《平面連桿機(jī)構(gòu)》課件（龐海文制作）

1、中江職中中江職中 龐海文龐海文 制作制作平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu) 中等職業(yè)學(xué)校教材中等職業(yè)學(xué)校教材機(jī)械基礎(chǔ)機(jī)械基礎(chǔ)機(jī)機(jī) 械械 基基 礎(chǔ)礎(chǔ) 中江職中中江職中 龐海文龐海文 制作制作學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)v了解鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)基本型式、特點(diǎn)和應(yīng)用。了解鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)基本型式、特點(diǎn)和應(yīng)用。v了解含有一個(gè)移動(dòng)副的平面四桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)和應(yīng)用。了解含有一個(gè)移動(dòng)副的平面四桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)和應(yīng)用。v理解和掌握鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)基本類型的判定方法。理解和掌握鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)基本類型的判定方法。v理解和掌握平面四桿機(jī)構(gòu)的急回特性、壓力角和死理解和掌握平面四桿機(jī)構(gòu)的急回特性、壓力角和死點(diǎn)等基本知識(shí)。點(diǎn)等基本知識(shí)。機(jī)機(jī) 械械 基基 礎(chǔ)礎(chǔ) 中江職

2、中中江職中 龐海文龐海文 制作制作平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)v連桿機(jī)構(gòu)是一種常用的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，通過(guò)低副將構(gòu)件連桿機(jī)構(gòu)是一種常用的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，通過(guò)低副將構(gòu)件連接而成，用以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的變換和動(dòng)力傳遞。連接而成，用以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的變換和動(dòng)力傳遞。v優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 耐磨損，使用壽命較長(zhǎng)。耐磨損，使用壽命較長(zhǎng)。 可用于傳遞較大的載荷?？捎糜趥鬟f較大的載荷。 加工簡(jiǎn)便，能獲得較高的制造精度。加工簡(jiǎn)便，能獲得較高的制造精度。v缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 傳動(dòng)效率低。傳動(dòng)效率低。 低副內(nèi)存在間隙，會(huì)導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)誤差。低副內(nèi)存在間隙，會(huì)導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)誤差。 要精確實(shí)現(xiàn)任意運(yùn)動(dòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)比較復(fù)雜。要精確實(shí)現(xiàn)任意運(yùn)動(dòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)比較復(fù)雜。 平面運(yùn)動(dòng)和往復(fù)

3、運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的慣性力難以平衡。平面運(yùn)動(dòng)和往復(fù)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的慣性力難以平衡。機(jī)機(jī) 械械 基基 礎(chǔ)礎(chǔ) 中江職中中江職中 龐海文龐海文 制作制作v使用場(chǎng)合：使用場(chǎng)合： 各種機(jī)器、儀器和儀表中，例如內(nèi)燃機(jī)、牛頭各種機(jī)器、儀器和儀表中，例如內(nèi)燃機(jī)、牛頭刨床、碎石機(jī)等的主體機(jī)構(gòu)就是連桿機(jī)構(gòu)。刨床、碎石機(jī)等的主體機(jī)構(gòu)就是連桿機(jī)構(gòu)?？臻g連桿空間連桿機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)：連桿機(jī)構(gòu)中所有連桿機(jī)構(gòu)中所有構(gòu)件均作平行于構(gòu)件均作平行于某一平面的平面某一平面的平面運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)。 連桿機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)機(jī)機(jī) 械械 基基 礎(chǔ)礎(chǔ) 中江職中中江職中 龐海文龐海文 制作制作1. 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本形式鉸鏈四

