機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第二章平面連桿機(jī)構(gòu)

1、第第2章章 平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)21 平面連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用平面連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用23 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24 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)22 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類(lèi)型及其應(yīng)用平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類(lèi)型及其應(yīng)用本章學(xué)習(xí)要求本章學(xué)習(xí)要求1、了解平面四桿機(jī)構(gòu)的組成和特點(diǎn)、了解平面四桿機(jī)構(gòu)的組成和特點(diǎn)2、了解鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本形式及應(yīng)用、了解鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本形式及應(yīng)用3、了解鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化方法、了解鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化方法4、掌握掌握平面四桿機(jī)構(gòu)存在曲柄的條件平面四桿機(jī)構(gòu)存在曲柄的條件5、掌握掌握壓力角、傳動(dòng)角、極位夾角與行程速比系數(shù)、壓力角、傳動(dòng)角、極位夾

2、角與行程速比系數(shù)、 死點(diǎn)位置等平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識(shí)及特性死點(diǎn)位置等平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識(shí)及特性6、了解平面連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)的基本設(shè)計(jì)命題，、了解平面連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)的基本設(shè)計(jì)命題，掌握掌握根據(jù)不同設(shè)計(jì)條件采用合適的設(shè)計(jì)方法來(lái)解決四桿機(jī)構(gòu)根據(jù)不同設(shè)計(jì)條件采用合適的設(shè)計(jì)方法來(lái)解決四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)問(wèn)題。的設(shè)計(jì)問(wèn)題。本章重點(diǎn)難點(diǎn)本章重點(diǎn)難點(diǎn)本章重點(diǎn)本章重點(diǎn)1、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化2、四桿機(jī)構(gòu)存在曲柄的條件、四桿機(jī)構(gòu)存在曲柄的條件3、壓力角、傳動(dòng)角、極位夾角與行程速比系數(shù)、死點(diǎn)位置、壓力角、傳動(dòng)角、極位夾角與行程速比系數(shù)、死點(diǎn)位置4、四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)、四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)本章難點(diǎn)本章難

3、點(diǎn)四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)21 平面連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用平面連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用連桿機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)由若干剛性構(gòu)件通過(guò)由若干剛性構(gòu)件通過(guò)低副低副（轉(zhuǎn)動(dòng)副、移動(dòng)副）連接組成的（轉(zhuǎn)動(dòng)副、移動(dòng)副）連接組成的機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)，又稱(chēng)為又稱(chēng)為低副機(jī)構(gòu)低副機(jī)構(gòu)。連桿機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)：連桿機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)： 采用低副。面接觸、承載大、便于潤(rùn)滑、不易磨損、運(yùn)動(dòng)副元素的幾何形采用低副。面接觸、承載大、便于潤(rùn)滑、不易磨損、運(yùn)動(dòng)副元素的幾何形狀簡(jiǎn)單、易加工、容易獲得較高的制造精度。狀簡(jiǎn)單、易加工、容易獲得較高的制造精度。可實(shí)現(xiàn)多種運(yùn)動(dòng)變換和運(yùn)動(dòng)規(guī)律?？蓪?shí)現(xiàn)多種運(yùn)動(dòng)變換和運(yùn)動(dòng)規(guī)律。由幾何形狀實(shí)現(xiàn)接觸，不需要附加壓緊裝置。由幾何形狀

4、實(shí)現(xiàn)接觸，不需要附加壓緊裝置。連桿曲線豐富，可滿足不同運(yùn)動(dòng)軌跡的設(shè)計(jì)要求。連桿曲線豐富，可滿足不同運(yùn)動(dòng)軌跡的設(shè)計(jì)要求。連桿機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)：連桿機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)：構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，效率低構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，效率低。運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的慣性難以平衡，不適合高速。運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的慣性難以平衡，不適合高速。一般只能近似滿足運(yùn)動(dòng)規(guī)律的要求。一般只能近似滿足運(yùn)動(dòng)規(guī)律的要求。由于構(gòu)件尺寸不可能絕對(duì)準(zhǔn)確，運(yùn)動(dòng)副間有間隙，故運(yùn)動(dòng)傳遞的累積誤差比由于構(gòu)件尺寸不可能絕對(duì)準(zhǔn)確，運(yùn)動(dòng)副間有間隙，故運(yùn)動(dòng)傳遞的累積誤差比較大。較大。應(yīng)用實(shí)例：應(yīng)用實(shí)例：內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃機(jī)、鶴式吊鶴式吊、牛頭刨床牛頭刨床、折疊桌折疊桌、火車(chē)輪火車(chē)輪、橢圓儀

