平面連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、第二章第二章 平面連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)平面連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)2 21 1 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)2 22 2 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演變鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演變2 23 3 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)平面連桿機(jī)構(gòu)：由低副聯(lián)接而成的機(jī)構(gòu)，又稱為平面低副機(jī)構(gòu)最簡(jiǎn)單的平面連桿機(jī)構(gòu)由四個(gè)構(gòu)件組成，稱為四桿機(jī)構(gòu)。如果所有低副均為轉(zhuǎn)動(dòng)副，這種四桿機(jī)構(gòu)就稱為鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。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、火車輪火車輪、手動(dòng)沖床手動(dòng)沖床、牛頭刨床牛頭刨床、橢圓儀橢圓儀、機(jī)械手爪機(jī)械手爪、開窗、車門、折疊傘、折疊床、開窗、車門、折疊傘、折疊床、牙膏筒拔管機(jī)、單車等。牙膏筒拔管機(jī)、單車等。運(yùn)動(dòng)學(xué)特征：運(yùn)動(dòng)學(xué)特征：有

2、一作平面運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件，稱為連桿。有一作平面運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件，稱為連桿。采用低副。面接觸、承載大、便于潤(rùn)滑、不易磨損采用低副。面接觸、承載大、便于潤(rùn)滑、不易磨損 形狀簡(jiǎn)單、易加工、容易獲得較高的制造精度。形狀簡(jiǎn)單、易加工、容易獲得較高的制造精度。改變桿的相對(duì)長(zhǎng)度，從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律不同。改變桿的相對(duì)長(zhǎng)度，從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律不同。連桿曲線豐富。可滿足不同要求。連桿曲線豐富?？蓾M足不同要求。連桿機(jī)構(gòu)定義：連桿機(jī)構(gòu)定義：由低副（轉(zhuǎn)動(dòng)、移動(dòng)）連接組成的機(jī)構(gòu)由低副（轉(zhuǎn)動(dòng)、移動(dòng)）連接組成的機(jī)構(gòu)21 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本型式和特性鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本型式和特性特點(diǎn)：特點(diǎn)：缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副多，累積誤差大、運(yùn)動(dòng)精度低、效率低

3、構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副多，累積誤差大、運(yùn)動(dòng)精度低、效率低。產(chǎn)生動(dòng)載荷（慣性力），不適合高速。產(chǎn)生動(dòng)載荷（慣性力），不適合高速。設(shè)計(jì)復(fù)雜，難以實(shí)現(xiàn)精確的軌跡。設(shè)計(jì)復(fù)雜，難以實(shí)現(xiàn)精確的軌跡。分類分類: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)容是介紹四桿機(jī)構(gòu)。四桿機(jī)構(gòu)。平面四桿機(jī)構(gòu)平面四桿機(jī)構(gòu):均為轉(zhuǎn)動(dòng)副的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)均為轉(zhuǎn)動(dòng)副的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副+一個(gè)移動(dòng)副一個(gè)移動(dòng)副兩個(gè)移動(dòng)副兩個(gè)移動(dòng)副平面四桿機(jī)構(gòu)的基本型式平面四桿機(jī)構(gòu)的基本型式: :基本型式基本型式鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，其，其它四桿機(jī)

4、構(gòu)均由它演變得到它四桿機(jī)構(gòu)均由它演變得到名詞解釋：名詞解釋：曲柄曲柄作整周定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的構(gòu)件；作整周定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的構(gòu)件；三種基本型式：三種基本型式：（1 1）曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)特征：特征：曲柄搖桿曲柄搖桿作用：作用：將曲柄的整周回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)閾u桿的往復(fù)擺動(dòng)將曲柄的整周回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)閾u桿的往復(fù)擺動(dòng) 連桿連桿作平面運(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；搖桿搖桿作定軸擺動(dòng)的構(gòu)件；作定軸擺動(dòng)的構(gòu)件；周轉(zhuǎn)副周轉(zhuǎn)副能作能作3603600 0相對(duì)回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)副；相對(duì)回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)副；擺轉(zhuǎn)副擺轉(zhuǎn)副只能作有限角度擺動(dòng)的回轉(zhuǎn)副。只能作有限角度擺動(dòng)的回轉(zhuǎn)副。曲柄搖桿機(jī)構(gòu)應(yīng)用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)應(yīng)用騎