4、桿機(jī)構(gòu)的基本形式v定義：定義： 所有運(yùn)動(dòng)副均為轉(zhuǎn)動(dòng)副的四桿機(jī)構(gòu)。所有運(yùn)動(dòng)副均為轉(zhuǎn)動(dòng)副的四桿機(jī)構(gòu)。 v地位：地位： 平面四桿機(jī)構(gòu)的最基本的形式，其他四桿機(jī)構(gòu)都是在平面四桿機(jī)構(gòu)的最基本的形式，其他四桿機(jī)構(gòu)都是在它的基礎(chǔ)上演化而來(lái)。它的基礎(chǔ)上演化而來(lái)。 機(jī)架：固定不動(dòng)的桿機(jī)架：固定不動(dòng)的桿4連架桿：與機(jī)架通過(guò)運(yùn)動(dòng)副連架桿：與機(jī)架通過(guò)運(yùn)動(dòng)副 連接的桿連接的桿1和桿和桿3連桿：連接兩連架桿的活動(dòng)連桿：連接兩連架桿的活動(dòng) 構(gòu)件構(gòu)件2機(jī)機(jī) 械械 基基 礎(chǔ)礎(chǔ) 中江職中中江職中 龐海文龐海文 制作制作v曲柄：能做整周回轉(zhuǎn)的構(gòu)件。曲柄：能做整周回轉(zhuǎn)的構(gòu)件。v搖桿：只能在一定角度范圍內(nèi)擺動(dòng)的構(gòu)件。搖桿：只能在一定角

5、度范圍內(nèi)擺動(dòng)的構(gòu)件。 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu) 連架桿的運(yùn)動(dòng)形式不同連架桿的運(yùn)動(dòng)形式不同 雙曲柄雙曲柄機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)雙搖桿雙搖桿機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu) 1. 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本形式鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本形式機(jī)機(jī) 械械 基基 礎(chǔ)礎(chǔ) 中江職中中江職中 龐海文龐海文 制作制作v曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 具有一個(gè)曲柄和一個(gè)搖桿的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)具有一個(gè)曲柄和一個(gè)搖桿的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu) 曲柄為原動(dòng)件，搖桿為從動(dòng)件。曲柄為原動(dòng)件，搖桿為從動(dòng)件。曲柄的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)閾u桿的往復(fù)曲柄的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)閾u桿的往復(fù) 擺動(dòng)。擺動(dòng)。 搖桿為原動(dòng)件。搖桿為原動(dòng)件。搖桿的往復(fù)擺動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍鷵u桿的往復(fù)擺動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍?的整周轉(zhuǎn)動(dòng)。的整周轉(zhuǎn)動(dòng)。 縫紉機(jī)踏板機(jī)構(gòu)縫

6、紉機(jī)踏板機(jī)構(gòu) 雷達(dá)天線俯雷達(dá)天線俯仰角調(diào)整機(jī)構(gòu)仰角調(diào)整機(jī)構(gòu) 1. 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本形式鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本形式機(jī)機(jī) 械械 基基 礎(chǔ)礎(chǔ) 中江職中中江職中 龐海文龐海文 制作制作v雙曲柄機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu) 具有兩個(gè)曲柄的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)具有兩個(gè)曲柄的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu) 通常主動(dòng)曲柄作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)曲柄作變速轉(zhuǎn)動(dòng)。通常主動(dòng)曲柄作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)曲柄作變速轉(zhuǎn)動(dòng)。 若連桿與機(jī)架的長(zhǎng)度相等，且兩曲柄長(zhǎng)度相等時(shí)，則若連桿與機(jī)架的長(zhǎng)度相等，且兩曲柄長(zhǎng)度相等時(shí)，則稱為平行四邊形機(jī)構(gòu)。稱為平行四邊形機(jī)構(gòu)。 特性特性同向旋轉(zhuǎn)時(shí)兩曲柄的角速度始終保持相等。同向旋轉(zhuǎn)時(shí)兩曲柄的角速度始終保持相等。連桿始終與機(jī)架平行。連桿始終與機(jī)架平行。

