連桿機(jī)構(gòu)及其特點(diǎn)

1、連桿機(jī)構(gòu)及其特點(diǎn)第1頁，共77頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)19分，星期四工程常用機(jī)構(gòu)之一。由若干構(gòu)件通過低副連接組成的平面機(jī)構(gòu)（又稱低副機(jī)構(gòu)）。定義：7-1 連桿機(jī)構(gòu)及其特點(diǎn)第2頁，共77頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)19分，星期四優(yōu)點(diǎn)：連桿機(jī)構(gòu)為低副機(jī)構(gòu)，運(yùn)動(dòng)副為面接觸，壓強(qiáng)小，承載能力大，耐沖擊； 運(yùn)動(dòng)副元素的幾何形狀多為平面或圓柱面，便于加工制造； 在原動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律不變情況下，通過改變各構(gòu)件的相對長度可以使從動(dòng)件得到不同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律；可以連桿曲線可以滿足不同運(yùn)動(dòng)軌跡的設(shè)計(jì)要求.缺點(diǎn)：由于運(yùn)動(dòng)積累誤差較大，因而影響傳動(dòng)精度；由于慣性力不好平衡而不適于高速傳動(dòng)；設(shè)計(jì)方法比較復(fù)雜。7-

2、1 連桿機(jī)構(gòu)及其特點(diǎn)第3頁，共77頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)19分，星期四四桿機(jī)構(gòu)： 由四個(gè)構(gòu)件組成的平面連桿機(jī)構(gòu)。 結(jié)構(gòu)最簡單，應(yīng)用最廣泛。是多桿機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)。本章重點(diǎn)： 四桿機(jī)構(gòu)的基本類型、特性及常用設(shè)計(jì)方法。7-1 連桿機(jī)構(gòu)及其特點(diǎn)六桿機(jī)構(gòu)第4頁，共77頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)19分，星期四 72 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及其應(yīng)用平面四桿機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)含移動(dòng)副的四桿機(jī)構(gòu)全部用轉(zhuǎn)動(dòng)副組成的平面四桿機(jī)構(gòu)。鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化機(jī)構(gòu)。機(jī)架連架桿連桿構(gòu)件2構(gòu)件1、3構(gòu)件4曲柄：整周回轉(zhuǎn)，如構(gòu)件1搖桿：僅在某一角度內(nèi)往復(fù)擺動(dòng)，如構(gòu)件3第5頁，共77頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)19

3、分，星期四整轉(zhuǎn)副擺轉(zhuǎn)副以轉(zhuǎn)動(dòng)副相連的兩構(gòu)件能作整周相對轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)副。如A、B。以轉(zhuǎn)動(dòng)副相連的兩構(gòu)件不能作整周相對轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)副。如C、D。 72 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及其應(yīng)用第6頁，共77頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)19分，星期四鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的分類：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)1、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)定義：鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，兩個(gè)連架桿中一個(gè)為曲柄，另一個(gè)為搖桿。實(shí)例： 72 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及其應(yīng)用第7頁，共77頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)19分，星期四顎式破碎機(jī)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)應(yīng)用實(shí)例第8頁，共77頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)19分，星期四攪面機(jī)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)應(yīng)用實(shí)例第9頁，共7

4、7頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)19分，星期四衛(wèi)星接收裝置曲柄搖桿機(jī)構(gòu)應(yīng)用實(shí)例第10頁，共77頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)19分，星期四縫紉機(jī)腳踏板機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)應(yīng)用實(shí)例第11頁，共77頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)19分，星期四自行車曲柄搖桿機(jī)構(gòu)應(yīng)用實(shí)例第12頁，共77頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)19分，星期四跑步機(jī)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)應(yīng)用實(shí)例第13頁，共77頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)19分，星期四自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)應(yīng)用實(shí)例第14頁，共77頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)19分，星期四 一般曲柄主動(dòng)，將連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為搖桿的擺動(dòng)，也可搖桿主動(dòng)，曲柄從動(dòng)。運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：