5、自行車騎自行車如如雷達(dá)天線雷達(dá)天線、合面機(jī)合面機(jī)、縫紉機(jī)踏板機(jī)構(gòu)縫紉機(jī)踏板機(jī)構(gòu)、健身器材健身器材設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云ABC1243DABDC1243（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)。回轉(zhuǎn)。雷達(dá)天線俯仰機(jī)構(gòu)雷達(dá)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)構(gòu)縫紉機(jī)踏板機(jī)構(gòu)應(yīng)用實(shí)例：應(yīng)用實(shí)例：如如葉片泵葉片泵、慣性篩慣性篩等。等。2143搖桿主動(dòng)搖桿主動(dòng)3124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 3ABDC1

6、234E6慣性篩機(jī)構(gòu)慣性篩機(jī)構(gòu)31上述雙曲柄機(jī)構(gòu)中，等速曲柄AB回轉(zhuǎn)一周，CD變速回轉(zhuǎn)一周，利用慣性實(shí)現(xiàn)慣性篩的篩分目的設(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ABCD耕地耕地料斗料斗DCAB耕地耕地料斗料斗DCAB實(shí)例：實(shí)例：火車輪火車輪特例：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) 車門開閉機(jī)構(gòu)車門開閉機(jī)構(gòu)反向反向FAEDGBCABEFD

7、CG平行四邊形機(jī)構(gòu)在共線位置出現(xiàn)運(yùn)平行四邊形機(jī)構(gòu)在共線位置出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)不確定。動(dòng)不確定。采用兩組機(jī)構(gòu)錯(cuò)開排列。采用兩組機(jī)構(gòu)錯(cuò)開排列。輔助曲柄左圖中的反平行四邊形機(jī)構(gòu)中i=1；但右圖中i1。ABDC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)( (等長(zhǎng)雙搖桿等長(zhǎng)雙搖桿) )汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、風(fēng)扇搖頭機(jī)構(gòu)、風(fēng)扇搖頭機(jī)構(gòu)ABDC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

8、蝸輪蝸桿蝸桿震實(shí)臺(tái)拖臺(tái)沙箱BC翻臺(tái)F設(shè)計(jì)：潘存云l1l2l4l3CBAD平面平面四桿機(jī)構(gòu)四桿機(jī)構(gòu)具有具有整轉(zhuǎn)副整轉(zhuǎn)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：三角形任意兩邊之和大于第三邊則由則由B”C”D可得：可得：l1+ l4 l2 + l3l3(l4 l1)+ l2AB為最短桿為最短桿最長(zhǎng)桿與最短桿的長(zhǎng)度之和其他兩桿長(zhǎng)度之和 l1+ l2 l3 + l4C”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, l

9、1 l4 l1+ l3 l2 + l4一、曲柄存在的條件設(shè)計(jì)：潘存云2.連架桿或機(jī)架之一為最短桿。連架桿或機(jī)架之一為最短桿。結(jié)論結(jié)論：當(dāng)：當(dāng)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)滿足桿長(zhǎng)條件時(shí)，其最短桿兩滿足桿長(zhǎng)條件時(shí)，其最短桿兩端的轉(zhuǎn)動(dòng)副都是整轉(zhuǎn)副，另兩個(gè)則是擺動(dòng)副。端的轉(zhuǎn)動(dòng)副都是整轉(zhuǎn)副，另兩個(gè)則是擺動(dòng)副。曲柄存在的條件：曲柄存在的條件：1. 最長(zhǎng)桿與最短桿的長(zhǎng)度之和應(yīng)最長(zhǎng)桿與最短桿的長(zhǎng)度之和應(yīng)其他兩桿長(zhǎng)度之和其他兩桿長(zhǎng)度之和此時(shí)，鉸鏈此時(shí)，鉸鏈A為整轉(zhuǎn)副。為整轉(zhuǎn)副。若取若取BC為機(jī)架，則結(jié)論相同，可知鉸鏈為機(jī)架，則結(jié)論相同，可知鉸鏈B也是整轉(zhuǎn)副。也是整轉(zhuǎn)副。 稱為稱為桿長(zhǎng)條件桿長(zhǎng)條件。ABCDl1l2l