5、橢圓儀、手動(dòng)沖床、機(jī)械手爪、開(kāi)窗戶支撐、公共汽車(chē)開(kāi)關(guān)門(mén)、手動(dòng)沖床、機(jī)械手爪、開(kāi)窗戶支撐、公共汽車(chē)開(kāi)關(guān)門(mén)、折疊傘、牙膏筒拔管機(jī)、單車(chē)制動(dòng)操作機(jī)構(gòu)等。折疊傘、牙膏筒拔管機(jī)、單車(chē)制動(dòng)操作機(jī)構(gòu)等。連桿機(jī)構(gòu)分類(lèi)連桿機(jī)構(gòu)分類(lèi):平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)空間連桿機(jī)構(gòu)空間連桿機(jī)構(gòu)常以構(gòu)件數(shù)命名：常以構(gòu)件數(shù)命名：四桿機(jī)構(gòu)四桿機(jī)構(gòu)、多桿機(jī)構(gòu)多桿機(jī)構(gòu)。本章重點(diǎn)內(nèi)容是介紹本章重點(diǎn)內(nèi)容是介紹平面四桿機(jī)構(gòu)。平面四桿機(jī)構(gòu)。1432O1ABO222 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類(lèi)型及其應(yīng)用平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類(lèi)型及其應(yīng)用定義：定義：全部用轉(zhuǎn)動(dòng)副相連的平面四桿機(jī)構(gòu)，其它平面四桿機(jī)全部用轉(zhuǎn)動(dòng)副相連的平面四桿機(jī)構(gòu)，其它平面四桿機(jī)構(gòu)都可以由它演變

6、得到。構(gòu)都可以由它演變得到。名詞解釋?zhuān)好~解釋?zhuān)哼B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；搖桿搖桿與機(jī)架組成擺動(dòng)副的連架桿。與機(jī)架組成擺動(dòng)副的連架桿。周轉(zhuǎn)副（整轉(zhuǎn)副）周轉(zhuǎn)副（整轉(zhuǎn)副）組成轉(zhuǎn)動(dòng)副的兩構(gòu)件能作整周相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)組成轉(zhuǎn)動(dòng)副的兩構(gòu)件能作整周相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)；擺動(dòng)副擺動(dòng)副不能做整周轉(zhuǎn)動(dòng)不能做整周轉(zhuǎn)動(dòng)的回轉(zhuǎn)副；的回轉(zhuǎn)副；曲柄曲柄與機(jī)架組成整轉(zhuǎn)副的連架桿與機(jī)架組成整轉(zhuǎn)副的連架桿；連架桿連架桿連桿連桿連架桿連架桿一、一、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云ABC1243DABDC1243雷達(dá)雷達(dá)天線俯仰機(jī)構(gòu)天線俯仰機(jī)構(gòu)曲柄主動(dòng)曲柄主動(dòng)縫紉機(jī)踏板機(jī)

7、構(gòu)縫紉機(jī)踏板機(jī)構(gòu)2143搖桿主動(dòng)搖桿主動(dòng)3124（1 1）曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)特征：特征：曲柄搖桿曲柄搖桿運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換：運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換：轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng) 搖動(dòng)搖動(dòng)設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云（2 2）雙曲柄機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)特征特征：兩個(gè)曲柄：兩個(gè)曲柄作用：作用：將等速回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)閷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：應(yīng)用實(shí)例：如如葉片泵、慣性篩葉片泵、慣性篩等。等。設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云A AD DC CB B1 12 23 34 4旋轉(zhuǎn)式葉片泵旋轉(zhuǎn)式葉片泵A AD DC CB B1 12 23 3ABDC1234E6慣性篩機(jī)構(gòu)慣性篩機(jī)構(gòu)31設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云AB