5、磨輪機(jī)壓道機(jī)脫粒機(jī) 72 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及其應(yīng)用第15頁，共77頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)19分，星期四2、雙曲柄機(jī)構(gòu)定義：鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，兩個(gè)連架桿均為曲柄。特點(diǎn)：當(dāng)主動(dòng)曲柄連續(xù)等速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)曲柄一般作不等速轉(zhuǎn)動(dòng)。實(shí)例：慣性篩1等速整周轉(zhuǎn)動(dòng)；3變速整周轉(zhuǎn)動(dòng)；5變速往復(fù)移動(dòng)篩分物料。(慣性力產(chǎn)生沖擊和振動(dòng)) 72 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及其應(yīng)用第16頁，共77頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)19分，星期四第17頁，共77頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)19分，星期四特殊情況：平行四邊形機(jī)構(gòu)特點(diǎn)：主、從動(dòng)曲柄以相同角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，連桿平動(dòng)。 72 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及其應(yīng)用

6、第18頁，共77頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)19分，星期四位置不確定問題 72 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及其應(yīng)用平行四邊形機(jī)構(gòu)：第19頁，共77頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)19分，星期四如何消除：1、慣性飛輪 2、加虛約束 3、靠自重 72 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及其應(yīng)用第20頁，共77頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)19分，星期四3、雙搖桿機(jī)構(gòu)定義：鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，兩個(gè)連架桿均為搖桿。實(shí)例：起重機(jī)、飛機(jī)起落架、搖頭電扇 72 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及其應(yīng)用第21頁，共77頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)19分，星期四 72 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及其應(yīng)用第22頁，共77頁，20

7、22年，5月20日，12點(diǎn)19分，星期四特殊情況：等腰梯形機(jī)構(gòu)（兩搖桿長相等）實(shí)例：汽車車輪的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu) 72 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及其應(yīng)用第23頁，共77頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)19分，星期四平面四桿機(jī)構(gòu)的演化：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)其它平面連桿機(jī)構(gòu)演化（母機(jī)構(gòu)）創(chuàng)新性思維的體現(xiàn)演化方法如下 ： 72 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及其應(yīng)用第24頁，共77頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)19分，星期四 72 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及其應(yīng)用1. 轉(zhuǎn)動(dòng)副變成移動(dòng)副第25頁，共77頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)19分，星期四對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)偏距 72 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及其應(yīng)用第

8、26頁，共77頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)19分，星期四正弦機(jī)構(gòu) 72 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及其應(yīng)用第27頁，共77頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)19分，星期四 72 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及其應(yīng)用2.取不同的構(gòu)件為機(jī)架1. 轉(zhuǎn)動(dòng)副變成移動(dòng)副低副運(yùn)動(dòng)可逆性-以低副相連接的兩構(gòu)件間的相對運(yùn)動(dòng)關(guān)系，不因機(jī)架的不同而改變。第28頁，共77頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)19分，星期四曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的演化變更機(jī)架曲柄滑塊機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) 72 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及其應(yīng)用第29頁，共77頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)19分，星期四曲柄搖塊機(jī)構(gòu)移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)含一個(gè)移動(dòng)副的連桿

9、機(jī)構(gòu) 72 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及其應(yīng)用應(yīng)用實(shí)例B34C1A2應(yīng)用實(shí)例4A1B23C應(yīng)用實(shí)例13C4AB2應(yīng)用實(shí)例A1C234B第30頁，共77頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)19分，星期四雙滑塊機(jī)構(gòu) 72 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及其應(yīng)用橢圓儀滑塊聯(lián)軸器第31頁，共77頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)19分，星期四3、擴(kuò)大轉(zhuǎn)動(dòng)副尺寸偏心輪機(jī)構(gòu)應(yīng)用： 當(dāng)曲柄長很短，曲柄銷需承受較大沖擊而工作行程小時(shí)。增大軸頸尺寸，提高偏心軸的強(qiáng)度和剛度。廣泛用于傳力較大的剪床、沖床等機(jī)械中。 72 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及其應(yīng)用第32頁，共77頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)19分，星期四3、擴(kuò)大轉(zhuǎn)動(dòng)副

