機械原理課件2

第2章連桿機構(gòu)

若干剛性構(gòu)件通過低副聯(lián)接而成的機構(gòu)，稱為連桿機構(gòu)。第2章連桿機構(gòu)若干剛性構(gòu)件通過低副第2章連桿機構(gòu)2.1平面連桿機構(gòu)的類型2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性2.3平面連桿機構(gòu)的特點及功能2.4平面連桿機構(gòu)的運動分析2.5平面連桿機構(gòu)的設(shè)計2.6空間連桿機構(gòu)簡介第2章連桿機構(gòu)2.1平面連桿機構(gòu)的類型2.1平面連桿機構(gòu)的類型2.1.1平面四桿機構(gòu)的基本形式2.1.2平面四桿機構(gòu)的演化2.1平面連桿機構(gòu)的類型2.1.1平面四桿機構(gòu)的基本2.1.1平面四桿機構(gòu)的基本形式鉸鏈四桿機構(gòu)的組成機架：AD連架桿：AB、CD連桿：BC整轉(zhuǎn)副：A、B擺動副：C、D：鉸鏈四桿機構(gòu)ABCD連架桿：曲柄、搖桿2.1平面連桿機構(gòu)的類型----基本形式2.1.1平面四桿機構(gòu)的基本形式鉸鏈四桿機構(gòu)的組成整轉(zhuǎn)副

根據(jù)連架桿的運動形式分：曲柄搖桿機構(gòu)雙曲柄機構(gòu)雙搖桿機構(gòu)2.1平面連桿機構(gòu)的類型----基本形式根據(jù)連架桿的運動形式分：2.1平面連桿機構(gòu)的類型-1曲柄搖桿機構(gòu)曲柄：AB（連架桿作整周轉(zhuǎn)動）搖桿：CD（連架桿不作整周轉(zhuǎn)動）ABCD2.1平面連桿機構(gòu)的類型----基本形式1曲柄搖桿機構(gòu)曲柄：AB（連架桿作整周轉(zhuǎn)動）ABCD2雙曲柄機構(gòu)BC：曲柄AD：曲柄平行四桿機構(gòu)2.1平面連桿機構(gòu)的類型----基本形式2雙曲柄機構(gòu)BC：曲柄平行四桿機構(gòu)2.1平面連桿機構(gòu)3雙搖桿機構(gòu)BC：搖桿AD：搖桿CABDABCD2.1平面連桿機構(gòu)的類型----基本形式3雙搖桿機構(gòu)BC：搖桿CABDABCD2.1平面連桿曲柄搖桿機構(gòu)雙曲柄機構(gòu)雙搖桿機構(gòu)平面連桿機構(gòu)鉸鏈四桿機構(gòu)四桿機構(gòu)2.1平面連桿機構(gòu)的類型----基本形式曲柄搖桿機構(gòu)平面連桿機構(gòu)鉸鏈四桿機構(gòu)四桿機構(gòu)2.1平面連偏置曲柄滑塊機構(gòu)2.1平面連桿機構(gòu)的類型----演化方式2.1.2平面四桿機構(gòu)的演化轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)化為移動副偏置曲柄滑塊機構(gòu)2.1平面連桿機構(gòu)的類型----演化方式轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)化為移動副2.1.2平面四桿機構(gòu)的演化2.1平面連桿機構(gòu)的類型----演化方式對心曲柄滑塊機構(gòu)偏置曲柄滑塊機構(gòu)轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)化為移動副2.1.2平面四桿機構(gòu)的演化2.12.1.2平面四桿機構(gòu)的演化取不同構(gòu)件作機架