10、3l4設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云當(dāng)滿足桿長(zhǎng)條件時(shí)，說明存在整轉(zhuǎn)副，當(dāng)選擇不同當(dāng)滿足桿長(zhǎng)條件時(shí)，說明存在整轉(zhuǎn)副，當(dāng)選擇不同的構(gòu)件作為機(jī)架時(shí)，可得不同的機(jī)構(gòu)。如：的構(gòu)件作為機(jī)架時(shí)，可得不同的機(jī)構(gòu)。如： 曲柄搖桿曲柄搖桿、 雙曲柄雙曲柄、 雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)。以最短桿的鄰邊做以最短桿的鄰邊做機(jī)架，機(jī)架得一個(gè)機(jī)架，機(jī)架得一個(gè)整轉(zhuǎn)副，故為曲柄整轉(zhuǎn)副，故為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)搖桿機(jī)構(gòu)以最短桿做機(jī)架，以最短桿做機(jī)架，機(jī)架得兩個(gè)整轉(zhuǎn)機(jī)架得兩個(gè)整轉(zhuǎn)副，故為雙曲柄副，故為雙曲柄搖桿機(jī)構(gòu)搖桿機(jī)構(gòu)以最短桿的對(duì)邊以最短桿的對(duì)邊做機(jī)架，機(jī)架沒做機(jī)架，機(jī)架沒有整轉(zhuǎn)副，故為有整轉(zhuǎn)副，故為雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)例例1 在圖示

11、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，已知在圖示鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，已知lBC=50mm, lCD=35mm, lAD=30mm,AD為機(jī)架，并且：為機(jī)架，并且：1）若此機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，且）若此機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，且AB為曲柄，求為曲柄，求lAB的最大值。的最大值。2）若此機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)，求）若此機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)，求lAB的最小值；的最小值；3）若此機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)，求）若此機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)，求lAB的數(shù)值。的數(shù)值。ABCD解：解：1）若）若AB為曲柄，則為為曲柄，則為最短桿，最短桿，lAB +lBC lCD+lADlAB +50 35+30=65mmmmlAB 15mmmmABCD2）若為雙曲柄機(jī)構(gòu)，則）若為雙

12、曲柄機(jī)構(gòu)，則AD為最短桿為最短桿I ）若）若AB為最長(zhǎng)桿，則：為最長(zhǎng)桿，則：lAB +lAD lCD+lBClAB lCD+lBC-lAD =35+50-30=55I I）若）若AB不是最長(zhǎng)桿，則：不是最長(zhǎng)桿，則：lBC +lAD lCD+lABlAB lAD+lBC- lCD =30+50-35=45綜合綜合I）、）、II）得：）得：,5545,50)ABl（503）若為雙搖桿機(jī)構(gòu)，有兩種情況：若曲柄存在，則）若為雙搖桿機(jī)構(gòu)，有兩種情況：若曲柄存在，則BC必為最必為最短桿，與題設(shè)不符；所以曲柄不存在。短桿，與題設(shè)不符；所以曲柄不存在。ABCDI ）若）若AB為最長(zhǎng)桿，則：為最長(zhǎng)桿，則：lAB

13、 +lAD lCD+lBClAB lCD+lBC-lAD =35+50-30=55I I）若）若AB既不是最長(zhǎng)桿，也不是最短桿則：既不是最長(zhǎng)桿，也不是最短桿則：lBC +lAD lCD+lABlAB lAD+lBC- lCD =30+50-35=45綜合綜合I）、）、II）、）、III）得：）得：III ）若）若AB為最短桿，則：為最短桿，則：lAB +lBC lCD+lADlAB lCD+lAD-lBC =35+30-50=1555,)30,45,30)ABABABlll或（或15設(shè)計(jì)：潘存云ABCDB1C1AD二、急回運(yùn)動(dòng)二、急回運(yùn)動(dòng)在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，當(dāng)曲柄與連桿兩次共線時(shí)，搖桿在曲柄搖桿

14、機(jī)構(gòu)中，當(dāng)曲柄與連桿兩次共線時(shí)，搖桿位于兩個(gè)極限位置，簡(jiǎn)稱位于兩個(gè)極限位置，簡(jiǎn)稱極位極位。當(dāng)曲柄以當(dāng)曲柄以逆時(shí)針轉(zhuǎn)過逆時(shí)針轉(zhuǎn)過180180+時(shí)，搖桿從時(shí)，搖桿從C1D位置位置擺到擺到C2D。 所花時(shí)間為所花時(shí)間為t1 , , 平均速度為平均速度為V1, ,那么有：那么有：/ )180(1t1211tCCV 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 3D此兩處曲柄之間的夾角此兩處曲柄之間的夾角 稱為稱為極位夾角。極位夾角。180180C2B2)180/(21CC設(shè)計(jì)：潘存云B1C1ADC2當(dāng)曲柄以當(dāng)曲柄以繼續(xù)轉(zhuǎn)過繼續(xù)轉(zhuǎn)過180180-時(shí)，搖桿從時(shí)，搖桿從C2D,置擺到置擺到C1D，所花時(shí)間為，所花時(shí)間為t2 ,

