第五章(連桿機構)

1、第五章 平面連桿機構第五章平面連桿機構參考文獻參考文獻張策主編，張策主編，機械原理與機械設計機械原理與機械設計（下（下冊），機械工業(yè)出版社，冊），機械工業(yè)出版社，2004濮良貴主編，濮良貴主編，機械設計機械設計，高等教育出，高等教育出版社，版社，2006其他機械設計的相關書籍其他機械設計的相關書籍第五章平面連桿機構 平面鉸鏈四桿機構的基本形式及其演化。平面鉸鏈四桿機構的基本形式及其演化。 平面四桿機構的若干基本知識。平面四桿機構的若干基本知識。 平面四桿機構的基本設計方法。平面四桿機構的基本設計方法。本章重點第五章平面連桿機構主要內容第一節(jié)第一節(jié) 概述概述第二節(jié)第二節(jié) 平面四桿機構的分類平面四

2、桿機構的分類第三節(jié)第三節(jié) 平面四桿機構曲柄存在的條件平面四桿機構曲柄存在的條件 和幾個基本概念和幾個基本概念第四節(jié)第四節(jié) 平面四桿機構的設計平面四桿機構的設計第五章平面連桿機構第一節(jié)第一節(jié) 概述概述一、平面連桿機構一、平面連桿機構 由若干剛性構件用由若干剛性構件用低副低副聯接而成的一種平面聯接而成的一種平面機構。機構。作用：作用： 傳遞運動、放大位移、改變位移的性質。傳遞運動、放大位移、改變位移的性質。 第五章平面連桿機構攪拌機構攪拌機構第五章平面連桿機構二、平面連桿機構的特點二、平面連桿機構的特點優(yōu)點優(yōu)點 結構簡單，工作可靠，能實現多種運動規(guī)律和結構簡單，工作可靠，能實現多種運動規(guī)律和運動軌

3、跡的要求；桿與桿間是低副聯接，接觸面運動軌跡的要求；桿與桿間是低副聯接，接觸面積大、壓強小、磨損?。恢圃烊菀?。積大、壓強小、磨損小；制造容易。 缺點缺點 各構件因是低副聯接，存在間隙，傳動精度低；各構件因是低副聯接，存在間隙，傳動精度低；不適用于高速傳動。不適用于高速傳動。三、三、四連桿機構四連桿機構是最基本的平面連桿機構是最基本的平面連桿機構第五章平面連桿機構第二節(jié)第二節(jié) 平面四桿機構的分類平面四桿機構的分類 機架機架4連桿連桿2根據兩連架桿運動形式的不同進行分類五種基根據兩連架桿運動形式的不同進行分類五種基本類型本類型1234 1連連架架桿桿1&3第五章平面連桿機構一、一、 曲柄搖桿機構曲

4、柄搖桿機構一個連架桿能作整周回轉運動一個連架桿能作整周回轉運動-曲柄曲柄。 另一連架桿僅在一定角度范圍內擺動另一連架桿僅在一定角度范圍內擺動-搖桿搖桿。曲柄原動件，搖桿從動件曲柄原動件，搖桿從動件 曲柄的連續(xù)轉動曲柄的連續(xù)轉動 搖桿的往復擺動搖桿的往復擺動 雷達天線的俯仰機構雷達天線的俯仰機構搖桿原動件，曲柄從動件搖桿原動件，曲柄從動件 搖桿的往復擺動搖桿的往復擺動 曲柄的整周轉動曲柄的整周轉動 縫紉機踏板機構縫紉機踏板機構第五章平面連桿機構 壓力壓力P1、P2分別作分別作用在兩個波紋管上，用在兩個波紋管上，推動與波紋管固聯的推動與波紋管固聯的軸軸1向右移動，驅動擺向右移動，驅動擺桿桿2，再經