低副運動可逆性以低副相連接的兩構(gòu)件之間的相對運動關(guān)系不會因取其中哪一件為機架而改變。2.1平面連桿機構(gòu)的類型----演化方式2.1.2平面四桿機構(gòu)的演化低副運動可逆性2.1ABCD曲柄搖桿機構(gòu)ACDB雙曲柄機構(gòu)CABD雙搖桿機構(gòu)ABCD曲柄搖桿機構(gòu)ABCD2.1平面連桿機構(gòu)的類型----演化方式ABCD曲柄搖桿機構(gòu)ACDB雙曲柄機構(gòu)CABD雙搖桿機構(gòu)AB轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)化為移動副取不同構(gòu)件作機架2.1.2平面四桿機構(gòu)的演化2.1平面連桿機構(gòu)的類型----演化方式轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)化為移動副2.1.2平面四桿機構(gòu)的演化2.1曲柄搖塊機構(gòu)對心曲柄滑塊機構(gòu)擺動導(dǎo)桿機構(gòu)2.1平面連桿機構(gòu)的類型----演化方式曲柄搖塊機構(gòu)對心曲柄滑塊機構(gòu)擺動導(dǎo)桿機構(gòu)2.1平面連桿機轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)化為移動副取不同構(gòu)件作機架變換構(gòu)件的形態(tài)2.1.2平面四桿機構(gòu)的演化2.1平面連桿機構(gòu)的類型----演化方式轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)化為移動副2.1.2平面四桿機構(gòu)的演化2.1曲柄搖塊機構(gòu)123擺動導(dǎo)桿機構(gòu)1232.1平面連桿機構(gòu)的類型----演化方式曲柄搖塊機構(gòu)123擺動導(dǎo)桿機構(gòu)1232.1平面連桿機構(gòu)的

擴大運動副尺寸對心曲柄滑塊機構(gòu)2.1平面連桿機構(gòu)的類型----演化方式擴大運動副尺寸對心曲柄滑塊機構(gòu)2.1平面連桿機構(gòu)的類轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)化為移動副取不同構(gòu)件作機架變換構(gòu)件的形態(tài)擴大運動副尺寸2.1.2平面四桿機構(gòu)的演化轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)化為移動副2.1.2平面四桿機構(gòu)的演化2.2.1運動特性轉(zhuǎn)動副為整轉(zhuǎn)副的條件急回運動特性運動的連續(xù)性2.2.2傳力特性壓力角、傳動角死點位置2.2

平面連桿機構(gòu)的工作特性2.2.1運動特性2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性2.2.1運動特性

具有整轉(zhuǎn)副的條件:2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性2.2.1運動特性具有整轉(zhuǎn)副的條件:2.2平面連AB整周轉(zhuǎn)動B1C1D和B2C2D成立2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性AB整周轉(zhuǎn)動B1C1D和B2C2D成立2.2平面連桿整轉(zhuǎn)副存在條件：四桿長度滿足桿長條件：最短桿與最長桿長度之和小于或等于

其他兩桿之和。整轉(zhuǎn)副連接的兩構(gòu)件中必有一個最短桿。滿足桿長條件時，最短桿兩端分別是兩個整轉(zhuǎn)副。若以最短桿或其相鄰桿作機架，機構(gòu)都存在曲柄。不滿足桿長條件則沒有整轉(zhuǎn)副，總為雙搖桿機構(gòu)。2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性整轉(zhuǎn)副存在條件：四桿長度滿足桿長條件：最短桿與最長桿長度之和以最短桿AB為機架ACDB雙曲柄機構(gòu)2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性以最短桿AB為機架ACDB雙曲柄機構(gòu)2.2平面連桿機構(gòu)的以最短桿AB相鄰構(gòu)件為機架曲柄搖桿機構(gòu)ABCD2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性AD為機架ABCD曲柄搖桿機構(gòu)BC為機架以最短桿AB相鄰構(gòu)件為機架曲柄搖桿機構(gòu)ABCD2.2平面以最短桿AB對面構(gòu)件CD為機架雙搖桿機構(gòu)CABD2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性以最短桿AB對面構(gòu)件CD為機架雙搖桿機構(gòu)CABD2.2平桿長條件不成立時雙搖桿機構(gòu)以上結(jié)論為Grashoff定理ABCD2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性桿長條件不成立時雙搖桿機構(gòu)以上結(jié)論為Grashoff定理Aa+e<b2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性思考：曲柄滑塊機構(gòu)及導(dǎo)桿機構(gòu)具有整轉(zhuǎn)副的條件？偏置曲柄滑塊機構(gòu)擺動導(dǎo)桿機構(gòu)123a+e<b2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性思考：曲柄

急回運動：從動件搖桿往復(fù)擺動的平均速度不等。

通常：快速返回，慢速工作，故稱急回2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性急回運動的相對程度用行程速度變化系數(shù)K衡量急回運動：從動件搖桿往復(fù)擺動的平均速度不等。2.2