15、 ,平均速度為平均速度為V2 , ,那么有：那么有： 180180-/)180(2t因曲柄轉(zhuǎn)角不同，故搖桿來回?cái)[動(dòng)的時(shí)間不一樣，平均速度也不等。顯然：顯然：t t1 1 tt2 2 V V2 2 V V1 1搖桿的這種特性稱為搖桿的這種特性稱為急回運(yùn)動(dòng)急回運(yùn)動(dòng)。用以下比值表示急回程度稱稱K為行程速比系數(shù)。為行程速比系數(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 KK1所以可通過分析機(jī)構(gòu)中是否存在以及的大小來判斷機(jī)構(gòu)是否有急回運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)的程度。11180KK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，

16、于是值，于是: 2212tCCV)180/(21CC121221tCCtCC例1-2 在曲柄等速轉(zhuǎn)動(dòng)的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，已知曲柄的極位夾角為30，搖桿的工作行程用時(shí)8s，問：1)搖桿空回行程所需時(shí)間為多少秒?2)曲柄的平均轉(zhuǎn)速為每分鐘多少轉(zhuǎn)?【解】12VVK 21tt1802101.4180150 1) t2=t1/K=8/1.4=5.71s2) t=t1+t2=13.71sn1=1/13.71s/60=4.4rpm設(shè)計(jì)：潘存云FF F”當(dāng)當(dāng)BCD90BCD90時(shí)，時(shí)， BCDBCD三、三、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

17、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: : minmin5050minmin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 F= Fcos= Fcos法向分力法向分力: : F F”=Fsin=Fsin F F 對(duì)傳動(dòng)有利對(duì)傳動(dòng)有利。=Fsin=Fsin稱稱為為傳動(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可用可用的大小來表示機(jī)構(gòu)傳動(dòng)力性能的好壞的大小來表示機(jī)構(gòu)傳動(dòng)力性能的好壞, ,F”F當(dāng)當(dāng)BCDBCD最小或最大，最小或最大，BDBD最長(zhǎng)最短時(shí)，都

18、可能出現(xiàn)最長(zhǎng)最短時(shí)，都可能出現(xiàn)minmin為了保證機(jī)構(gòu)良好的傳力性能=Fcos=Fcos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 Darccosarccosl22 2 + + l32 2-(-(l4 - - l1) )2 2/2/2l2 l3 BB2 2C C2 2D Darccosarccosl22 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 D2 2180180-B-

19、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車門車門C2B2設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云F四、四、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)開排列，如兩組機(jī)構(gòu)錯(cuò)開排列，如火車輪機(jī)構(gòu)火車輪機(jī)構(gòu); ;稱此位置為：稱此位置為： “死點(diǎn)死點(diǎn)”0 0靠靠飛輪的慣性飛輪的慣性（如內(nèi)

20、燃機(jī)、縫紉機(jī)等）。（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鉆孔夾具鉆孔夾具=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、鉆夾具飛機(jī)起落架、鉆夾具等。等。關(guān)于曲柄滑塊機(jī)構(gòu)關(guān)于曲柄滑塊機(jī)構(gòu)功用功用將曲柄的等角速度回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)榛瑝K的變速滑動(dòng)或者將滑塊的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍霓D(zhuǎn)動(dòng)曲柄存在的條件：連桿長(zhǎng)度大于曲柄與偏距之和曲柄存在的條件：連桿長(zhǎng)度大于曲柄與偏距之和曲柄滑塊機(jī)構(gòu)最小傳動(dòng)角：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)最小傳動(dòng)角：當(dāng)主動(dòng)件為曲柄時(shí)，最小傳動(dòng)角出