10、尺寸偏心輪機(jī)構(gòu) 72 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及其應(yīng)用第33頁，共77頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)19分，星期四 72 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及其應(yīng)用第34頁，共77頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)19分，星期四采用多桿機(jī)構(gòu)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。1）用于改變動(dòng)力源性質(zhì)。2）用于擴(kuò)大行程。3）用于改變運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力特性。4）使機(jī)構(gòu)受力平衡或均勻。 72 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及其應(yīng)用第35頁，共77頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)19分，星期四73 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識(shí)1、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中有整轉(zhuǎn)副及曲柄的條件2、急回運(yùn)動(dòng)3、死點(diǎn)位置4、壓力角與傳動(dòng)角曲柄搖桿機(jī)構(gòu)主要內(nèi)容:包括運(yùn)動(dòng)特性和動(dòng)力特性兩方

11、面。既反映機(jī)構(gòu)傳遞和變換運(yùn)動(dòng)與力的性能，也是四桿機(jī)構(gòu)類型選擇和運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)的依據(jù)。第36頁，共77頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)19分，星期四73 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識(shí)回顧何為整轉(zhuǎn)副?兩構(gòu)件能相對轉(zhuǎn)動(dòng)360的轉(zhuǎn)動(dòng)副。為何要分析整轉(zhuǎn)副？ 具有整轉(zhuǎn)副的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)才可能有曲柄。而機(jī)構(gòu)原動(dòng)件曲柄居多。 以有整轉(zhuǎn)副存在的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)為例分析整轉(zhuǎn)副存在的條件。整轉(zhuǎn)副是否存在，取決于什么？一、 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)有整轉(zhuǎn)副的條件第37頁，共77頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)19分，星期四73 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識(shí)ABCDB1C1ADC2B2AC1D中：l1l2l3l4 （1）AC2D中：l2l1l3l4

12、l2l1l4 l3 l1l4 l2l3 （2） l1l3 l4l2 （3）兩兩相加得:l1 l2，l1 l3，l1 l4曲柄1l1 ；連桿2l2連架桿3l3 ；機(jī)架4l4曲柄搖桿機(jī)構(gòu)第38頁，共77頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)19分，星期四73 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識(shí) 整轉(zhuǎn)副存在條件：最短桿與最長桿之和小于或等于其它兩桿長之和。問題：滿足上述條件(有整轉(zhuǎn)副存在)，是否一定有曲柄存在?答案：否！只有整轉(zhuǎn)副處于機(jī)架上，才形成曲柄。曲柄存在條件桿的相對長度機(jī)架的選取整轉(zhuǎn)副是由最短桿與其鄰邊組成的。（推論）最短桿必須作為連架桿或機(jī)架ABCDl1l2l3l4第39頁，共77頁，2022年，5月20

13、日，12點(diǎn)19分，星期四73 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識(shí)1、選取最短桿兩鄰邊為機(jī)架，得兩不同的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。2、選取最短桿為機(jī)架，得雙曲柄機(jī)構(gòu)。3、若選最短桿對面桿為機(jī)架，則為雙搖桿機(jī)構(gòu)。當(dāng)滿足整轉(zhuǎn)副條件時(shí)：機(jī)構(gòu)無曲柄，為雙搖桿機(jī)構(gòu)。當(dāng)不滿足整轉(zhuǎn)副條件時(shí)：兩種不同類型第40頁，共77頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)19分，星期四73 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識(shí)ABCDB1C1AD二、急回運(yùn)動(dòng)極位:在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，當(dāng)曲柄與連桿兩次共線時(shí)，搖桿位于兩個(gè)極限位置。極位夾角:此兩處曲柄之間的夾角 。C2B2第41頁，共77頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)19分，星期四73 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識(shí)ABCD

14、B1C1AD二、急回運(yùn)動(dòng)當(dāng)曲柄以逆時(shí)針轉(zhuǎn)過180+時(shí)，搖桿從C1D位置擺到C2D。所花時(shí)間為t1 , 平均速度為V1,那么有：180C2B2正行程:第42頁，共77頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)19分，星期四73 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識(shí)B1C1ADC2當(dāng)曲柄以繼續(xù)轉(zhuǎn)過180-時(shí)，搖桿從C2D,置擺到C1D，所花時(shí)間為t2 ,平均速度為V2 ,有： 180-顯然：t1 t2 V2 V1搖桿的這種特性稱為急回運(yùn)動(dòng)。反行程:第43頁，共77頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)19分，星期四73 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識(shí)且越大，K值越大，急回性質(zhì)越明顯。 只要 0 ， 就有 K1設(shè)計(jì)新機(jī)械時(shí)，往往先給

