第八章平面連桿機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)8-1、2

1、第八章第八章 平面連桿機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)平面連桿機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì) 81 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)82 平面四桿機(jī)構(gòu)的類型及應(yīng)用平面四桿機(jī)構(gòu)的類型及應(yīng)用83 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識(shí)平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識(shí) 84 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) 81 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)一、概念一、概念 連桿機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)：指所有構(gòu)件用低副低副 （轉(zhuǎn)動(dòng)副和移動(dòng)副）聯(lián)接而成的 機(jī)構(gòu)，又稱為低副機(jī)構(gòu)低副機(jī)構(gòu)。1、平面連桿機(jī)構(gòu)、平面連桿機(jī)構(gòu)：所有構(gòu)件均在相互 平行的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的連桿機(jī)構(gòu)（如圖a） 。2、空間連桿機(jī)構(gòu)、空間連桿機(jī)構(gòu)：所有構(gòu)件不全在相互 平行的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的連桿機(jī)構(gòu)（如圖b）。它可

2、以分為：圖a圖b二、特點(diǎn)二、特點(diǎn)1、優(yōu)點(diǎn)：、優(yōu)點(diǎn)：1）運(yùn)動(dòng)副都是低副低副，低副兩元素為面接觸，所以 耐磨損耐磨損，承載大承載大；2）低副兩元素幾何形狀簡(jiǎn)單，是圓柱面或平面圓柱面或平面， 所以制造簡(jiǎn)單制造簡(jiǎn)單，容易獲得較高的制造精度較高的制造精度；3）可以實(shí)現(xiàn)不同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律不同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和特定軌跡特定軌跡要求。圖c圖d實(shí)現(xiàn)特定運(yùn)動(dòng)規(guī)律的牛頭刨床牛頭刨床（圖c）；實(shí)現(xiàn)特定軌跡要求的橢圓儀橢圓儀（圖d）。如：2、缺點(diǎn)：、缺點(diǎn)：1）運(yùn)動(dòng)鏈較長(zhǎng),傳動(dòng)累積誤差傳動(dòng)累積誤差 較大較大，使效率降低效率降低；2）動(dòng)平衡較困難，所以一般 不宜用于高速傳動(dòng)不宜用于高速傳動(dòng)；3）設(shè)計(jì)比較復(fù)雜設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，不易精確地不

3、易精確地 實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。三、應(yīng)用三、應(yīng)用 連桿機(jī)構(gòu)廣泛地應(yīng)用在各種機(jī)械和儀器中。 如: 機(jī)車車輪的聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu) 牛頭刨床鄂式破碎機(jī)機(jī)器人雷達(dá)天線俯仰機(jī)構(gòu)縫紉機(jī)的踏板機(jī)構(gòu)鶴式起重機(jī)DQAECBQBCE82 平面四桿機(jī)構(gòu)的類型及應(yīng)用平面四桿機(jī)構(gòu)的類型及應(yīng)用一、四桿機(jī)構(gòu)的基本型式一、四桿機(jī)構(gòu)的基本型式圖82 四桿機(jī)構(gòu)的基本型式是四桿機(jī)構(gòu)的基本型式是: 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)(全轉(zhuǎn)動(dòng)副) 機(jī)架機(jī)架: 機(jī)構(gòu)中的固定構(gòu)件（桿（桿4） 連架桿：連架桿：直接與機(jī)架相連接 的構(gòu)件（ 桿桿1、3）連桿：連桿：不直接與機(jī)架連接的構(gòu)件（桿桿2）曲柄曲柄搖桿搖桿 * 最簡(jiǎn)單的平面連桿機(jī)構(gòu)是平面四桿機(jī)構(gòu)平面四桿機(jī)構(gòu)，

4、它是組成 多桿機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)。 在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，按連架桿的不同形式連架桿的不同形式，可將 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)分為：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)雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(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) 兩個(gè)連架桿中，一個(gè)為曲柄曲柄，另一個(gè)為搖桿搖桿1）曲柄為原動(dòng)件，搖桿為從動(dòng)件時(shí)：）曲柄為原動(dòng)件，搖桿為從動(dòng)件時(shí)： 如圖所示的雷達(dá)天線俯仰機(jī)構(gòu)等。雷達(dá)天線俯仰機(jī)構(gòu)等。曲柄的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng) 搖桿的變速往復(fù)擺動(dòng)變速往復(fù)擺動(dòng)。1、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)抓片機(jī)構(gòu)攪拌機(jī)輸送機(jī)2）搖桿為原動(dòng)件，曲柄為從動(dòng)件時(shí)：）搖桿為原動(dòng)件，曲柄為從動(dòng)件時(shí)：如圖所示的縫紉機(jī)踏板機(jī)構(gòu)?？p紉機(jī)踏板機(jī)構(gòu)。搖桿的往復(fù)擺動(dòng)往復(fù)