21、現(xiàn)在曲柄與機(jī)架垂直的位置。死點(diǎn)：若曲柄做主動(dòng)件，則機(jī)構(gòu)無死點(diǎn)；若滑塊做主死點(diǎn)：若曲柄做主動(dòng)件，則機(jī)構(gòu)無死點(diǎn)；若滑塊做主動(dòng)件，則機(jī)構(gòu)有兩個(gè)死點(diǎn)位置動(dòng)件，則機(jī)構(gòu)有兩個(gè)死點(diǎn)位置幾個(gè)核心概念總結(jié)幾個(gè)核心概念總結(jié)1：機(jī)構(gòu)自由度為零、自鎖和死點(diǎn)的區(qū)別：機(jī)構(gòu)自由度為零、自鎖和死點(diǎn)的區(qū)別【答答】機(jī)構(gòu)自由度為零的系統(tǒng)中構(gòu)件所受的約束過多，致使其機(jī)構(gòu)自由度為零的系統(tǒng)中構(gòu)件所受的約束過多，致使其成為結(jié)構(gòu)中的桁架；自鎖的結(jié)構(gòu)如果沒有摩擦力是可以動(dòng)的；成為結(jié)構(gòu)中的桁架；自鎖的結(jié)構(gòu)如果沒有摩擦力是可以動(dòng)的；死點(diǎn)則不同，沒有摩擦力也不能動(dòng)，其原因就是有效分力不夠。死點(diǎn)則不同，沒有摩擦力也不能動(dòng)，其原因就是有效分力不夠。2：

22、急回特性的概念：急回特性的概念【答答】并不是所有的機(jī)構(gòu)都有急回特性；常見的具有急回特性并不是所有的機(jī)構(gòu)都有急回特性；常見的具有急回特性的機(jī)構(gòu)有曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、偏置式曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)有曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、偏置式曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)以及具有曲柄的多桿機(jī)構(gòu)。但是就是這些機(jī)構(gòu)中也并不總是有以及具有曲柄的多桿機(jī)構(gòu)。但是就是這些機(jī)構(gòu)中也并不總是有急回特性，還是要看有沒有極位夾角。急回特性，還是要看有沒有極位夾角。要注意區(qū)分機(jī)構(gòu)的急回特性和某些機(jī)構(gòu)要求在連續(xù)一周的回轉(zhuǎn)要注意區(qū)分機(jī)構(gòu)的急回特性和某些機(jī)構(gòu)要求在連續(xù)一周的回轉(zhuǎn)中變速。比如雙曲柄機(jī)構(gòu)。中變速。比如雙曲柄機(jī)構(gòu)。沒有急回特性的機(jī)構(gòu)有：對(duì)心

23、式曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、正弦機(jī)構(gòu)、雙沒有急回特性的機(jī)構(gòu)有：對(duì)心式曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、正弦機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)（包括平行四邊形機(jī)構(gòu)）曲柄機(jī)構(gòu)（包括平行四邊形機(jī)構(gòu)）機(jī)構(gòu)有無死點(diǎn)，就看從動(dòng)件有沒有瞬間傳動(dòng)角為零。機(jī)構(gòu)有無死點(diǎn)，就看從動(dòng)件有沒有瞬間傳動(dòng)角為零。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22 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演變鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演變偏心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)偏心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)對(duì)心曲柄滑塊機(jī)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設(shè)計(jì)：潘存云(2)(

24、2)改變運(yùn)動(dòng)副的尺寸改變運(yùn)動(dòng)副的尺寸(3)(3)選不同的構(gòu)件為機(jī)架選不同的構(gòu)件為機(jī)架偏心輪機(jī)構(gòu)偏心輪機(jī)構(gòu)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設(shè)計(jì)：潘存云應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例B234C1A自卸卡車舉升機(jī)構(gòu)自卸卡車舉升機(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ACB1234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A1C234B導(dǎo)桿

25、機(jī)構(gòu)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搖塊機(jī)構(gòu)搖塊機(jī)構(gòu)314A2BC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直動(dòng)滑桿機(jī)構(gòu)直動(dòng)滑桿機(jī)構(gòu)手搖唧筒手搖唧筒這種通過選擇不同構(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)的方法稱為：方法稱為：機(jī)構(gòu)的倒置機(jī)構(gòu)的倒置BC3214A導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)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搖塊機(jī)構(gòu)搖塊機(jī)構(gòu)314A2BCABC3214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)橢圓儀機(jī)構(gòu)1234正弦

26、機(jī)構(gòu)正弦機(jī)構(gòu)321423 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)的基本問題連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本問題 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)根據(jù)給定的運(yùn)動(dòng)要求選擇機(jī) 構(gòu)的類型；構(gòu)的類型；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)度長(zhǎng)度 尺寸尺寸)。 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)、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）運(yùn)動(dòng)副結(jié)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。ADCB飛機(jī)起落架飛機(jī)起落架BC三類設(shè)計(jì)要求：三類設(shè)計(jì)要求：1)滿足預(yù)定的