7、運(yùn)動(dòng)不確定性運(yùn)動(dòng)不確定性 。 平行四邊形機(jī)構(gòu)平行四邊形機(jī)構(gòu) 1. 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本形式鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本形式機(jī)機(jī) 械械 基基 礎(chǔ)礎(chǔ) 中江職中中江職中 龐海文龐海文 制作制作v雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu) 具有兩個(gè)搖桿的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)具有兩個(gè)搖桿的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu) 常用于操縱機(jī)構(gòu)、儀表機(jī)構(gòu)，并可以與其他機(jī)構(gòu)組合常用于操縱機(jī)構(gòu)、儀表機(jī)構(gòu)，并可以與其他機(jī)構(gòu)組合而成為多桿機(jī)構(gòu)。而成為多桿機(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) 鶴式起重機(jī)鶴式起重機(jī) 1. 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本形式鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本形式機(jī)機(jī) 械械 基基 礎(chǔ)礎(chǔ) 中江職中中江職中 龐海文龐海文 制作制作2.平面四桿機(jī)構(gòu)的其他形式平面四桿機(jī)構(gòu)的其他形式v曲柄

8、滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 將主動(dòng)曲柄的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為從動(dòng)滑塊的移動(dòng)，或?qū)⒅鲃?dòng)將主動(dòng)曲柄的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為從動(dòng)滑塊的移動(dòng)，或?qū)⒅鲃?dòng)滑塊的移動(dòng)轉(zhuǎn)換為從動(dòng)曲柄的轉(zhuǎn)動(dòng)?；瑝K的移動(dòng)轉(zhuǎn)換為從動(dòng)曲柄的轉(zhuǎn)動(dòng)。 廣泛應(yīng)用于內(nèi)燃機(jī)、空壓機(jī)及沖床等機(jī)械設(shè)備中。廣泛應(yīng)用于內(nèi)燃機(jī)、空壓機(jī)及沖床等機(jī)械設(shè)備中。 機(jī)機(jī) 械械 基基 礎(chǔ)礎(chǔ) 中江職中中江職中 龐海文龐海文 制作制作曲柄搖塊曲柄搖塊機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu) 定塊機(jī)構(gòu)定塊機(jī)構(gòu) 曲柄擺動(dòng)導(dǎo)曲柄擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)桿機(jī)構(gòu) 2. 平面四桿機(jī)構(gòu)的其他形式平面四桿機(jī)構(gòu)的其他形式曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)機(jī)機(jī) 械械 基基 礎(chǔ)礎(chǔ) 中江職中中江職中 龐海文龐海文 制作制作3. 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本特性平面四桿機(jī)構(gòu)的

9、基本特性1. 連架桿和機(jī)架中必有一桿為最連架桿和機(jī)架中必有一桿為最短桿；短桿；2. 最短桿和最長(zhǎng)桿之和應(yīng)小于或最短桿和最長(zhǎng)桿之和應(yīng)小于或等于其他兩桿長(zhǎng)度之和。等于其他兩桿長(zhǎng)度之和。鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)存在曲柄的條件鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)存在曲柄的條件 條件（條件（2）又稱為）又稱為格拉肖夫判別式格拉肖夫判別式。（1）不滿足格拉肖夫判別式：）不滿足格拉肖夫判別式：u以任何桿為機(jī)架，均為雙搖桿機(jī)構(gòu)以任何桿為機(jī)架，均為雙搖桿機(jī)構(gòu)（2）滿足格拉肖夫判別式：）滿足格拉肖夫判別式：u當(dāng)以最短桿的相鄰桿為機(jī)架時(shí)，必為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)當(dāng)以最短桿的相鄰桿為機(jī)架時(shí)，必為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)u當(dāng)以最短桿為機(jī)架時(shí)，必為雙曲柄機(jī)構(gòu)當(dāng)以最短桿為機(jī)架時(shí)