極位夾角q（銳角）

行程速度變化系數(shù)K2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性極位夾角q（銳角）行程速度變化系數(shù)K2.2平面連偏置曲柄滑塊機構(gòu)2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性分析：偏置曲柄滑塊機構(gòu)是否有急回運動特性？思考：對心曲柄滑塊機構(gòu)是否有急回運動特性？偏置曲柄滑塊機構(gòu)2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性分析：偏置曲對心曲柄滑塊機構(gòu)2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性對心曲柄滑塊機構(gòu)2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性關(guān)鍵：找從動件極限位置和對應(yīng)的原動件的極位夾角2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性關(guān)鍵：找從動件極限位置和2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性思考：從動件極限位置？對應(yīng)的原動件的極位夾角？結(jié)論？2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性思考：從動件極限位置？結(jié)論？

運動連續(xù)性

運動連續(xù)性：表示主動件連續(xù)運動時，從動件也能連

續(xù)占據(jù)各個預(yù)期的位置。

從動件只能在某一可行域內(nèi)運動，而不能相互跨越。2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性運動連續(xù)性運動連續(xù)性：表示主動件連續(xù)運動時，從動件也能2.2.1運動特性總結(jié)轉(zhuǎn)動副為整轉(zhuǎn)副的條件急回運動特性運動的連續(xù)性2.2.1運動特性總結(jié)轉(zhuǎn)動副為整轉(zhuǎn)副的條件2.2.2傳力特性壓力角a

：從動件受力方向和運動方向所夾的銳角傳動角g：壓力角的余角2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性2.2.2傳力特性壓力角a：從動件受力方向和運動方向2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性死點位置：傳動角為零。有效分力等于零g=0a=90°2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性死點位置：傳動角為零。有效分力等于零g=0有死點嗎？如果有，何時發(fā)生？如何避免死點的出現(xiàn)？2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性有死點嗎？如果有，何時發(fā)生？如何避免死點的出現(xiàn)？2.2平

避免死點

1.利用構(gòu)件慣性力2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性避免死點2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性

避免死點2.多套機構(gòu)交錯排列2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性避免死點2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性多套機構(gòu)交錯排列2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性多套機構(gòu)交錯排列2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性

死點的利用

1.夾緊裝置2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性死點的利用2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性2.飛機起落架2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性2.飛機起落架2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性3.電氣開關(guān)分合閘機構(gòu)合閘時機構(gòu)處于死點位置,.分閘時控制桿推動AB分閘2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性3.電氣開關(guān)分合閘機構(gòu)合閘時機構(gòu)處于死點位置,.分閘時控制桿

機械增益機械獲得的輸出力矩大于輸入力矩實例:肘形機構(gòu)用于行程不大但壓力要求大的沖壓、剪切機構(gòu)2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性機械增益機械獲得的輸出力矩大于輸入力矩用于行程不1、傳動角和壓力角2、死點、如何利用和避免死點傳力特性總結(jié)分析死點位置時,首先要搞清楚哪個是主動件2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性F=0

死點自鎖1、傳動角和壓力角傳力特性總結(jié)分析死點位置時,首先要搞清2.3

平面連桿機構(gòu)的特點及功能

運動副形狀簡單、易制造面接觸，可以承受沖擊力

構(gòu)件運動形式多樣慣性力不易平衡運動傳遞的累積誤差較大

實現(xiàn)多種運動軌跡特點：2.3平面連桿機構(gòu)的特點及功能運動副形狀簡單、易制造第2章連桿機構(gòu)平面連桿機構(gòu)的功用實現(xiàn)有軌跡、位置或運動規(guī)律要求的運動實現(xiàn)從動件運動形式及運動特性的改變實現(xiàn)較遠距離的傳動調(diào)解、擴大從動件行程獲得較大的機械增益第2章連桿機構(gòu)平面連桿機構(gòu)的功用實現(xiàn)有軌跡、位2.4