8、CD耕地耕地料斗料斗DCAB耕地耕地料斗料斗DCAB實(shí)例：實(shí)例：火車(chē)輪火車(chē)輪特例：特例：平行四邊形機(jī)構(gòu)平行四邊形機(jī)構(gòu)AB = CD特征：特征：兩連架桿等長(zhǎng)且平行，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)ADBCBC天平天平播種機(jī)料斗機(jī)構(gòu)播種機(jī)料斗機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云FAEDGBCABEFDCG平行四邊形機(jī)構(gòu)在共線位置出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)平行四邊形機(jī)構(gòu)在共線位置出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)不確定。不確定。消除方法消除方法1 1：采用兩組機(jī)構(gòu)錯(cuò)開(kāi)排列采用兩組機(jī)構(gòu)錯(cuò)開(kāi)排列。設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云反平行四邊形機(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)反向反向消除方法消除方法2 2

9、：添加虛約束添加虛約束設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云ABDCE（3 3）雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)特征：特征：兩個(gè)搖桿兩個(gè)搖桿應(yīng)用舉例：應(yīng)用舉例：鑄造翻箱機(jī)構(gòu)鑄造翻箱機(jī)構(gòu)特例：特例：等腰梯形機(jī)構(gòu)等腰梯形機(jī)構(gòu)汽車(chē)轉(zhuǎn)向機(jī)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ABDC設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云(1)(1) 改變構(gòu)件的形狀和運(yùn)動(dòng)尺寸改變構(gòu)件的形狀和運(yùn)動(dòng)尺寸偏心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)偏心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)對(duì)心曲柄滑塊機(jī)

10、構(gòu)對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(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) 正弦機(jī)構(gòu)正弦機(jī)構(gòu)s=l sin l二、平面四桿機(jī)構(gòu)的演化二、平面四桿機(jī)構(gòu)的演化設(shè)計(jì)：潘存云(2)(2)改變運(yùn)動(dòng)副的尺寸改變運(yùn)動(dòng)副的尺寸偏心輪機(jī)構(gòu)偏心輪機(jī)構(gòu)(3)(3)選不同的構(gòu)件為機(jī)架選不同的構(gòu)件為機(jī)架導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)314A2BC曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)314A2BC設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云牛頭刨床牛頭刨床應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例:ABDC1243C2C1小型刨床小型刨床ABDCE123456(3)(3)選不同的構(gòu)件為機(jī)架選不同的構(gòu)件為機(jī)架搖塊機(jī)構(gòu)搖塊機(jī)構(gòu)314A2

11、BC設(shè)計(jì)：潘存云應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例B234C1A自卸卡車(chē)舉升機(jī)構(gòu)自卸卡車(chē)舉升機(jī)構(gòu)應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例B34C1A2應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例4A1B23C應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例13C4AB2應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例A1C234BACB1234設(shè)計(jì)：潘存云(3)(3)選不同的構(gòu)件為機(jī)架選不同的構(gòu)件為機(jī)架314A2BC固定滑塊機(jī)構(gòu)固定滑塊機(jī)構(gòu)手搖唧筒手搖唧筒這種通過(guò)選擇不同構(gòu)件作為機(jī)架以獲得不同機(jī)構(gòu)的這種通過(guò)選擇不同構(gòu)件作為機(jī)架以獲得不同機(jī)構(gòu)的方法稱(chēng)為：方法稱(chēng)為：機(jī)構(gòu)的倒置機(jī)構(gòu)的倒置BC3214AABC3214例：選擇雙滑塊機(jī)構(gòu)中的不同構(gòu)件例：選擇雙滑塊機(jī)構(gòu)中的不同構(gòu)件 作為機(jī)架可得不同的機(jī)構(gòu)作為機(jī)架可得不同的機(jī)構(gòu)橢圓儀機(jī)構(gòu)橢

12、圓儀機(jī)構(gòu)1234正弦機(jī)構(gòu)正弦機(jī)構(gòu)3214演化式四桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用演化式四桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用雙轉(zhuǎn)塊機(jī)構(gòu)雙轉(zhuǎn)塊機(jī)構(gòu)例：選擇曲柄搖桿中的不同構(gòu)件作為機(jī)架可得不同例：選擇曲柄搖桿中的不同構(gòu)件作為機(jī)架可得不同的機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)23 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本特性平面四桿機(jī)構(gòu)的基本特性設(shè)計(jì)：潘存云l1l2l4l3CBAD平面四桿機(jī)構(gòu)具有整轉(zhuǎn)平面四桿機(jī)構(gòu)具有整轉(zhuǎn)副副可能存在可能存在曲柄。曲柄。桿桿1 1為曲柄，作整周回轉(zhuǎn)，必有兩次與機(jī)架共線為曲柄，作整周回轉(zhuǎn)，必有兩次與機(jī)架共線l2(l4 l1)+ l3則由則由BCD可得：可得：則由則由B”C”D可得：可得：l1+ l4 l2 + l3l3(l4 l1)+ l2AB為最短桿為最短桿