5、過曲柄搖桿，再經過曲柄搖桿機構機構ABCD，將搖桿，將搖桿AB的小轉角傳動放大的小轉角傳動放大為曲柄為曲柄CD的大轉角。的大轉角。 雙波紋管差壓計雙波紋管差壓計第五章平面連桿機構二、二、雙曲柄機構雙曲柄機構兩連架桿均為曲柄，可作整周回轉運動。兩連架桿均為曲柄，可作整周回轉運動。 慣性篩慣性篩平行四邊形機構平行四邊形機構：相對兩桿平行且相等：相對兩桿平行且相等 兩曲柄以相同的角速度同向轉動，連桿作平移兩曲柄以相同的角速度同向轉動，連桿作平移運動。運動。 機車車輪聯動機構機車車輪聯動機構 平行機構平行機構1 平行機構平行機構2第五章平面連桿機構三、三、雙搖桿機構雙搖桿機構兩連架桿均為搖桿，只能在有

6、限范圍內徑往復擺動。兩連架桿均為搖桿，只能在有限范圍內徑往復擺動。飛機起落架機構飛機起落架機構 第五章平面連桿機構鶴式起重機鶴式起重機 E E點走出一近似直線軌跡點走出一近似直線軌跡第五章平面連桿機構四、曲柄滑塊機構四、曲柄滑塊機構 由曲柄搖桿機構演化而成。由曲柄搖桿機構演化而成。演化過程演化過程 第五章平面連桿機構曲柄滑塊機構型式曲柄滑塊機構型式: :對心曲柄滑塊機構對心曲柄滑塊機構 偏置曲柄滑塊機構偏置曲柄滑塊機構第五章平面連桿機構應用應用彈簧管壓力表彈簧管壓力表內燃機內燃機機械壓力機工作原理圖機械壓力機工作原理圖第五章平面連桿機構五、導桿機構五、導桿機構 由曲柄滑塊機構演變而來由曲柄滑塊

7、機構演變而來,曲柄為機架曲柄為機架導桿導桿第五章平面連桿機構類型類型 a. 轉動導桿機構（桿轉動導桿機構（桿1長度小于桿長度小于桿2） b. 擺動導桿機構（桿擺動導桿機構（桿1長度大于桿長度大于桿2）1243第五章平面連桿機構擺桿擺桿導桿導桿導桿小型刨床導桿小型刨床第五章平面連桿機構應用應用 牛頭刨床傳動機構牛頭刨床傳動機構 ABCDE第五章平面連桿機構 第三節(jié)第三節(jié) 平面四桿機構曲柄存在條件平面四桿機構曲柄存在條件 和幾個基本概念和幾個基本概念adbcacbdabcd abacad 一、一、曲柄存在的條件曲柄存在的條件取決于機構各桿件的相對長度及機架的選擇取決于機構各桿件的相對長度及機架的選

8、擇第五章平面連桿機構四桿機構曲柄存在的四桿機構曲柄存在的必要條件必要條件為：為： 1）曲柄、機架之一是最短桿）曲柄、機架之一是最短桿 2）最短桿與最長桿的長度之和小于或等于其余兩）最短桿與最長桿的長度之和小于或等于其余兩桿長度之和（桿長條件）桿長度之和（桿長條件） 必須同時滿足，首先檢查第二個條件：必須同時滿足，首先檢查第二個條件： 如果不滿足桿長條件，機構中不可能有曲柄，如果不滿足桿長條件，機構中不可能有曲柄，不管以哪個桿件為機架，只能構成雙搖桿機構。不管以哪個桿件為機架，只能構成雙搖桿機構。第五章平面連桿機構 在滿足桿長條件的前提下：在滿足桿長條件的前提下：1. 若以最短桿為機架，則構成雙

9、曲柄機構若以最短桿為機架，則構成雙曲柄機構 2. 若以最短桿任一相鄰桿為機架，則構成曲柄搖桿機若以最短桿任一相鄰桿為機架，則構成曲柄搖桿機構。構。3. 若以最短桿相對的桿為機架，則構成雙搖桿機構若以最短桿相對的桿為機架，則構成雙搖桿機構。第五章平面連桿機構二、壓力角與傳動角二、壓力角與傳動角壓力角壓力角 ：從動件：從動件CD上上C點所受作用力的方向與點所受作用力的方向與該點速度方向之間所夾的銳角。該點速度方向之間所夾的銳角。 越小，傳動效率越高。越小，傳動效率越高。傳動角傳動角 ：連桿與從動件所夾的銳角，壓力角的：連桿與從動件所夾的銳角，壓力角的余角。余角。 90 - ， 越小，越小， 越大，