平面連桿機構(gòu)的運動分析（介紹）運動分析內(nèi)容：位移、速度、加速度分析方法：圖解法解析法

瞬心法相對運動圖解法（矢量合成法）

桿組法2.4平面連桿機構(gòu)的運動分析（介紹）運動分析內(nèi)容：位移、速度瞬心（復(fù)習）機構(gòu)瞬心的數(shù)目瞬心的位置應(yīng)用2.4.1瞬心法及其應(yīng)用2.4平面連桿機構(gòu)的運動分析速度瞬心（復(fù)習）2.4.1瞬心法及其應(yīng)用2.4平面連桿3.瞬心的位置通過運動副直接相聯(lián)的兩構(gòu)件的瞬心三心定理2.4平面連桿機構(gòu)的運動分析3.瞬心的位置通過運動副直接相聯(lián)的兩構(gòu)件的瞬心2.4平RjointsPjointsHigherpairsRollRoll-slide2.4平面連桿機構(gòu)的運動分析直接相聯(lián)的兩構(gòu)件的瞬心絕對瞬心相對瞬心RjointsPjointsHigherpairsR做平面運動的三個構(gòu)件共有三個瞬心，它們位于同一條直線。三心定理2.4平面連桿機構(gòu)的運動分析做平面運動的三個構(gòu)件共有三個瞬心，它們位于同一條直線。三心定4.應(yīng)用2.4平面連桿機構(gòu)的運動分析分析：構(gòu)件4與構(gòu)件2之角速比，C點的速度4.應(yīng)用2.4平面連桿機構(gòu)的運動分析分析：構(gòu)件4與構(gòu)件2B2.4平面連桿機構(gòu)的運動分析2.4.2桿組法B2.4平面連桿機構(gòu)的運動分析2.4.2桿組法2.4平面連桿機構(gòu)的運動分析2.4平面連桿機構(gòu)的運動分析計算流程圖計算流程圖運動學和動力學分析軟件ADAMS2.4平面連桿機構(gòu)的運動分析運動學和動力學分析軟件ADAMS2.4平面連桿機構(gòu)的運動2.5

平面連桿機構(gòu)的設(shè)計2.5.1平面連桿機構(gòu)設(shè)計的基本問題2.5.2平面連桿機構(gòu)設(shè)計2.5平面連桿機構(gòu)的設(shè)計2.5.1平面連桿機構(gòu)設(shè)計的基2.5.1

平面連桿機構(gòu)設(shè)計的基本問題問題一：實現(xiàn)剛體給定位置的設(shè)計即引導(dǎo)一個剛體實現(xiàn)一系列給定位置砂箱造型翻轉(zhuǎn)機構(gòu)通常稱為剛體導(dǎo)引機構(gòu)的設(shè)計2.5.1平面連桿機構(gòu)設(shè)計的基本問題問題一：實現(xiàn)剛體給定問題二：實現(xiàn)預(yù)定運動規(guī)律的設(shè)計主、從動連架桿運動規(guī)律具有給定的函數(shù)關(guān)系2.5平面連桿機構(gòu)的設(shè)計通常稱為函數(shù)生成機構(gòu)的設(shè)計問題二：實現(xiàn)預(yù)定運動規(guī)律的設(shè)計2.5平面連桿機構(gòu)的設(shè)計通問題三：實現(xiàn)預(yù)定軌跡的設(shè)計機構(gòu)中某點可以實現(xiàn)預(yù)期的運動軌跡

通常稱為軌跡生成機構(gòu)的設(shè)計2.5平面連桿機構(gòu)的設(shè)計問題三：實現(xiàn)預(yù)定軌跡的設(shè)計2.5平面連桿機構(gòu)的設(shè)計

圖解法解析法實驗法平面連桿機構(gòu)設(shè)計方法：2.5平面連桿機構(gòu)的設(shè)計圖解法平面連桿機構(gòu)設(shè)計方法：2.5平面連桿機構(gòu)的設(shè)計2.5.2

剛體導(dǎo)引機構(gòu)的設(shè)計要求：設(shè)計四桿機構(gòu)，使得連桿通過I、II、III三個位置2.5平面連桿機構(gòu)的設(shè)計2.5.2剛體導(dǎo)引機構(gòu)的設(shè)計要求：設(shè)計四桿機構(gòu)，使得連桿2.5平面連桿機構(gòu)的設(shè)計2.5平面連桿機構(gòu)的設(shè)計第1步：選定B、C點位置第2步：找A、D點位置剛體導(dǎo)引機構(gòu)的設(shè)計