13、1. 1. 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)有曲柄鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件的條件C”l1l2l4l3ADl4- - l1將以上三式兩兩相加得：將以上三式兩兩相加得： l1 l2, l1 l3, l1 l4 l1+ l3 l2 + l4 l1+ l2 l3 + l42) 組成該周轉(zhuǎn)副的兩桿中必有一桿為最短桿組成該周轉(zhuǎn)副的兩桿中必有一桿為最短桿。周轉(zhuǎn)副存在的條件：周轉(zhuǎn)副存在的條件：1) 最長(zhǎng)桿與最短桿的長(zhǎng)度之和最長(zhǎng)桿與最短桿的長(zhǎng)度之和其他兩桿長(zhǎng)度之和其他兩桿長(zhǎng)度之和 稱(chēng)為稱(chēng)為桿長(zhǎng)條件桿長(zhǎng)條件(Grashof(Grashof條件條件) )。2) 最短桿為連架桿或機(jī)架最短桿為連架桿或機(jī)架。鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件：鉸鏈四

14、桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件：1) 各桿長(zhǎng)度應(yīng)滿足桿長(zhǎng)條件各桿長(zhǎng)度應(yīng)滿足桿長(zhǎng)條件鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)類(lèi)型的判別（是否存在曲柄）: 當(dāng)最短桿與最長(zhǎng)桿的長(zhǎng)度之和小于或等于其它兩桿長(zhǎng)度當(dāng)最短桿與最長(zhǎng)桿的長(zhǎng)度之和小于或等于其它兩桿長(zhǎng)度之和之和: 最短桿為連架桿最短桿為連架桿-曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 最短桿為機(jī)架最短桿為機(jī)架 -雙曲柄機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu) 最短桿為連桿最短桿為連桿-雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu) 當(dāng)最短桿與最長(zhǎng)桿的長(zhǎng)度之和大于其它兩桿長(zhǎng)度之當(dāng)最短桿與最長(zhǎng)桿的長(zhǎng)度之和大于其它兩桿長(zhǎng)度之和和雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)例已知圖示的四桿機(jī)，l2=70，l3=65，l4=60。求：l1在何范圍內(nèi)取值時(shí)，機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)， 雙曲柄機(jī)構(gòu)

15、， 雙搖桿機(jī)構(gòu)？解：1.要使機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)， 則必須滿足曲柄存在的條 件，而且桿4為最短桿的鄰 桿。根據(jù)題意最短桿只能 是桿1。有：即：l1+ l2 l3 + l40 l1 552.欲使機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)，應(yīng)滿足曲柄存在的條件而且最短欲使機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)，應(yīng)滿足曲柄存在的條件而且最短 桿為桿桿為桿4。根據(jù)題意桿。根據(jù)題意桿1或桿或桿2位最長(zhǎng)桿，于是有位最長(zhǎng)桿，于是有3.欲使機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)，或在曲柄存在的條件最短桿的對(duì)邊為機(jī)架，或者不存在曲柄。前一種情況不可能存在，根據(jù)前兩種機(jī)構(gòu)存在的結(jié)果得： l4 + l1 l2 + l3l4 + l2 l1 + l3l1 7565 l165 l1 755

16、5 l1 75。55 l1 65，75 tt2 2 V V2 2 V V1 1搖桿的這種特性稱(chēng)為搖桿的這種特性稱(chēng)為急回運(yùn)動(dòng)急回運(yùn)動(dòng)。稱(chēng)稱(chēng)K為為行程速比系數(shù)行程速比系數(shù)。12VVK 18018021tt且且越大，越大，K值越大，急回性質(zhì)越明顯。值越大，急回性質(zhì)越明顯。 只要只要 0 ， 就有就有 K K 111180KK設(shè)計(jì)新機(jī)械時(shí)，往往先給定設(shè)計(jì)新機(jī)械時(shí)，往往先給定K值，于是值，于是: 2212tCCV)180/(21CC121221tCCtCCeABBCC曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的極位夾角曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的極位夾角dABBD擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的極位夾角擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的極位夾角設(shè)計(jì)：潘存云FF F”當(dāng)當(dāng)BCD90BC