10、越大， 傳動效率越高。傳動效率越高。 一般一般 min 40 驅動力1-主動件主動件第五章平面連桿機構bcaddacb2cos2cos2222 曲柄搖桿機構的最小傳動角將出現在曲柄與機架兩次共曲柄搖桿機構的最小傳動角將出現在曲柄與機架兩次共線的位置，比較即得線的位置，比較即得 min 。第五章平面連桿機構三、死點位置三、死點位置 機構運轉時，機構運轉時，搖桿為主動件搖桿為主動件，當連桿與，當連桿與從動件從動件處處于共線位置時，經連桿作用于從動件上的力于共線位置時，經連桿作用于從動件上的力F通通過從動件的鉸鏈中心，使驅動從動件的有效分力過從動件的鉸鏈中心，使驅動從動件的有效分力為零，不論力為零，

11、不論力F多大，都不能使從動件轉動。多大，都不能使從動件轉動。主動件主動件第五章平面連桿機構對于平行四邊形機構，當曲柄與連桿共線時，傳對于平行四邊形機構，當曲柄與連桿共線時，傳動角為零，同時整個機構的構件重合為一條直線，動角為零，同時整個機構的構件重合為一條直線，這時從動曲柄這時從動曲柄CD存在正、反轉兩種可能，稱為存在正、反轉兩種可能，稱為轉轉向點向點。 第五章平面連桿機構克服死點、轉向點的方法克服死點、轉向點的方法 1在從動件上安裝轉動慣量大的飛輪。在從動件上安裝轉動慣量大的飛輪。 縫紉機踏板機構縫紉機踏板機構 第五章平面連桿機構2相同機構錯位排列相同機構錯位排列 汽車發(fā)動機汽車發(fā)動機第五章

12、平面連桿機構死點位置利用死點位置利用 利用死點位置實現特定的工作要求利用死點位置實現特定的工作要求 1.飛機起落架機構飛機起落架機構 落地后作用力不會使落地后作用力不會使 起落架反轉保證飛機安起落架反轉保證飛機安 全可靠降落。全可靠降落。 第五章平面連桿機構2.夾具夾緊機構夾具夾緊機構 機構不會松脫機構不會松脫 第五章平面連桿機構3.開關機構開關機構 保證融點可靠接觸保證融點可靠接觸 第五章平面連桿機構三行程速度變化系數三行程速度變化系數急回特性急回特性 擺動導桿機構擺動導桿機構， 曲柄曲柄AB等速逆時針回轉，等速逆時針回轉， 由由BB”( 1=180+ ), 由由B”B( 2=180- )，

13、擺動角度同為擺動角度同為 ，但，但 1 2，故故 10有急回特征有急回特征c. 0有急回特征有急回特征第五章平面連桿機構第四節(jié)第四節(jié) 平面四桿機構的設計平面四桿機構的設計平面四桿機構設計平面四桿機構設計-根據給定的運動條件，根據給定的運動條件，確定機構運動簡圖的尺寸參數。確定機構運動簡圖的尺寸參數。平面四桿機構設計，主要有兩類問題：平面四桿機構設計，主要有兩類問題： 實現給定從動件的運動規(guī)律（位置，速實現給定從動件的運動規(guī)律（位置，速度，加速度）度，加速度） 實現給定的運動軌跡實現給定的運動軌跡平面四桿機構的設計方法平面四桿機構的設計方法 圖解法、實驗法、解析法圖解法、實驗法、解析法第五章平面

14、連桿機構一、圖解法一、圖解法（一）按給定的行程速度變化系數設計四桿（一）按給定的行程速度變化系數設計四桿 機構機構 1.曲柄搖桿機構曲柄搖桿機構已知：已知：曲柄搖桿機構中搖桿曲柄搖桿機構中搖桿CD長度和擺長度和擺動角動角 max 、行程速度變化系數、行程速度變化系數K 設計：設計：四桿機構四桿機構第五章平面連桿機構分析分析 圖示為要求設圖示為要求設計的四桿機構的計的四桿機構的兩個極限位置，兩個極限位置，鉸鏈鉸鏈A的中心必的中心必在過在過C1、C2 兩點兩點且圓周角等于且圓周角等于的一個圓上。的一個圓上。 第五章平面連桿機構設計步驟設計步驟1) 計算極位夾角計算極位夾角180 (K-1)/(K1