第3步：聯(lián)接A、B1、C1、D，獲得四桿機構(gòu)三點唯一確定一個圓，B、C確定后，A、D是確定的；B、C的位置可以根據(jù)實際情況確定，滿足設(shè)計要求的四桿機構(gòu)有無窮多個。2.5平面連桿機構(gòu)的設(shè)計第1步：選定B、C點位置第2步：找A、D點位剛體導(dǎo)引機構(gòu)的設(shè)計2.5平面連桿機構(gòu)的設(shè)計剛體導(dǎo)引機構(gòu)的設(shè)計2.5平面連桿機構(gòu)的設(shè)計確定固定鉸鏈點。通過3個位置時，解唯一嗎？機構(gòu)不唯一，不同機構(gòu)的差別在什么？工程實際中的那些問題可以歸納為這個命題？剛體導(dǎo)引機構(gòu)的設(shè)計關(guān)鍵：2.5平面連桿機構(gòu)的設(shè)計確定固定鉸鏈點。剛體導(dǎo)引機構(gòu)的設(shè)計關(guān)鍵：2.5平面連桿機機械原理課件22.5.3

函數(shù)生成機構(gòu)的設(shè)計

已知固定鉸鏈點A、D，設(shè)計四桿機構(gòu)，使得兩個連架桿可以實現(xiàn)三組對應(yīng)關(guān)系函數(shù)生成機構(gòu)剛體導(dǎo)引機構(gòu)？2.5平面連桿機構(gòu)的設(shè)計2.5.3函數(shù)生成機構(gòu)的設(shè)計已知固定鉸鏈點A、d2.5平面連桿機構(gòu)的設(shè)計d2.5平面連桿機構(gòu)的設(shè)計剛化反轉(zhuǎn)法

以CD桿為機架時看到的四桿機構(gòu)ABCD的位置相當于把以AD為機架時觀察到的ABCD的位置剛化，以D軸為中心轉(zhuǎn)過得到的。低副可逆性；機構(gòu)在某一瞬時，各構(gòu)件相對位置固定不變，相當于一個剛體，其形狀不會隨著參考坐標系不同而改變。2.5平面連桿機構(gòu)的設(shè)計剛化反轉(zhuǎn)法以CD桿為機架時看到的四桿機構(gòu)ABCD的2.5.3

函數(shù)生成機構(gòu)的設(shè)計

已知固定鉸鏈點A、D，設(shè)計四桿機構(gòu)，使得兩個連架桿可以實現(xiàn)三組對應(yīng)關(guān)系2.5平面連桿機構(gòu)的設(shè)計2.5.3函數(shù)生成機構(gòu)的設(shè)計已知固定鉸鏈點A、問題：已知A、D；先選定一個鉸鏈點B，求C點的設(shè)計方法：找到站在桿CD上的人看到的B1’、B2

’

、B3’的位置，連接B1’、B2

’

、B3’

的中垂線的交點是鉸鏈點C。2.5.3函數(shù)生成機構(gòu)的設(shè)計本章難點問題：已知A、D；先選定一個鉸鏈點B，求C點的設(shè)計2.5.3函數(shù)生成機構(gòu)的設(shè)計第1步：選鉸鏈點B，以I位置為參考位，DF1為機架第2步：用剛化反轉(zhuǎn)法求出B2、B3的轉(zhuǎn)位點第3步：做中垂線，找C1點第4步：聯(lián)接AB1C1D2.5平面連桿機構(gòu)的設(shè)計函數(shù)生成機構(gòu)的設(shè)計第1步：選鉸鏈點B，以I位置為參考2.5.3函數(shù)生成機構(gòu)的設(shè)計2.5平面連桿機構(gòu)的設(shè)計2.5.3函數(shù)生成機構(gòu)的設(shè)計2.5平面連桿機構(gòu)的設(shè)計2.5平面連桿機構(gòu)的設(shè)計2.5平面連桿機構(gòu)的設(shè)計函數(shù)生成機構(gòu)設(shè)計——解析法2.5平面連桿機構(gòu)的設(shè)計函數(shù)生成機構(gòu)設(shè)計——解析法2.5平面連桿機構(gòu)的設(shè)計機械原理課件2機械原理課件22.5.4

急回機構(gòu)的設(shè)計

已知行程速比系數(shù)K，以及從動件兩個極限位置，設(shè)計四桿機構(gòu)2.5平面連桿機構(gòu)的設(shè)計2.5.4急回機構(gòu)的設(shè)計已知行程速比系數(shù)K，2.5平面連桿機構(gòu)的設(shè)計2.5平面連桿機構(gòu)的設(shè)計急回機構(gòu)的設(shè)計思考：A點可以在FG弧上選取嗎？第1步：確定D、C1、C2點，計算q第2步：找A點第3步：找B點2.5平面連桿機構(gòu)的設(shè)計急回機構(gòu)的設(shè)計思考：A點可以在FG弧上選取嗎？第1步：確2.5平面連桿機構(gòu)的設(shè)計2.5平面連桿機構(gòu)的設(shè)計2.5平面連桿機構(gòu)的設(shè)計2.5平面連桿機構(gòu)的設(shè)計急回機構(gòu)的設(shè)計小結(jié)