17、D90時(shí)，時(shí)， BCDBCD3. .壓力角和傳動(dòng)角壓力角和傳動(dòng)角壓力角壓力角從動(dòng)件驅(qū)動(dòng)力從動(dòng)件驅(qū)動(dòng)力F與力作用點(diǎn)絕對(duì)速度之間所夾銳角。與力作用點(diǎn)絕對(duì)速度之間所夾銳角。ABCD設(shè)計(jì)時(shí)要求設(shè)計(jì)時(shí)要求: : minmin4040minmin出現(xiàn)的位置：出現(xiàn)的位置：當(dāng)當(dāng)BCD90BCD90時(shí)，時(shí)， 180180- BCD- BCD切向分力切向分力: F= Fcos=Fsin=Fsin法向分力法向分力: F”= Fcos F對(duì)傳動(dòng)有利對(duì)傳動(dòng)有利。稱(chēng)稱(chēng)為為傳動(dòng)角傳動(dòng)角。此位置一定是：此位置一定是：主動(dòng)件與機(jī)架共線兩處之一。主動(dòng)件與機(jī)架共線兩處之一。CDBAF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)

18、表示機(jī)構(gòu)傳動(dòng)力性能的好壞, ,F”F當(dāng)當(dāng)BCDBCD最小或最大時(shí)，都有可能出現(xiàn)最小或最大時(shí)，都有可能出現(xiàn)minmin設(shè)計(jì)：潘存云C1B1l1l2l3l4DA由余弦定律有由余弦定律有 B B1 1C C1 1D Darccosarccosl42 2 + + l32 2-(-(l4 - - l1) )2 2/2/2l2 l3 BB2 2C C2 2D Darccosarccosl42 2 + + l32 2-(-(l4 - - l1) )2 2/2/2l2 l3若若B B1 1C C1 1D90D90, ,則則若若B B2 2C C2 2D90D90, , 則則1 1B B1 1C C1 1D D

19、2 2180180-B-B2 2C C2 2D D機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角一般在運(yùn)動(dòng)鏈機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角一般在運(yùn)動(dòng)鏈最終一個(gè)從動(dòng)件上度量。最終一個(gè)從動(dòng)件上度量。v1 1minminBB1 1C C1 1D, 180D, 180-B-B2 2C C2 2DDminmin2 2F F車(chē)門(mén)車(chē)門(mén)C2B2設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云F4. .機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置搖桿為主動(dòng)件，搖桿為主動(dòng)件，且連桿且連桿與曲柄兩次共線與曲柄兩次共線時(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，如火車(chē)輪機(jī)構(gòu)兩組機(jī)構(gòu)錯(cuò)開(kāi)排列，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

20、的慣性（如內(nèi)燃機(jī)、縫紉機(jī)等）。靠飛輪的慣性（如內(nèi)燃機(jī)、縫紉機(jī)等）。FAEDGBCABEFDCG0 0F0 0設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云工件工件ABCD1234PABCD1234工件工件P夾緊裝置夾緊裝置=0=0TABDC飛機(jī)起落架飛機(jī)起落架ABCD=0=0F也可以利用死點(diǎn)進(jìn)行工作也可以利用死點(diǎn)進(jìn)行工作：飛機(jī)起落架、夾緊裝置起落架、夾緊裝置等。等。24 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) 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本問(wèn)題連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本問(wèn)題 機(jī)構(gòu)選型機(jī)構(gòu)選型根據(jù)給定的運(yùn)動(dòng)要求選擇機(jī)構(gòu)的類(lèi)型；根據(jù)給定的運(yùn)動(dòng)要求選擇機(jī)構(gòu)的類(lèi)型；尺度綜合尺度綜合確定各構(gòu)件的尺度參數(shù)確定各構(gòu)件的尺度參數(shù)(長(zhǎng)長(zhǎng) 度尺寸度尺寸)。