15、)2) 按比例畫出過按比例畫出過C1、C2點，且圓周角等于點，且圓周角等于的圓。的圓。第五章平面連桿機構3) 按其它條件在圓上確定鉸鏈按其它條件在圓上確定鉸鏈A的位置的位置4) 從圖中量取從圖中量取 =ba， =ba 曲柄長度曲柄長度 連桿長度連桿長度1AC2AC212ACACa21bACaACa第五章平面連桿機構2. 偏置曲柄滑塊機構偏置曲柄滑塊機構已知滑塊行程已知滑塊行程S，偏距，偏距e及行程速度變化系數及行程速度變化系數K，設計此偏置曲柄滑塊機構。設計此偏置曲柄滑塊機構。第五章平面連桿機構（二）按給定連桿的兩個或三個位置設計四（二）按給定連桿的兩個或三個位置設計四 桿機構桿機構 已知已知

16、：連桿連桿BC的三個位置的三個位置 設計的實質是確定固定鉸鏈設計的實質是確定固定鉸鏈A、D的位置的位置B1、B2 、B3所在圓的圓心即為鉸鏈所在圓的圓心即為鉸鏈A位置。位置。C1、C2 、 C3 所在圓的圓心即為鉸鏈所在圓的圓心即為鉸鏈D的位置。的位置。第五章平面連桿機構若僅知道連桿若僅知道連桿BC的二個位置，可通過其它條件確的二個位置，可通過其它條件確定定A、D位置位置第五章平面連桿機構（三）按給定連架桿對應位置設計四桿機構（三）按給定連架桿對應位置設計四桿機構已知已知:曲柄曲柄AB及其三個位置，機架及其三個位置，機架AD的長度，構的長度，構件件CD上某直線上某直線DE的三個位置。的三個位置

17、。 第五章平面連桿機構分析分析 本設計的實質是求活動鉸鏈本設計的實質是求活動鉸鏈C的第一個位置的第一個位置C1。 可通過連架桿可通過連架桿AB對對CD的相對運動來確定鉸鏈的相對運動來確定鉸鏈C的位置，即的位置，即,將連架桿將連架桿CD上某直線上某直線DE的第一個位的第一個位置置DE1當作機架不動，連架桿當作機架不動，連架桿AB看作連桿看作連桿,采用反采用反轉法實現轉法實現AB對對CD的相對運動。的相對運動。第五章平面連桿機構 步驟：步驟：1、將四邊形將四邊形 分別剛性地繞分別剛性地繞D點反轉，點反轉，使使 分別與分別與 重合，則得到構件重合，則得到構件AB對機對機架架CD相對運動的三個位置相對

18、運動的三個位置 （圖中（圖中 未畫出）。未畫出）。 此時問題轉此時問題轉化為給定連桿三個位置設計四桿機構。化為給定連桿三個位置設計四桿機構。2、作、作 的中垂線，則交點為的中垂線，則交點為 。DDEAB3322EAB、32DE、DE1DE33221ABABAB、32AA 、3221BBBB、1C第五章平面連桿機構E1第五章平面連桿機構二二. 解析法解析法（一）鉸鏈四桿機構的傳動特性及設計（一）鉸鏈四桿機構的傳動特性及設計（二）（二）曲柄滑塊機構的傳動特性及設計曲柄滑塊機構的傳動特性及設計 （三）正弦、正切機構的傳動特性及其設計（三）正弦、正切機構的傳動特性及其設計 第五章平面連桿機構 正弦機構