已知急回特性系數(shù)K及從動件的極限位置,求桿長及鉸鏈點A的位置確定θ,先找到P點(根據(jù)900-θ),再定A點設(shè)計方法適用所有有急回特性的機構(gòu)思考:擺動導(dǎo)桿機構(gòu)如已知K,如何設(shè)計?急回機構(gòu)的設(shè)計小結(jié)

已知急回特性系數(shù)K及從動件的極限位置,求2.5.5

軌跡生成機構(gòu)的設(shè)計

設(shè)計一個四桿機構(gòu)，使得機構(gòu)上M點實現(xiàn)給定軌跡2.5平面連桿機構(gòu)的設(shè)計2.5.5軌跡生成機構(gòu)的設(shè)計設(shè)計一個四桿機構(gòu)，軌跡生成機構(gòu)的設(shè)計——解析法M（x，y）a,b,c,d,e,fg,h,j02.5平面連桿機構(gòu)的設(shè)計軌跡生成機構(gòu)的設(shè)計——解析法M（x，y）a,b,c,連桿機構(gòu)因低副的約束多、自由度少,設(shè)計靈活度受到限制減少約束增加自由度

2.5平面連桿機構(gòu)的設(shè)計連桿機構(gòu)減少約束增加自由度2.5減少約束開式鏈機構(gòu)減少約束開式鏈機構(gòu)軌跡生成機構(gòu)的設(shè)計——實驗法2.5平面連桿機構(gòu)的設(shè)計ABCD減少約束軌跡生成機構(gòu)的設(shè)計——實驗法2.5平面連桿機構(gòu)的設(shè)計增加自由度原動件增加五桿機構(gòu)組和機構(gòu)增加自由度原動件增加五桿機構(gòu)組和機構(gòu)平面連桿機構(gòu)設(shè)計小結(jié)一、剛體導(dǎo)引機構(gòu)設(shè)計：實現(xiàn)連桿幾個預(yù)定位置二、函數(shù)生成機構(gòu)設(shè)計：實現(xiàn)連架桿對應(yīng)運動規(guī)律作圖法：剛化反轉(zhuǎn)法解析法：可以精確實現(xiàn)5組對應(yīng)關(guān)系三、急回機構(gòu)設(shè)計：實現(xiàn)具有急回特性的四桿機構(gòu)問題關(guān)鍵：A點的確定方法四、軌跡生成機構(gòu)設(shè)計：實現(xiàn)預(yù)期軌跡解析法：9個精確點位置實驗法：增加自由度或者減少約束，增加設(shè)計靈活度平面連桿機構(gòu)設(shè)計小結(jié)一、剛體導(dǎo)引機構(gòu)設(shè)計：實現(xiàn)連桿幾個預(yù)定位難點：如何將工程實際問題歸結(jié)為設(shè)計命題設(shè)計結(jié)果分析重點：掌握各種設(shè)計思路：反推；轉(zhuǎn)化尋找問題的本質(zhì)原因，善于總結(jié)，舉一反三基本點：連桿機構(gòu)中構(gòu)件并非一條線，而是代表一個面剛化反轉(zhuǎn)法一定要理解，熟練使用平面連桿機構(gòu)設(shè)計小結(jié)難點：重點：基本點：平面連桿機構(gòu)設(shè)計小結(jié)本章重點小結(jié)一、平面四桿機構(gòu)的基本形式和演化手段

曲柄搖桿（雙曲柄、曲柄滑塊、雙搖桿擺動搖桿）機構(gòu)二、平面四桿機構(gòu)的運動和動力特性

整轉(zhuǎn)副存在條件、急回特性、壓力角（死點）三、平面四桿機構(gòu)的設(shè)計四、學習分析問題和解決問題的方法

復(fù)雜問題簡單問題

計算機可以處理的問題

新問題已有知識

假設(shè)的解決方案本章重點小結(jié)一、平面四桿機構(gòu)的基本形式和演化手段曲柄搖桿第2章連桿機構(gòu)