21、 同時(shí)要滿足其他輔助條件：同時(shí)要滿足其他輔助條件：a)結(jié)構(gòu)條件（如要求有曲柄、桿長(zhǎng)比恰當(dāng)、運(yùn)動(dòng)副結(jié)結(jié)構(gòu)條件（如要求有曲柄、桿長(zhǎng)比恰當(dāng)、運(yùn)動(dòng)副結(jié)構(gòu)合理等）構(gòu)合理等）;b)動(dòng)力條件（如動(dòng)力條件（如minmin）;c)運(yùn)動(dòng)連續(xù)性條件等。運(yùn)動(dòng)連續(xù)性條件等。設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云ADCB飛機(jī)起落架飛機(jī)起落架BC三類(lèi)設(shè)計(jì)要求：三類(lèi)設(shè)計(jì)要求：1)滿足預(yù)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律滿足預(yù)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，兩連架桿轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)，如，兩連架桿轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)，如: 飛機(jī)起落架、函數(shù)機(jī)構(gòu)。飛機(jī)起落架、函數(shù)機(jī)構(gòu)。函數(shù)機(jī)構(gòu)函數(shù)機(jī)構(gòu)要求兩連架桿的轉(zhuǎn)角要求兩連架桿的轉(zhuǎn)角滿足函數(shù)滿足函數(shù) y=logxxy=logxABCD設(shè)計(jì)：潘存云三類(lèi)設(shè)計(jì)要求：三類(lèi)設(shè)

22、計(jì)要求：1)滿足預(yù)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律滿足預(yù)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，兩連架桿轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)，如，兩連架桿轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)，如: 飛機(jī)起落架飛機(jī)起落架、函數(shù)機(jī)構(gòu)。函數(shù)機(jī)構(gòu)。2)滿足預(yù)定的連桿位置要求，如滿足預(yù)定的連桿位置要求，如鑄造翻箱機(jī)構(gòu)。鑄造翻箱機(jī)構(gòu)。要求連桿在兩個(gè)位置要求連桿在兩個(gè)位置垂直地面且相差垂直地面且相差180 CBABDC設(shè)計(jì)：潘存云QABCDE設(shè)計(jì)：潘存云鶴式起重機(jī)鶴式起重機(jī)攪拌機(jī)構(gòu)攪拌機(jī)構(gòu)要求連桿上要求連桿上E點(diǎn)的軌點(diǎn)的軌跡為一條卵形曲線跡為一條卵形曲線要求連桿上要求連桿上E點(diǎn)的軌點(diǎn)的軌跡為一條水平直線跡為一條水平直線QCBADE三類(lèi)設(shè)計(jì)要求：三類(lèi)設(shè)計(jì)要求：1)滿足預(yù)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律滿足預(yù)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，兩連架桿

23、轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)，如，兩連架桿轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)，如: 飛機(jī)起落架飛機(jī)起落架、函數(shù)機(jī)構(gòu)。函數(shù)機(jī)構(gòu)。2)滿足預(yù)定的連桿位置要求，如滿足預(yù)定的連桿位置要求，如鑄造翻箱機(jī)構(gòu)。鑄造翻箱機(jī)構(gòu)。3)滿足預(yù)定的軌跡要求，如滿足預(yù)定的軌跡要求，如: 鶴式起重機(jī)鶴式起重機(jī)、攪拌機(jī)攪拌機(jī)等。等。設(shè)計(jì)方法：設(shè)計(jì)方法：圖解法、解析法圖解法、解析法圖解法直觀性強(qiáng)、簡(jiǎn)單易行，缺點(diǎn)是設(shè)計(jì)精度不高。圖解法直觀性強(qiáng)、簡(jiǎn)單易行，缺點(diǎn)是設(shè)計(jì)精度不高。解析法設(shè)計(jì)精度高，但計(jì)算量大，宜用計(jì)算機(jī)求解。解析法設(shè)計(jì)精度高，但計(jì)算量大，宜用計(jì)算機(jī)求解。設(shè)計(jì)：潘存云E 一、按給定的行程速比系數(shù)一、按給定的行程速比系數(shù)K設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)1) 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲

24、柄搖桿機(jī)構(gòu)計(jì)算計(jì)算180(K-1)/(K+1);已知：已知：CD桿長(zhǎng)，擺角桿長(zhǎng)，擺角及及K， 設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu)。步驟如下：設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu)。步驟如下：任取一點(diǎn)任取一點(diǎn)D D，作等腰三角形，作等腰三角形 腰長(zhǎng)為腰長(zhǎng)為CDCD，夾角為，夾角為;作作C2PC1C2，作，作C1P使使作作P P C1C2的外接圓，則的外接圓，則A A點(diǎn)必在此圓上。點(diǎn)必在此圓上。選定選定A A，設(shè)曲柄為，設(shè)曲柄為l1 ，連桿為，連桿為l2 ，則，則: :以以A A為圓心，為圓心，A A C2為半徑作弧交于為半徑作弧交于E,E,得：得： l1 =EC1/ 2 l2 = A = A C1EC1/ 2,A,A C2= =l2- - l1