19、正弦機構正切機構正切機構sinsatansa第五章平面連桿機構低副高代低副高代 正弦機構正弦機構 正切機構正切機構第五章平面連桿機構正弦機構的傳動特性正弦機構的傳動特性 是非線性機構是非線性機構正切機構的傳動特性正切機構的傳動特性 是非線性機構是非線性機構 )sin(sin0 as1cosdidsa)tan(tan0 as21cosdidsa第五章平面連桿機構應用應用奧奧氏氏測測微微儀儀簡簡圖圖 立立式式光光學學比比較較儀儀簡簡圖圖 第五章平面連桿機構正弦機構原理誤差正弦機構原理誤差 線性度盤線性度盤 將將sin 展開，取前兩項得展開，取前兩項得 sinas sa00sinsssaa 33()

20、66asaa 第五章平面連桿機構正切機構原理誤差正切機構原理誤差tansaa 33()33asaa 第五章平面連桿機構設計原則設計原則1.合理選擇傳動型式高精度儀器儀表中，合理選擇傳動型式高精度儀器儀表中，多采用正弦機構，多采用正弦機構， 精度較低時一般采用精度較低時一般采用正切機構。正切機構。1)條件相同時，正弦機構的原理誤差是正切條件相同時，正弦機構的原理誤差是正切機構的機構的1/2。2)測桿移動副的間隙對正弦機構精度沒有影測桿移動副的間隙對正弦機構精度沒有影響，但對正切機構影響大。響，但對正切機構影響大。3)正切機構的結構工藝性比正弦機構好正切機構的結構工藝性比正弦機構好第五章平面連桿機

21、構2.把工作角度限制在很小范圍內，把工作角度限制在很小范圍內，盡量增大參數盡量增大參數a的長度的長度 3.擺桿長度的調整，即采用參數擺桿長度的調整，即采用參數a可可調整的結構調整的結構 第五章平面連桿機構2)測量范圍一定情況下，參數測量范圍一定情況下，參數a增大，則工作增大，則工作角度角度 減小，從而減小，從而 減小減小3)采用參數采用參數a可調整的結構可調整的結構 s正弦機構原理誤差的調整正弦機構原理誤差的調整第五章平面連桿機構正切機構原理誤差的調整正切機構原理誤差的調整第五章平面連桿機構擺桿長度的調整結構擺桿長度的調整結構 偏心調整結構偏心調整結構螺釘調整結構螺釘調整結構第五章平面連桿機構

22、 彈彈性性擺擺桿桿結結構構擺桿支撐間隙的擺桿支撐間隙的影響與消除影響與消除 第五章平面連桿機構錯誤的機構原點位置錯誤的機構原點位置a)a)正弦機構正弦機構 b)b)正切機構正切機構第五章平面連桿機構 本章難點：本章難點：本章難點是采用反轉法設計四桿機構本章難點是采用反轉法設計四桿機構 反轉法包含兩個概念：反轉法包含兩個概念： 1. 剛化剛化 2. 反轉反轉 剛化：將四桿機構運動中每一位置時各構剛化：將四桿機構運動中每一位置時各構件的相對位置固定起來，把此位置時的四件的相對位置固定起來，把此位置時的四個構件整體視為一個剛體。個構件整體視為一個剛體。反轉：利用相對運動的原理，將各位置時反轉：利用相

23、對運動的原理，將各位置時的剛體的剛體 反方向轉動，使各位置選定的基反方向轉動，使各位置選定的基線都與此基線的初始位置重合，將求活動線都與此基線的初始位置重合，將求活動鉸鏈中心的問題轉化為求固定鉸鏈中心的鉸鏈中心的問題轉化為求固定鉸鏈中心的問題。問題。第五章平面連桿機構機械式測量儀表的組成機械式測量儀表的組成靈敏元件靈敏元件傳動機構傳動機構示數裝置示數裝置ps 將感受的物理量轉換為元件的變形位移。將感受的物理量轉換為元件的變形位移。如：彈簧管流體壓力如：彈簧管流體壓力 真空膜盒高空至地面的距離真空膜盒高空至地面的距離 雙金屬片溫度雙金屬片溫度解析法設計曲柄滑塊機構解析法設計曲柄滑塊機構第五章平面