若干剛性構(gòu)件通過低副聯(lián)接而成的機構(gòu)，稱為連桿機構(gòu)。第2章連桿機構(gòu)若干剛性構(gòu)件通過低副第2章連桿機構(gòu)2.1平面連桿機構(gòu)的類型2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性2.3平面連桿機構(gòu)的特點及功能2.4平面連桿機構(gòu)的運動分析2.5平面連桿機構(gòu)的設(shè)計2.6空間連桿機構(gòu)簡介第2章連桿機構(gòu)2.1平面連桿機構(gòu)的類型2.1平面連桿機構(gòu)的類型2.1.1平面四桿機構(gòu)的基本形式2.1.2平面四桿機構(gòu)的演化2.1平面連桿機構(gòu)的類型2.1.1平面四桿機構(gòu)的基本2.1.1平面四桿機構(gòu)的基本形式鉸鏈四桿機構(gòu)的組成機架：AD連架桿：AB、CD連桿：BC整轉(zhuǎn)副：A、B擺動副：C、D：鉸鏈四桿機構(gòu)ABCD連架桿：曲柄、搖桿2.1平面連桿機構(gòu)的類型----基本形式2.1.1平面四桿機構(gòu)的基本形式鉸鏈四桿機構(gòu)的組成整轉(zhuǎn)副

根據(jù)連架桿的運動形式分：曲柄搖桿機構(gòu)雙曲柄機構(gòu)雙搖桿機構(gòu)2.1平面連桿機構(gòu)的類型----基本形式根據(jù)連架桿的運動形式分：2.1平面連桿機構(gòu)的類型-1曲柄搖桿機構(gòu)曲柄：AB（連架桿作整周轉(zhuǎn)動）搖桿：CD（連架桿不作整周轉(zhuǎn)動）ABCD2.1平面連桿機構(gòu)的類型----基本形式1曲柄搖桿機構(gòu)曲柄：AB（連架桿作整周轉(zhuǎn)動）ABCD2雙曲柄機構(gòu)BC：曲柄AD：曲柄平行四桿機構(gòu)2.1平面連桿機構(gòu)的類型----基本形式2雙曲柄機構(gòu)BC：曲柄平行四桿機構(gòu)2.1平面連桿機構(gòu)3雙搖桿機構(gòu)BC：搖桿AD：搖桿CABDABCD2.1平面連桿機構(gòu)的類型----基本形式3雙搖桿機構(gòu)BC：搖桿CABDABCD2.1平面連桿曲柄搖桿機構(gòu)雙曲柄機構(gòu)雙搖桿機構(gòu)平面連桿機構(gòu)鉸鏈四桿機構(gòu)四桿機構(gòu)2.1平面連桿機構(gòu)的類型----基本形式曲柄搖桿機構(gòu)平面連桿機構(gòu)鉸鏈四桿機構(gòu)四桿機構(gòu)2.1平面連偏置曲柄滑塊機構(gòu)2.1平面連桿機構(gòu)的類型----演化方式2.1.2平面四桿機構(gòu)的演化轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)化為移動副偏置曲柄滑塊機構(gòu)2.1平面連桿機構(gòu)的類型----演化方式轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)化為移動副2.1.2平面四桿機構(gòu)的演化2.1平面連桿機構(gòu)的類型----演化方式對心曲柄滑塊機構(gòu)偏置曲柄滑塊機構(gòu)轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)化為移動副2.1.2平面四桿機構(gòu)的演化2.12.1.2平面四桿機構(gòu)的演化取不同構(gòu)件作機架