10、，必為雙曲柄機(jī)構(gòu)u當(dāng)以最短桿的對(duì)面桿為機(jī)架時(shí)，必為雙搖桿機(jī)構(gòu)當(dāng)以最短桿的對(duì)面桿為機(jī)架時(shí)，必為雙搖桿機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)類型的判定準(zhǔn)則鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)類型的判定準(zhǔn)則機(jī)機(jī) 械械 基基 礎(chǔ)礎(chǔ) 中江職中中江職中 龐海文龐海文 制作制作v例：如圖所示的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，已知各桿長(zhǎng)度分別例：如圖所示的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，已知各桿長(zhǎng)度分別為：為： ， ， ， ，試確定該機(jī)構(gòu)分別以，試確定該機(jī)構(gòu)分別以AD，AB，CD和和BC各桿為機(jī)架時(shí)，屬何種機(jī)構(gòu)？各桿為機(jī)架時(shí)，屬何種機(jī)構(gòu)？30a 45d 40c 50b 解：因?yàn)榻猓阂驗(yàn)閐cba該機(jī)構(gòu)滿足格拉肖夫條件，因而可能該機(jī)構(gòu)滿足格拉肖夫條件，因而可能有曲柄存在。有曲柄存在。因連架

11、桿因連架桿AB與機(jī)架與機(jī)架AD中有一最短桿中有一最短桿AB，故為，故為AB曲柄。而另一連架桿曲柄。而另一連架桿CD與機(jī)架與機(jī)架AD中無(wú)最短中無(wú)最短桿，故桿，故CD桿必為搖桿。因此該機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿桿必為搖桿。因此該機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)。以以AD為機(jī)架為機(jī)架3. 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本特性平面四桿機(jī)構(gòu)的基本特性機(jī)機(jī) 械械 基基 礎(chǔ)礎(chǔ) 中江職中中江職中 龐海文龐海文 制作制作以以BC為機(jī)架為機(jī)架與以與以AD為機(jī)架情況相似，該機(jī)構(gòu)仍為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。為機(jī)架情況相似，該機(jī)構(gòu)仍為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。以以AB為機(jī)架為機(jī)架兩連架桿兩連架桿BC和和AD均滿足曲柄存在條件（均滿足曲柄存在條件（1），故兩連架），故兩連架桿

12、桿BC、AD均為曲柄，該機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)。均為曲柄，該機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)。以以CD為機(jī)架為機(jī)架因兩連架桿因兩連架桿BC、AD與與CD機(jī)架中均無(wú)最短桿，故兩連架機(jī)架中均無(wú)最短桿，故兩連架桿均為搖桿，該機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)。桿均為搖桿，該機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)。3. 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本特性平面四桿機(jī)構(gòu)的基本特性機(jī)機(jī) 械械 基基 礎(chǔ)礎(chǔ) 中江職中中江職中 龐海文龐海文 制作制作v急回特性：急回特性： 當(dāng)原動(dòng)件曲柄作等速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)件搖桿往復(fù)擺動(dòng)的當(dāng)原動(dòng)件曲柄作等速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)件搖桿往復(fù)擺動(dòng)的平均速度不同，且搖桿在空回行程中的平均速度大于平均速度不同，且搖桿在空回行程中的平均速度大于工作行程的平均速度，這一性質(zhì)稱為

13、連桿機(jī)構(gòu)的急回工作行程的平均速度，這一性質(zhì)稱為連桿機(jī)構(gòu)的急回特性。特性。 用從動(dòng)件在空回行程中的平均速度與工作行程中的平用從動(dòng)件在空回行程中的平均速度與工作行程中的平均速度之比值均速度之比值K來(lái)衡量，即：來(lái)衡量，即：02122110122121/180180/vC CttKvtC Ct3. 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本特性平面四桿機(jī)構(gòu)的基本特性機(jī)機(jī) 械械 基基 礎(chǔ)礎(chǔ) 中江職中中江職中 龐海文龐海文 制作制作v當(dāng)從動(dòng)件搖桿處于兩極限位置時(shí)，對(duì)應(yīng)的原動(dòng)件曲當(dāng)從動(dòng)件搖桿處于兩極限位置時(shí)，對(duì)應(yīng)的原動(dòng)件曲柄在柄在AB1和和AB2兩位置間所夾的銳角兩位置間所夾的銳角，稱為極位夾角。，稱為極位夾角。 vK稱為行程速度