24、連桿機構機械式測量儀表的組成機械式測量儀表的組成靈敏元件靈敏元件傳動機構傳動機構示數裝置示數裝置ps 指針，指針，等分刻度度盤等分刻度度盤將靈敏元件位移傳動到指針將靈敏元件位移傳動到指針第五章平面連桿機構機械式測量儀表的組成機械式測量儀表的組成靈敏元件靈敏元件傳動機構傳動機構示數裝置示數裝置ps 因靈敏元件的轉化特性存在誤差，故要求傳動機構：因靈敏元件的轉化特性存在誤差，故要求傳動機構： 具有調整環(huán)節(jié)以改變傳動比；具有調整環(huán)節(jié)以改變傳動比； 具有非線性補具有非線性補償功能，以校正敏感元件特性的非線性誤差。償功能，以校正敏感元件特性的非線性誤差。 曲柄滑塊機構作為傳動機構，可實現上述要求：曲柄滑

25、塊機構作為傳動機構，可實現上述要求： 調整構件尺寸可改變傳動比；調整構件尺寸可改變傳動比； 曲柄滑塊機構傳曲柄滑塊機構傳動特性具有非線性，利用其非線性可以抵消靈敏元件動特性具有非線性，利用其非線性可以抵消靈敏元件非線性誤差，使儀表測量精度滿足要求。非線性誤差，使儀表測量精度滿足要求。 第五章平面連桿機構解析法設計曲柄滑塊機構解析法設計曲柄滑塊機構一、曲柄滑塊機構的傳動特性一、曲柄滑塊機構的傳動特性 滑塊位移滑塊位移S與曲柄轉角與曲柄轉角 之間的關系稱為之間的關系稱為曲柄滑塊機構的傳動特性。曲柄滑塊機構的傳動特性。 Sf( )第五章平面連桿機構ABCseab+ 0 0 曲柄滑塊機構曲柄滑塊機構0

26、0 cossin cossin (sinsin)(coscos)oosCO C Obabaab00sincosbae200cos1cosaeb2cos1cosaebyxCO220coscos(sinsin )11oaeaes abbb 曲柄滑塊傳動特性方程曲柄滑塊傳動特性方程第五章平面連桿機構當滑塊為主動件時，機構的傳動比：當滑塊為主動件時，機構的傳動比： 21( cos)sincoscos1didsaeaaebb第五章平面連桿機構為簡化計算，便于制成相應圖譜，特引入無為簡化計算，便于制成相應圖譜，特引入無量綱系數：量綱系數： 滑塊相對位移滑塊相對位移 連桿相對長度連桿相對長度 相對偏距相對偏

27、距 代入曲柄滑塊特性傳動方程得：代入曲柄滑塊特性傳動方程得： 得相對傳動比：得相對傳動比：sabaea2222(sinsin )(cos)(cos)oosa 221(cos)sincos(cos)adidia|=0=1( , , , )if a b e第五章平面連桿機構相對傳動比和絕對傳動比之間的關系相對傳動比和絕對傳動比之間的關系adddiaaisddsda第五章平面連桿機構1( , , )aif 若確定，則得若確定，則得i ia a- - 圖譜圖譜曲柄滑塊機構的曲線曲柄滑塊機構的曲線1ia 第五章平面連桿機構二、非線性補償設計二、非線性補償設計 舉例：壓力表設計中的曲柄滑塊機構舉例：壓力表

28、設計中的曲柄滑塊機構 （一）壓力表設計任務要求：（一）壓力表設計任務要求： a. 測量范圍測量范圍01Mpa b. 指針、度盤示數，度盤標度指針、度盤示數，度盤標度角角270270，等分刻度等分刻度 c. 壓力表精度為壓力表精度為1.5級級解析法設計曲柄滑塊機構解析法設計曲柄滑塊機構第五章平面連桿機構壓力表測量允許誤差壓力表測量允許誤差 1.5級表測量允許誤差為：在測量范圍內級表測量允許誤差為：在測量范圍內任一壓力處測量值與標準值（標準表的示任一壓力處測量值與標準值（標準表的示值）之差小于滿幅壓力值）之差小于滿幅壓力pmax 1.5%。 即儀表允許誤差即儀表允許誤差 為為 1Mpa 1.5%