27、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三類設(shè)計(jì)要求：三類設(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)。前者要求兩連架桿轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)，后者要求急回運(yùn)動(dòng)2)滿足預(yù)定的連桿位置要求，滿足預(yù)定的連桿位置要求，如鑄造翻箱機(jī)構(gòu)。如鑄造翻箱機(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

28、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三類設(shè)計(jì)要求：三類設(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)。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。給定的設(shè)計(jì)條件：給定的設(shè)計(jì)條件：1)幾何條件幾何條件（

29、給定連架桿或連桿的位置）（給定連架桿或連桿的位置）2)運(yùn)動(dòng)條件運(yùn)動(dòng)條件（給定（給定K）3)動(dòng)力條件動(dòng)力條件（給定（給定minmin）設(shè)計(jì)方法：設(shè)計(jì)方法：圖解法、解析法、實(shí)驗(yàn)法圖解法、解析法、實(shí)驗(yàn)法設(shè)計(jì)：潘存云ABCDB1C1AD180180C2B2一、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)分析：如圖所示曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。分析：如圖所示曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。其極位夾角為其極位夾角為 。設(shè)計(jì)中往往。設(shè)計(jì)中往往知道搖桿的長(zhǎng)度和擺角知道搖桿的長(zhǎng)度和擺角y y. .需確需確定定A A。若若A AC1C2均為某園上的點(diǎn)，則均為某園上的點(diǎn)，則 角為圓周角。問題轉(zhuǎn)化為找到角為圓周角。問題轉(zhuǎn)

30、化為找到該園的圓心該園的圓心O?；蛘呤窃搱@上。或者是該園上另外一點(diǎn)（例如另外一點(diǎn)（例如P）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l

31、2 ，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= = l1 =( A A C1A A C2)/ 2 C2C1P=90,交于交于P;P; 90-P A A C1= = l1+ +l2DAC1C2設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云ADmn=D2) 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)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-1)/(K+1);(K-1)/(K+1);任選任選D

32、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; ;已知：機(jī)架長(zhǎng)度已知：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)。問題：此擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角為多少？對(duì)于擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)由于在任何位置時(shí)主動(dòng)曲柄通過滑塊傳給從動(dòng)桿的力的方向，與從動(dòng)桿上受力點(diǎn)的速度方向始終一致，所以傳動(dòng)角等于90度。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，偏距距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-1)/(K+1

33、);(K-1)/(K+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

34、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窮多組解。有無窮多組解。ADB2C2B3C3ADB1C1B1C1三、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)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)作圖法：作圖法：剛化反轉(zhuǎn)法剛化反轉(zhuǎn)法利用剛化反轉(zhuǎn)法設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)利用剛化反轉(zhuǎn)法設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)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)（矢量法）三、給定兩連架桿對(duì)應(yīng)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)（矢量法）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

35、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(- -)

36、 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 = l3 sin sin 令: P0P1coccoc1P0 cos1 P1 cos(1 1 ) P2coccoc2P0 cos2 P1 cos(2 2 ) P2coccoc3P0 cos3 P1 cos(3 3 ) P2可求系數(shù)可求系數(shù): :P0 、P1、P2以及以及: : l2 、 l3、 l4將相對(duì)桿長(zhǎng)乘

37、以任意比例系數(shù)，所得機(jī)構(gòu)都能滿足轉(zhuǎn)角要求。若給定兩組對(duì)應(yīng)位置，則有無窮多組解。舉例：舉例：設(shè)計(jì)一四桿機(jī)構(gòu)滿足連架桿三組對(duì)應(yīng)位置：設(shè)計(jì)一四桿機(jī)構(gòu)滿足連架桿三組對(duì)應(yīng)位置：1 1 1 1 2 2 2 2 3 3 3 34545 50 50 90 90 80 80 135 135 110 1101 11 13 33 3代入方程得：代入方程得： cos90cos90=P=P0 0cos80cos80+P+P1 1cos(80cos(80-90-90)+P)+P2 2 cos135cos135=P=P0 0cos110cos110+P+P1 1cos(110cos(110-135-135)+P)+P2 2