5、擺動(dòng) 曲柄的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。2、雙曲柄機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu) 兩個(gè)兩個(gè)連架桿都是連架桿都是曲柄曲柄 如圖8-3所示沖床機(jī)構(gòu)中的雙曲柄機(jī)構(gòu)ABCD等。傳動(dòng)特點(diǎn)傳動(dòng)特點(diǎn)： 主動(dòng)曲柄連續(xù)等速轉(zhuǎn)動(dòng)連續(xù)等速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)， 從動(dòng)曲柄一般作變速轉(zhuǎn)動(dòng)變速轉(zhuǎn)動(dòng)。圖8-3振動(dòng)篩機(jī)構(gòu)在雙曲柄機(jī)構(gòu)中，有兩種特例特例：1）正平行四邊形機(jī)構(gòu)正平行四邊形機(jī)構(gòu)：其相對(duì)兩桿平行且相等相對(duì)兩桿平行且相等， 如圖8-7所示。其運(yùn)動(dòng)特性運(yùn)動(dòng)特性是：兩曲柄作等速同向轉(zhuǎn)動(dòng)兩曲柄作等速同向轉(zhuǎn)動(dòng)；連桿作平移運(yùn)動(dòng)連桿作平移運(yùn)動(dòng)。圖8-6 如圖所示的攝影平臺(tái)升降機(jī)構(gòu)是利用了特性 。圖8-8所示的機(jī)車車輪的聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)就利用了特性 ；圖8-8圖8-8b ）AB

6、DCADBC2）逆逆（或（或反反）平行四邊形機(jī)構(gòu)平行四邊形機(jī)構(gòu)：其相對(duì)兩桿長(zhǎng)度相等，其相對(duì)兩桿長(zhǎng)度相等，但不平行，但不平行，如圖8-10所示。 其運(yùn)動(dòng)特性運(yùn)動(dòng)特性：以其以其長(zhǎng)邊長(zhǎng)邊為機(jī)架時(shí)（圖為機(jī)架時(shí)（圖a），兩曲柄），兩曲柄沿相沿相 反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)(以其以其短邊短邊為機(jī)架時(shí)（圖為機(jī)架時(shí)（圖b），）， 性能與一般的雙曲柄機(jī)構(gòu)相似性能與一般的雙曲柄機(jī)構(gòu)相似)。圖8-9a）b）圖8-10 圖8-10所示的車門開閉機(jī)構(gòu)車門開閉機(jī)構(gòu)則是利用了其兩曲柄轉(zhuǎn) 向相反的運(yùn)動(dòng)特性，使兩扇車門同時(shí)開啟或關(guān)閉。3、雙搖桿機(jī)構(gòu)、雙搖桿機(jī)構(gòu)兩個(gè)兩個(gè)連架桿都是連架桿都是搖桿搖桿， 其運(yùn)動(dòng)特性運(yùn)動(dòng)特性是：主動(dòng)搖桿

7、及從動(dòng)搖桿都 作擺動(dòng)，但兩搖桿的擺角大小不同。如圖所示的鑄造用大型造型機(jī)的翻箱機(jī)構(gòu)翻箱機(jī)構(gòu)；及圖示的工件夾緊機(jī)構(gòu)、鶴式起重機(jī)；工件夾緊機(jī)構(gòu)、鶴式起重機(jī)； 工件夾緊機(jī)構(gòu)鶴式起重機(jī)二、平面四桿機(jī)構(gòu)的演化形式二、平面四桿機(jī)構(gòu)的演化形式1）改變構(gòu)件的形狀和尺寸）改變構(gòu)件的形狀和尺寸搖桿3做成滑塊機(jī)架做成導(dǎo)軌 對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)常用在沖床沖床、壓力機(jī)壓力機(jī) 、壓縮機(jī)壓縮機(jī)等機(jī)械中。將移D到無(wú)限遠(yuǎn)處 變成直線能將曲柄的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng) 滑塊的往復(fù)直線移動(dòng)往復(fù)直線移動(dòng)或相反 。圖814 b）連桿2做成滑塊桿3 做成導(dǎo)軌 在圖814，b所示的曲柄滑

8、塊機(jī)構(gòu)中，B點(diǎn)相對(duì)于C點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡是。C ， 直線圖815 a）圖815 b）正弦機(jī)構(gòu)正弦機(jī)構(gòu)s=LABsin2）改變運(yùn)動(dòng)副的尺寸）改變運(yùn)動(dòng)副的尺寸圖816 a）擴(kuò)大轉(zhuǎn)動(dòng)副B的半徑使之超過(guò)曲柄的長(zhǎng)度曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)偏心輪機(jī)構(gòu)偏心輪機(jī)構(gòu) 偏心輪機(jī)構(gòu)常用于破碎機(jī) 及沖床中。 圖816 b）演化3）選用不同的構(gòu)件為機(jī)架）選用不同的構(gòu)件為機(jī)架（機(jī)構(gòu)的倒置機(jī)構(gòu)的倒置）b）導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)）導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)構(gòu)件AB(1)為機(jī)架回轉(zhuǎn)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)回轉(zhuǎn)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)：導(dǎo)桿能作導(dǎo)桿能作整周轉(zhuǎn)動(dòng)整周轉(zhuǎn)動(dòng)， l2l1。 如圖8-18所示的小型刨床小型刨床機(jī)構(gòu)。擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)：導(dǎo)桿僅能在某一角度范圍內(nèi)導(dǎo)桿僅能在某一角度范圍內(nèi)往復(fù)擺動(dòng)往復(fù)擺動(dòng)， l2l1 。如圖8-19所示的牛頭刨床牛頭刨床機(jī)構(gòu)。a）曲柄滑塊機(jī)構(gòu)圖8-18圖8-19構(gòu)件BC(2)為機(jī)架曲柄搖塊機(jī)構(gòu)曲柄搖塊機(jī)構(gòu)