14、變化系數(shù)。極位夾角越大，稱為行程速度變化系數(shù)。極位夾角越大，K值越大，值越大，機(jī)構(gòu)的急回程度也越高。機(jī)構(gòu)的急回程度也越高。 11801KK3.平面四桿機(jī)構(gòu)的基本特性平面四桿機(jī)構(gòu)的基本特性機(jī)機(jī) 械械 基基 礎(chǔ)礎(chǔ) 中江職中中江職中 龐海文龐海文 制作制作v壓力角：壓力角： 在傳動(dòng)過(guò)程中，從動(dòng)件上某點(diǎn)所受作用力的方向與其在傳動(dòng)過(guò)程中，從動(dòng)件上某點(diǎn)所受作用力的方向與其速度方向間所夾的銳角速度方向間所夾的銳角。 壓力角是反映機(jī)構(gòu)傳力效果好壞的一個(gè)重要參數(shù)。壓力角是反映機(jī)構(gòu)傳力效果好壞的一個(gè)重要參數(shù)。 壓力角壓力角越小，機(jī)構(gòu)的傳力性能愈好，理想的情況是越小，機(jī)構(gòu)的傳力性能愈好，理想的情況是= 0。3. 平

15、面四桿機(jī)構(gòu)的基本特性平面四桿機(jī)構(gòu)的基本特性90 v傳動(dòng)角傳動(dòng)角 ：壓力角的余角：壓力角的余角 值越大，機(jī)構(gòu)的傳力性能愈好，理想的情況是值越大，機(jī)構(gòu)的傳力性能愈好，理想的情況是 。機(jī)機(jī) 械械 基基 礎(chǔ)礎(chǔ) 中江職中中江職中 龐海文龐海文 制作制作v死點(diǎn)死點(diǎn) 如果在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)傳動(dòng)角如果在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)傳動(dòng)角0，在此位置，無(wú)論在，在此位置，無(wú)論在原動(dòng)件上施加多大的驅(qū)動(dòng)力都不能使機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)。這種位置原動(dòng)件上施加多大的驅(qū)動(dòng)力都不能使機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)。這種位置稱為機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)。稱為機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)。3. 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本特性平面四桿機(jī)構(gòu)的基本特性v四桿機(jī)構(gòu)中是否存在死點(diǎn)位置，決定于從動(dòng)件是否四桿機(jī)構(gòu)中是否存在死點(diǎn)位置，決定于從動(dòng)件是否與連桿共線。與連桿共線。 對(duì)于同一機(jī)構(gòu)，若主動(dòng)件選擇不同，則有無(wú)死點(diǎn)位置的情對(duì)于同一機(jī)構(gòu)，若主動(dòng)件選擇不同，則有無(wú)死點(diǎn)位置的情況也不一樣。況也不一樣。 對(duì)于曲柄搖桿機(jī)構(gòu)和曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，只有當(dāng)曲柄為對(duì)于曲柄搖桿機(jī)構(gòu)和曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，只有當(dāng)曲柄為從動(dòng)件時(shí)，才可能有死點(diǎn)位置。從動(dòng)件時(shí)，才可能有死點(diǎn)位置。機(jī)機(jī) 械械 基基 礎(chǔ)礎(chǔ) 中江職中中江職中 龐海文龐海文 制作制作v避免死點(diǎn)的措施避免死點(diǎn)的措施 安裝飛輪加大慣性安裝飛輪加大慣性v利用機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)一定工作要求。利用機(jī)構(gòu)的