38、解得相對(duì)長(zhǎng)度解得相對(duì)長(zhǎng)度: : P P0 0 =1.533, P =1.533, P1 1=-1.0628, P=-1.0628, P2 2=0.7805=0.7805各桿相對(duì)長(zhǎng)度為：各桿相對(duì)長(zhǎng)度為：選定構(gòu)件選定構(gòu)件l1的長(zhǎng)度之后，可求得其余桿的絕對(duì)長(zhǎng)度。的長(zhǎng)度之后，可求得其余桿的絕對(duì)長(zhǎng)度。 cos45 cos45=P=P0 0cos50cos50+P+P1 1cos(50cos(50-45-45)+P)+P2 2B1C1ADB2C2B3C32 22 2l1= =1 1l4 =- - l3 / P1 =1.442l2 =(=(l42+ l32+1-2l3P P2 2 )1/2 = =1.783

39、1.783 l3 = P P0 0 = = 1.553, 設(shè)計(jì)：潘存云D實(shí)驗(yàn)法設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)法設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)當(dāng)給定連架桿位置超過三對(duì)時(shí)，一般不可能有精確解。只能用優(yōu)化或試湊的方法獲得近似解。1)首先在一張紙上取首先在一張紙上取固定軸固定軸A的位置，作的位置，作原動(dòng)件角位移原動(dòng)件角位移i i位置位置 i i 位置位置 i i 12 15 10.8 45 15 15.8 23 15 12.5 56 15 17.5 34 15 14.2 67 15 19.2 2)任意取原動(dòng)件長(zhǎng)度任意取原動(dòng)件長(zhǎng)度AB3)任意取連桿長(zhǎng)度任意取連桿長(zhǎng)度BC，作一系列圓弧，作一系列圓弧;4)在一張透明紙上取固定軸在一張透明

40、紙上取固定軸D，作角位移，作角位移iDk15) 取一系列從動(dòng)件取一系列從動(dòng)件長(zhǎng)度作同心圓弧。長(zhǎng)度作同心圓弧。6) 兩圖疊加，移動(dòng)透明兩圖疊加，移動(dòng)透明 紙，使紙，使ki落在同一圓落在同一圓 弧上?；∩稀?iiAC1B1設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云四、按預(yù)定的運(yùn)動(dòng)軌跡設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)四、按預(yù)定的運(yùn)動(dòng)軌跡設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)ABCDE14325 傳送機(jī)構(gòu)傳送機(jī)構(gòu)攪拌機(jī)構(gòu)攪拌機(jī)構(gòu)CBADE6步進(jìn)式步進(jìn)式設(shè)計(jì)：潘存云ABCD四、按預(yù)定的運(yùn)動(dòng)軌跡設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)四、按預(yù)定的運(yùn)動(dòng)軌跡設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)NEM連桿作平面運(yùn)動(dòng)連桿作平面運(yùn)動(dòng),其上各點(diǎn)的軌跡均不相同其上各點(diǎn)的軌跡均不相同。B, C點(diǎn)的軌跡為圓弧點(diǎn)的軌跡為圓弧; 其余各點(diǎn)的

41、軌跡為一其余各點(diǎn)的軌跡為一條條 封閉曲線封閉曲線。設(shè)計(jì)目標(biāo)設(shè)計(jì)目標(biāo): 就是要確定一組就是要確定一組桿長(zhǎng)參數(shù)桿長(zhǎng)參數(shù), 使連桿上某點(diǎn)的使連桿上某點(diǎn)的軌跡滿足設(shè)計(jì)要求軌跡滿足設(shè)計(jì)要求。設(shè)計(jì)：潘存云連桿曲線生成器ABCD設(shè)計(jì)：潘存云連桿曲線圖譜連桿曲線圖譜雷達(dá)天線：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)應(yīng)用泵由轉(zhuǎn)子2、定子3、葉片4、配油盤和端蓋（圖中未示）等部件所組成。定子的內(nèi)表面是圓柱形孔。轉(zhuǎn)子和定子之間存在著偏心。葉片在轉(zhuǎn)子的槽內(nèi)可靈活滑動(dòng)，在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的離心力以及通入葉片根部壓力油的作用下，葉片頂部貼緊在定子內(nèi)表面上，于是兩相鄰葉片、配油盤、定子和轉(zhuǎn)子間便形成了一個(gè)個(gè)密封的工作腔。當(dāng)轉(zhuǎn)子按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，圖右側(cè)的葉

