲線連桿曲線。顯然，連桿曲線的形狀隨連桿上點(diǎn)的。顯然，連桿曲線的形狀隨連桿上點(diǎn)的位置以及各桿相對(duì)尺寸的不同而變化。正是由于連桿曲線的這種多樣性，位置以及各桿相對(duì)尺寸的不

30、同而變化。正是由于連桿曲線的這種多樣性，才使其能在各種機(jī)械上得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。如圖所示的自動(dòng)線上步才使其能在各種機(jī)械上得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。如圖所示的自動(dòng)線上步進(jìn)式傳送機(jī)構(gòu)，即為應(yīng)用連桿曲線（卵形曲線）來(lái)實(shí)現(xiàn)步進(jìn)式傳送工件進(jìn)式傳送機(jī)構(gòu)，即為應(yīng)用連桿曲線（卵形曲線）來(lái)實(shí)現(xiàn)步進(jìn)式傳送工件的典型實(shí)例。的典型實(shí)例。圖譜法圖譜法 圖譜法是按照給定的運(yùn)圖譜法是按照給定的運(yùn)動(dòng)軌跡設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)的另一動(dòng)軌跡設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)的另一種簡(jiǎn)便的方法，它是利用連種簡(jiǎn)便的方法，它是利用連桿曲線圖譜（可查手冊(cè)），桿曲線圖譜（可查手冊(cè)），查出與要求軌跡曲線相似的查出與要求軌跡曲線相似的連桿曲線，以及描繪該連桿連桿曲線，以及描繪

31、該連桿曲線的四桿機(jī)構(gòu)的相對(duì)桿長(zhǎng)，曲線的四桿機(jī)構(gòu)的相對(duì)桿長(zhǎng)，然后測(cè)量出圖譜中的連桿曲然后測(cè)量出圖譜中的連桿曲線與所要求的軌跡曲線之間線與所要求的軌跡曲線之間的放大（或縮?。┍稊?shù)，即的放大（或縮?。┍稊?shù)，即可求出機(jī)構(gòu)的各尺寸參數(shù)?？汕蟪鰴C(jī)構(gòu)的各尺寸參數(shù)。第四節(jié)第四節(jié) 平面連桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu) 一、平面連桿機(jī)構(gòu)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)一、平面連桿機(jī)構(gòu)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)具有轉(zhuǎn)動(dòng)副的構(gòu)件結(jié)構(gòu)具有轉(zhuǎn)動(dòng)副的構(gòu)件結(jié)構(gòu)具有轉(zhuǎn)動(dòng)副和移動(dòng)副的構(gòu)件結(jié)構(gòu)具有轉(zhuǎn)動(dòng)副和移動(dòng)副的構(gòu)件結(jié)構(gòu) 二、二、平面連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)副的結(jié)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)副的結(jié)構(gòu) 三、三、平面連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)干涉問(wèn)題平面連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)干涉問(wèn)題 四、平面連桿機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)平面連

32、桿機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié) 具有轉(zhuǎn)動(dòng)副的構(gòu)件結(jié)構(gòu)具有轉(zhuǎn)動(dòng)副的構(gòu)件結(jié)構(gòu) 2. 2. 具有轉(zhuǎn)動(dòng)副和移動(dòng)副的構(gòu)件結(jié)構(gòu)具有轉(zhuǎn)動(dòng)副和移動(dòng)副的構(gòu)件結(jié)構(gòu)二、平面連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)副的結(jié)構(gòu)二、平面連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)副的結(jié)構(gòu)v滑動(dòng)軸承式轉(zhuǎn)動(dòng)副結(jié)構(gòu)滑動(dòng)軸承式轉(zhuǎn)動(dòng)副結(jié)構(gòu)v滾動(dòng)軸承式轉(zhuǎn)動(dòng)副結(jié)構(gòu)滾動(dòng)軸承式轉(zhuǎn)動(dòng)副結(jié)構(gòu)v幾種平面接觸式移動(dòng)副結(jié)構(gòu)幾種平面接觸式移動(dòng)副結(jié)構(gòu)v分離式導(dǎo)軌分離式導(dǎo)軌v圓柱面接觸式移動(dòng)副相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的限制圓柱面接觸式移動(dòng)副相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的限制v滾動(dòng)導(dǎo)軌式移動(dòng)副結(jié)構(gòu)滾動(dòng)導(dǎo)軌式移動(dòng)副結(jié)構(gòu)整體式整體式附加軸套式附加軸套式剖分式剖分式滾動(dòng)軸承式轉(zhuǎn)動(dòng)副結(jié)構(gòu)滾動(dòng)軸承式轉(zhuǎn)動(dòng)副結(jié)構(gòu)滑動(dòng)軸承式轉(zhuǎn)動(dòng)副結(jié)構(gòu)滑動(dòng)軸承式轉(zhuǎn)動(dòng)副結(jié)構(gòu)分離式導(dǎo)軌分離式導(dǎo)軌可調(diào)間隙式移動(dòng)副結(jié)構(gòu)可調(diào)間隙式移動(dòng)副結(jié)構(gòu)矩形矩形V形形燕尾形燕尾形組合形組合形幾種平