29、0.015Mpa第五章平面連桿機構若壓力表示值曲線全部在兩條平行虛線內，若壓力表示值曲線全部在兩條平行虛線內，儀表為合格。儀表為合格。 圖中在滿幅壓力和中間一段壓力處測量誤圖中在滿幅壓力和中間一段壓力處測量誤差大于允許誤差，為不合格！差大于允許誤差，為不合格！ P (Mpa ) 27010壓力表示值壓力表示值標準表示值標準表示值測測量量允允許許誤誤差差 第五章平面連桿機構（二）彈簧管特性（二）彈簧管特性 測量壓力的敏感元件彈簧管測量壓力的敏感元件彈簧管自由端自由端封閉封閉第五章平面連桿機構 在被測壓力在被測壓力p的作的作用下，彈簧管自由端用下，彈簧管自由端沿固定方向產生直線沿固定方向產生直線位

30、移位移s，該直線與自，該直線與自由端切線由端切線t-t成成 角，角， 由彈簧管中心角由彈簧管中心角 0決決定。即定。即 f ( 0)。 自由端位移自由端位移s與壓與壓力力p成正比，即成正比，即s=Ks p，故彈簧管，故彈簧管具有線性轉換特性。具有線性轉換特性。R0 0Otts pC第五章平面連桿機構（三）線性傳動方案（三）線性傳動方案彈簧管彈簧管齒輪傳動齒輪傳動指針度盤指針度盤ps(線性轉換)(線性傳動)(線性刻度)Otts pC第五章平面連桿機構 批量生產中的彈簧管批量生產中的彈簧管特性離散度很大，并存特性離散度很大，并存在非線性，造成滿幅測在非線性，造成滿幅測量值或某一段測量值超量值或某一

31、段測量值超差。而齒輪為恒定傳動差。而齒輪為恒定傳動比傳動，對傳動比沒有比傳動，對傳動比沒有調整功能。故此方案不調整功能。故此方案不能滿足儀表測量精度要能滿足儀表測量精度要求。求。Otts pC 第五章平面連桿機構（四）加入曲柄滑塊機構進行非線性補償方案（四）加入曲柄滑塊機構進行非線性補償方案 采用二級放大傳動，第一級為曲柄滑塊機采用二級放大傳動，第一級為曲柄滑塊機構，用于非線性補償，應按近似線性傳動特構，用于非線性補償，應按近似線性傳動特性設計機構參數；第二級為齒輪傳動。性設計機構參數；第二級為齒輪傳動。彈簧管彈簧管齒輪齒輪指針度盤指針度盤ps(線性轉換)(線性傳動)(線性刻度)曲柄滑塊曲柄滑

32、塊(近似線性傳動)第五章平面連桿機構曲柄滑塊機構設計的原始數據曲柄滑塊機構設計的原始數據 滑塊最大位移滑塊最大位移smax： smax即彈簧管滿幅壓力即彈簧管滿幅壓力 時位移。時位移。 曲柄工作轉角曲柄工作轉角 g： g=270/i2 i2 二級齒輪傳動比二級齒輪傳動比Otts pC 0eBAEab第五章平面連桿機構曲柄滑塊機構的設計步驟曲柄滑塊機構的設計步驟 初步選定曲柄滑塊初步選定曲柄滑塊 機構的機構的 、 的值，即的值，即 在在 曲線譜中選定曲線譜中選定 一條曲線。一條曲線。 ia =1 4Oia 第五章平面連桿機構曲柄滑塊機構設計步驟曲柄滑塊機構設計步驟 確定曲柄滑塊機構的工作區(qū)間。因其傳確定曲柄滑塊機構的工作區(qū)間。因其傳動特性為近似線性，故工作區(qū)間在極值點附動特性為近似線性，故工作區(qū)間在極值點附近。近。 以一定步長，利用式以一定步長，利用式 搜索曲線極值點搜索曲線極值點 e。 221cos(cos)sin/(cos)ai第五章平面連桿機構 以極值點以極值點 e對稱分布找出初始角對稱分布找出初始角 0(H點點)和終止點和終止點 z(F點點)，及對應的，及對應的iaH 、 iaF。 有有 0 e g/2 z e g/2 e ia =1 4Oia0 0 ZiaFiaHHF g1第五章平面連桿機構曲柄滑塊機構設計步驟曲柄滑塊