15、定K值，于是: 用什么衡量急回程度的多少？行程速比系數(shù)K第44頁，共77頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)19分，星期四73 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識(shí)問題：對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，有沒有急回運(yùn)動(dòng)？偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)0，有急回運(yùn)動(dòng)第45頁，共77頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)19分，星期四73 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識(shí)機(jī)構(gòu)急回的作用：節(jié)省空回時(shí)間，提高工作效率。注意：急回具有方向性擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)第46頁，共77頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)19分，星期四73 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識(shí)FF F”三.壓力角和傳動(dòng)角壓力角：從動(dòng)件驅(qū)動(dòng)力F與力作用點(diǎn)絕對速度之間所夾銳角,記作。ABCD切向分力: F= Fcos

16、法向分力: F”= Fcos F對傳動(dòng)有利。=Fsin稱為傳動(dòng)角。可用的大小來表示機(jī)構(gòu)傳動(dòng)力性能的好壞(便于測量).90傳動(dòng)角是變化的。第47頁，共77頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)19分，星期四73 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識(shí)為保證機(jī)構(gòu)具有良好的傳動(dòng)性能，設(shè)計(jì)時(shí)：min40 (一般機(jī)械)min50 (大功率機(jī)械)min略40(小功率控制機(jī)構(gòu)或儀表)第48頁，共77頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)19分，星期四73 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識(shí)min出現(xiàn)的位置：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。第49頁，共77頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)19分，星期四73 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識(shí)

17、當(dāng) BCD 90時(shí)，BCD當(dāng) BCD 90時(shí)，180- BCD當(dāng)BCD最小或最大時(shí)，即在主動(dòng)曲柄與機(jī)架共線的位置，都有可能出現(xiàn)minmin出現(xiàn)的位置：第50頁，共77頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)19分，星期四73 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識(shí)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)：當(dāng)主動(dòng)件為曲柄時(shí)，最小傳動(dòng)角出現(xiàn)在曲柄與機(jī)架垂直的位置。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?？偨Y(jié)：傳動(dòng)角大小與各桿長有關(guān)，可按給給定的許用傳動(dòng)角統(tǒng)籌各種性能指標(biāo)，設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)。第51頁，共77頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)19分，星期四73 平面四桿

18、機(jī)構(gòu)的基本知識(shí)F四.機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置搖桿為主動(dòng)件，且連桿與曲柄兩次共線時(shí)，有：此時(shí)機(jī)構(gòu)不能運(yùn)動(dòng).稱此位置為：“死點(diǎn)”00F0第52頁，共77頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)19分，星期四73 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識(shí)如何消除死點(diǎn)的不良影響？1、對從動(dòng)曲柄加外力；2、安裝飛輪，加大從動(dòng)件的慣性力；3、靠構(gòu)件自身的慣性力。如: 兩組機(jī)構(gòu)錯(cuò)開排列，如火車輪機(jī)構(gòu);靠飛輪的慣性（如內(nèi)燃機(jī)、縫紉機(jī)等）。第53頁，共77頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)19分，星期四工件ABCD1234PABCD1234工件P鉆孔夾具=0TABDC飛機(jī)起落架ABCD=0F也可以利用死點(diǎn)進(jìn)行工作：飛機(jī)起落架、鉆夾具等。第七章

19、平面連桿機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)第54頁，共77頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)19分，星期四74 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: 機(jī)構(gòu)選型根據(jù)給定的運(yùn)動(dòng)要 選擇機(jī)構(gòu)的類型；尺度綜合確定各構(gòu)件的尺度參數(shù) (長度尺寸)。 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、桿長比恰當(dāng)、 運(yùn)動(dòng)副結(jié)構(gòu)合理等）;b)動(dòng)力條件（如min）;c)運(yùn)動(dòng)連續(xù)性條件等。第55頁，共77頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)19分，星期四飛機(jī)起落架ADCBBC三類設(shè)計(jì)要求：1)滿足預(yù)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，兩連架桿轉(zhuǎn)角對應(yīng)，如: 飛機(jī)起落架、函數(shù)機(jī)構(gòu)。函數(shù)機(jī)構(gòu)要求兩連架桿的轉(zhuǎn)角滿足函數(shù) y=logxxy=logxABCD7