25、l1 =( A A C1A A C2)/ 2 C2C1P=90, ,交于交于P;P; 90-P A A C1= = l1+ +l2C1C2DA設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云ADmn=D2) 擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)分析：分析： 由于由于與與導(dǎo)桿擺角導(dǎo)桿擺角相等，設(shè)計(jì)此相等，設(shè)計(jì)此 機(jī)構(gòu)時(shí)，僅需要確定曲柄機(jī)構(gòu)時(shí)，僅需要確定曲柄 a。計(jì)算計(jì)算180180( (K K-1)/(-1)/(K K+1);+1);任選任選D D作作mDnmDn， 取取 A A 點(diǎn) ， 使 得點(diǎn) ， 使 得 A D = d , A D = d , 則則 : : a=dsin(a=dsin(/2)/2)。=Ad作角分線作角分線;

26、;已知：已知：機(jī)架長(zhǎng)度機(jī)架長(zhǎng)度d，K，設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu)。設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu)。設(shè)計(jì)：潘存云E222ae3) 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)H已知已知K K，滑塊行程，滑塊行程H H，偏距偏距e e，設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu) 。計(jì)算計(jì)算: 180180( (K K-1)/(-1)/(K K+1);+1);作作C1 C2 H H作射線作射線C1O O 使使C2C1O=90, , 以以O(shè) O為圓心，為圓心，C1O O為半徑作圓。為半徑作圓。以以A A為圓心，為圓心，A A C1為半徑作弧交于為半徑作弧交于E,E,得：得：作射線作射線C2O O使使C1C2 O=90。 作偏距線作偏距線e e，交圓弧于，交圓弧于A A，即為所

27、求。，即為所求。C1C29090-o9090-Al1 =EC2/ 2l2 = A = A C2EC2/ 2設(shè)計(jì)：潘存云二、按預(yù)定連桿位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)二、按預(yù)定連桿位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)a)給定連桿兩組位置給定連桿兩組位置有唯一解。有唯一解。B2C2AD將鉸鏈將鉸鏈A、D分別選在分別選在B1B2，C1C2連線的垂直平分線上任意連線的垂直平分線上任意位置都能滿足設(shè)計(jì)要求。位置都能滿足設(shè)計(jì)要求。b)給定連桿上鉸鏈給定連桿上鉸鏈BC的三組位置的三組位置有無(wú)窮多組解。有無(wú)窮多組解。ADB2C2B3C3ADB1C1B1C1設(shè)計(jì)：潘存云xyABCD1234三、給定兩連架桿對(duì)應(yīng)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)三、給定兩連架桿對(duì)應(yīng)位

28、置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)給定連架桿對(duì)應(yīng)位置：給定連架桿對(duì)應(yīng)位置：構(gòu)件構(gòu)件3和和構(gòu)件構(gòu)件1滿足以下位置關(guān)系：滿足以下位置關(guān)系：l1l2l3l4建立坐標(biāo)系建立坐標(biāo)系, ,設(shè)構(gòu)件長(zhǎng)度為：設(shè)構(gòu)件長(zhǎng)度為：l1 、l2、l3、l4在在x,yx,y軸上投影可得：軸上投影可得：l1+l2=l3+l4機(jī)構(gòu)尺寸比例放大時(shí)，不影響各構(gòu)件相對(duì)轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)尺寸比例放大時(shí)，不影響各構(gòu)件相對(duì)轉(zhuǎn)角. . l1 coc + l2 cos = l3 cos + l4 l1 sin + l2 sin = l3 sin i if (i i ) i =1, 2, 3n設(shè)計(jì)此四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)此四桿機(jī)構(gòu)( (求各構(gòu)件長(zhǎng)度求各構(gòu)件長(zhǎng)度) )。令：令： l1 =1消去消去整理得：整理得：coscos l3 cos cos(- -) l3l4l42+ l32+1- l222l4P2代入移項(xiàng)得：代入移項(xiàng)得： l2 cos = l4 l3 cos cos 則化簡(jiǎn)為：則化簡(jiǎn)為：coccocP0 cos P1 cos( ) P2代入兩連架桿的三組對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)角參數(shù)，得方程組：代入兩連架桿的三組對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)角參數(shù)，得方程組：l2 sin =