42、片向外伸出，密封工作腔容積逐漸增大，產(chǎn)生真空，于是通過吸油口6和配油盤5上窗口將油吸入。而在圖的左側(cè)。葉片往里縮進(jìn)，密封腔的容積逐漸縮小，密封腔中的油液經(jīng)配油盤另一窗口和壓油口1被壓出而輸出到系統(tǒng)中去。這種泵在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)過程中，吸油壓油各一次，故稱單作用泵。轉(zhuǎn)子受到徑向液壓不平衡作用力，故又稱非平衡式泵，其軸承負(fù)載較大。改變定子和轉(zhuǎn)子間的偏心量，便可改變泵的排量，故這種泵都是變量泵典型例題分析典型例題分析 例例2-1 在圖在圖2-1a 所示的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，已知各桿長(zhǎng)所示的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，已知各桿長(zhǎng)度為度為lAB =20mm，lBC=60mm，lCD=85mm， lAD=50mm ， 1、試判

43、斷該機(jī)構(gòu)是否有曲柄；試判斷該機(jī)構(gòu)是否有曲柄； 2、判斷此機(jī)構(gòu)是否存在急回判斷此機(jī)構(gòu)是否存在急回特性？若存在，試確定其極位特性？若存在，試確定其極位夾角，并估算行夾角，并估算行程速比系數(shù)程速比系數(shù) ； 3、若以構(gòu)件、若以構(gòu)件AB為主動(dòng)件，畫為主動(dòng)件，畫出機(jī)構(gòu)的最小傳動(dòng)角的位置；出機(jī)構(gòu)的最小傳動(dòng)角的位置； 4、在什么情況下機(jī)構(gòu)存在死在什么情況下機(jī)構(gòu)存在死點(diǎn)位置？點(diǎn)位置？圖圖2-1解解：1、因?yàn)橐驗(yàn)閘AB+lCDCD=20+85=105mm0 的四桿機(jī)構(gòu)，一定有急回特性。的四桿機(jī)構(gòu)，一定有急回特性。 7.在曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，只有當(dāng)曲柄與滑塊導(dǎo)路垂直時(shí)，在曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，只有當(dāng)曲柄與滑塊導(dǎo)路垂直時(shí)，傳動(dòng)

44、角才可能出現(xiàn)最小傳動(dòng)角才可能出現(xiàn)最小值。值。 8.傳動(dòng)角就是連桿與從動(dòng)件的夾角。傳動(dòng)角就是連桿與從動(dòng)件的夾角。 9.連桿機(jī)構(gòu)任一位置的傳動(dòng)角與壓力角之和恒等于連桿機(jī)構(gòu)任一位置的傳動(dòng)角與壓力角之和恒等于90o。 10.從傳力效果來看，傳動(dòng)角越大越好，壓力角越小從傳力效果來看，傳動(dòng)角越大越好，壓力角越小越好。越好。 答答 案案二、填空題二、填空題1.平面連桿機(jī)構(gòu)是構(gòu)件用平面連桿機(jī)構(gòu)是構(gòu)件用_連接而成的機(jī)構(gòu)，連接而成的機(jī)構(gòu)，當(dāng)平面四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)副都是當(dāng)平面四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)副都是_ ，則稱為鉸鏈則稱為鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。四桿機(jī)構(gòu)。2.鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的三種基本形式是鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的三種基本形式是_、 _和和_ 。它

45、們是按照它們是按照_來確定的。來確定的。3.鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，固定不動(dòng)的桿稱為鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，固定不動(dòng)的桿稱為_ _ ，不不與機(jī)架直接連接的桿稱為與機(jī)架直接連接的桿稱為_ ，用轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連用轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接的桿稱為接的桿稱為_。4.機(jī)構(gòu)處于死點(diǎn)位置時(shí)，其傳動(dòng)角等于機(jī)構(gòu)處于死點(diǎn)位置時(shí)，其傳動(dòng)角等于_，壓力角等，壓力角等于于_。5.平行四邊形機(jī)構(gòu)的極位夾角平行四邊形機(jī)構(gòu)的極位夾角=_ ,它的行程速比系它的行程速比系數(shù)數(shù)K_。6.鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)演化成其它形式的四桿機(jī)構(gòu)常有三種鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)演化成其它形式的四桿機(jī)構(gòu)常有三種方法，它們是方法，它們是_、_和和_。7.一對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，若以滑塊為機(jī)架，則將演化一對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，若以滑塊為機(jī)架，則將演化成成_機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)。8.曲柄為主動(dòng)件的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，當(dāng)從動(dòng)搖桿處于曲柄為主動(dòng)件的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，當(dāng)從動(dòng)搖桿處于兩極限位置時(shí)，兩極限位置時(shí)，_在該位置所夾的銳角，稱為在該位置所夾的銳角，稱為極位夾角。極位夾角。9.鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，_角越大，對(duì)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)越角越大，對(duì)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)