20、4 平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)第56頁，共77頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)19分，星期四三類設(shè)計(jì)要求：1)滿足預(yù)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，兩連架桿轉(zhuǎn)角對應(yīng)，如: 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，如鑄造翻箱機(jī)構(gòu)。要求連桿在兩個(gè)位置垂直地面且相差180 CBABDC74 平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)第57頁，共77頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)19分，星期四攪拌機(jī)構(gòu)要求連桿上E點(diǎn)的軌跡為一條卵形曲線要求連桿上E點(diǎn)的軌跡為一條水平直線QQABCDECBADE三類設(shè)計(jì)要求：1)滿足預(yù)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，兩連架桿轉(zhuǎn)角對應(yīng)，如: 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，如鑄造翻箱機(jī)構(gòu)。3)滿足預(yù)定的軌跡

21、要求，如: 鶴式起重機(jī)、攪拌機(jī)等。74 平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)第58頁，共77頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)19分，星期四給定的設(shè)計(jì)條件：1)幾何條件（給定連架桿或連桿的位置等）2)運(yùn)動(dòng)條件（給定K等）3)動(dòng)力條件（給定min等）設(shè)計(jì)方法：圖解法、解析法、實(shí)驗(yàn)法直觀性強(qiáng)、簡單易行。連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的一種基本方法。設(shè)計(jì)精度低，不同的設(shè)計(jì)要求，圖解的方法各異。對于較復(fù)雜的設(shè)計(jì)要求，圖解法很難解決。精度較高，但計(jì)算量大，目前由于計(jì)算機(jī)及數(shù)值計(jì)算方法的迅速發(fā)展，解析法已得到廣泛應(yīng)用。通常用于設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)要求比較復(fù)雜的連桿機(jī)構(gòu)，或者用于對機(jī)構(gòu)進(jìn)行初步設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)時(shí)選用哪種方法，應(yīng)視具體情況來決定。74 平面四桿機(jī)

22、構(gòu)的設(shè)計(jì)第59頁，共77頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)19分，星期四一、按預(yù)定連桿位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)a)給定連桿兩組位置有唯一解。B2C2AD將鉸鏈A、D分別選在B1B2，C1C2連線的垂直平分線上任意位置都能滿足設(shè)計(jì)要求。b)給定連桿上鉸鏈BC的三組位置有無窮多組解。ADB2C2B3C3ADB1C1B1C174 平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)第60頁，共77頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)19分，星期四圖解法：實(shí)現(xiàn)連架桿轉(zhuǎn)角的對應(yīng)關(guān)系已知：LAD，LAB，三組對應(yīng)轉(zhuǎn)角，搖桿、連桿未知設(shè)計(jì)思路：相對法 設(shè)計(jì)關(guān)鍵：尋找連桿BC上活動(dòng)鉸鏈C的位置。二、給定連架桿對應(yīng)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)C?74 平面四桿機(jī)構(gòu)的

23、設(shè)計(jì)第61頁，共77頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)19分，星期四尋找活動(dòng)鉸鏈C找到B相對C的轉(zhuǎn)動(dòng)軌跡方法：變DE為機(jī)架，則AB成為連桿，轉(zhuǎn)化為已知連桿位置的設(shè)計(jì)。變更機(jī)架，站在構(gòu)件3上，即假設(shè)構(gòu)件3為機(jī)架，則2、4為連架桿，1為連桿相對運(yùn)動(dòng)關(guān)系不變。74 平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)第62頁，共77頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)19分，星期四注：若給定兩連架桿轉(zhuǎn)角的三組對應(yīng)關(guān)系，有確定解； 若給定兩組對應(yīng)關(guān)系，則其解無窮多。74 平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)第63頁，共77頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)19分，星期四xyABCD1234給定連架桿對應(yīng)位置：構(gòu)件3和構(gòu)件1滿足以下位置關(guān)系：l1l2l3l

24、4建立坐標(biāo)系,設(shè)構(gòu)件長度為：l1 、l2、l3、l4在x,y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)件相對轉(zhuǎn)角. l1 cos + l2 cos = l3 cos + l4 l1 sin + l2 sin = l3 sin if (i ) i =1, 2, 3n設(shè)計(jì)此四桿機(jī)構(gòu)(求各構(gòu)件長度)。令： l1 =1解析法：實(shí)現(xiàn)連架桿轉(zhuǎn)角的對應(yīng)關(guān)系74 平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)第64頁，共77頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)19分，星期四消去整理得：cos l3 cos cos(-) l3l4l42+ l32+1- l222l4P2帶入移項(xiàng)得： l2 cos = l4 l3 co

25、s cos 則化簡為：cosP0 cos P1 cos( ) P2代入兩連架桿的三組對應(yīng)轉(zhuǎn)角參數(shù)，得方程組：l2 sin = l3 sin sin 令: P0P1cos1P0 cos1 P1 cos(1 1 ) P2cos2P0 cos2 P1 cos(2 2 ) P2cos3P0 cos3 P1 cos(3 3 ) P2可求系數(shù):P0 、P1、P2以及: l2 、 l3、 l4將相對桿長乘以任意比例系數(shù)，所得機(jī)構(gòu)都能滿足轉(zhuǎn)角要求。若給定兩組對應(yīng)位置，則有無窮多組解。74 平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)第65頁，共77頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)19分，星期四舉例：設(shè)計(jì)一四桿機(jī)構(gòu)滿足連架桿三組對應(yīng)位

26、置：1 1 2 2 3 345 50 90 80 135 1101133帶入方程得： cos90=P0cos80+P1cos(80-90)+P2 cos135=P0cos110+P1cos(110-135)+P2解得相對長度: P0 =1.533, P1=-1.0628, P2=0.7805各桿相對長度為：選定構(gòu)件l1的長度之后，可求得其余桿的絕對長度。 cos45=P0cos50+P1cos(50-45)+P2B1C1ADB2C2B3C322l1=1l4 =- l3 / P1 =1.442l2 =(l42+ l32+1-2l3P2 )1/2 =1.783 l3 = P0 = 1.553, 7

27、4 平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)第66頁，共77頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)19分，星期四E 三、按給定的行程速比系數(shù)K設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)1) 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)計(jì)算180(K-1)/(K+1);已知：CD桿長，擺角及K， 設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu)。步驟如下：任取一點(diǎn)D，作等腰三角形 腰長為CD，夾角為;作C2PC1C2，作C1P使作P C1C2的外接圓，則A點(diǎn)必在此圓上。選定A，設(shè)曲柄為l1 ，連桿為l2 ，則:以A為圓心，A C2為半徑作弧交于E,得： l1 =EC1/ 2 l2 = A C1EC1/ 2,A C2=l2- l1= l1 =( A C1A C2)/ 2 C2C1P=90,交于P; 90-P A C1=

28、l1+l2C1C2DAB1B274 平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)第67頁，共77頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)19分，星期四mn =D2) 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)分析： 由于與導(dǎo)桿擺角相等，設(shè)計(jì)此 機(jī)構(gòu)時(shí)，僅需要確定曲柄 a。計(jì)算180(K-1)/(K+1);任選D作mDn ，取A點(diǎn)，使得AD=d, 則: a=dsin( /2)。 =Ad作角分線;已知：機(jī)架長度d，K，設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu)。AD74 平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)第68頁，共77頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)19分，星期四E22ae3) 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)H已知K，滑塊行程H，偏距e，設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu) 。計(jì)算: 180(K-1)/(K+1);作C1 C2 H作射線C1O 使C2C1O=90, 以O(shè)為圓心，C1O為半徑作圓。以A為圓心，A C1為半徑作弧交于E,得：作射線C2O使C1C2 O=90。 作偏距線e，交圓弧于A，即為所求。C1C290-o90-Al1 =EC2/ 2l2 = A C2EC2/ 274 平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)第69頁，共77頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)19分，星期四D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)首先在一張紙上取固定軸A的位置，作原動(dòng)件角位移i位置 i i 位置 i i 12 15 10.8 45 15 15.823 1