低副運動可逆性以低副相連接的兩構(gòu)件之間的相對運動關(guān)系不會因取其中哪一件為機架而改變。2.1平面連桿機構(gòu)的類型----演化方式2.1.2平面四桿機構(gòu)的演化低副運動可逆性2.1ABCD曲柄搖桿機構(gòu)ACDB雙曲柄機構(gòu)CABD雙搖桿機構(gòu)ABCD曲柄搖桿機構(gòu)ABCD2.1平面連桿機構(gòu)的類型----演化方式ABCD曲柄搖桿機構(gòu)ACDB雙曲柄機構(gòu)CABD雙搖桿機構(gòu)AB轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)化為移動副取不同構(gòu)件作機架2.1.2平面四桿機構(gòu)的演化2.1平面連桿機構(gòu)的類型----演化方式轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)化為移動副2.1.2平面四桿機構(gòu)的演化2.1曲柄搖塊機構(gòu)對心曲柄滑塊機構(gòu)擺動導(dǎo)桿機構(gòu)2.1平面連桿機構(gòu)的類型----演化方式曲柄搖塊機構(gòu)對心曲柄滑塊機構(gòu)擺動導(dǎo)桿機構(gòu)2.1平面連桿機轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)化為移動副取不同構(gòu)件作機架變換構(gòu)件的形態(tài)2.1.2平面四桿機構(gòu)的演化2.1平面連桿機構(gòu)的類型----演化方式轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)化為移動副2.1.2平面四桿機構(gòu)的演化2.1曲柄搖塊機構(gòu)123擺動導(dǎo)桿機構(gòu)1232.1平面連桿機構(gòu)的類型----演化方式曲柄搖塊機構(gòu)123擺動導(dǎo)桿機構(gòu)1232.1平面連桿機構(gòu)的

擴大運動副尺寸對心曲柄滑塊機構(gòu)2.1平面連桿機構(gòu)的類型----演化方式擴大運動副尺寸對心曲柄滑塊機構(gòu)2.1平面連桿機構(gòu)的類轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)化為移動副取不同構(gòu)件作機架變換構(gòu)件的形態(tài)擴大運動副尺寸2.1.2平面四桿機構(gòu)的演化轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)化為移動副2.1.2平面四桿機構(gòu)的演化2.2.1運動特性轉(zhuǎn)動副為整轉(zhuǎn)副的條件急回運動特性運動的連續(xù)性2.2.2傳力特性壓力角、傳動角死點位置2.2

平面連桿機構(gòu)的工作特性2.2.1運動特性2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性2.2.1運動特性

具有整轉(zhuǎn)副的條件:2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性2.2.1運動特性具有整轉(zhuǎn)副的條件:2.2平面連AB整周轉(zhuǎn)動B1C1D和B2C2D成立2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性AB整周轉(zhuǎn)動B1C1D和B2C2D成立2.2平面連桿整轉(zhuǎn)副存在條件：四桿長度滿足桿長條件：最短桿與最長桿長度之和小于或等于

其他兩桿之和。整轉(zhuǎn)副連接的兩構(gòu)件中必有一個最短桿。滿足桿長條件時，最短桿兩端分別是兩個整轉(zhuǎn)副。若以最短桿或其相鄰桿作機架，機構(gòu)都存在曲柄。不滿足桿長條件則沒有整轉(zhuǎn)副，總為雙搖桿機構(gòu)。2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性整轉(zhuǎn)副存在條件：四桿長度滿足桿長條件：最短桿與最長桿長度之和以最短桿AB為機架ACDB雙曲柄機構(gòu)2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性以最短桿AB為機架ACDB雙曲柄機構(gòu)2.2平面連桿機構(gòu)的以最短桿AB相鄰構(gòu)件為機架曲柄搖桿機構(gòu)ABCD2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性AD為機架ABCD曲柄搖桿機構(gòu)BC為機架以最短桿AB相鄰構(gòu)件為機架曲柄搖桿機構(gòu)ABCD2.2平面以最短桿AB對面構(gòu)件CD為機架雙搖桿機構(gòu)CABD2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性以最短桿AB對面構(gòu)件CD為機架雙搖桿機構(gòu)CABD2.2平桿長條件不成立時雙搖桿機構(gòu)以上結(jié)論為Grashoff定理ABCD2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性桿長條件不成立時雙搖桿機構(gòu)以上結(jié)論為Grashoff定理Aa+e<b2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性思考：曲柄滑塊機構(gòu)及導(dǎo)桿機構(gòu)具有整轉(zhuǎn)副的條件？偏置曲柄滑塊機構(gòu)擺動導(dǎo)桿機構(gòu)123a+e<b2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性思考：曲柄

急回運動：從動件搖桿往復(fù)擺動的平均速度不等。

通常：快速返回，慢速工作，故稱急回2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性急回運動的相對程度用行程速度變化系數(shù)K衡量急回運動：從動件搖桿往復(fù)擺動的平均速度不等。2.2

極位夾角q（銳角）

行程速度變化系數(shù)K2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性極位夾角q（銳角）行程速度變化系數(shù)K2.2平面連偏置曲柄滑塊機構(gòu)2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性分析：偏置曲柄滑塊機構(gòu)是否有急回運動特性？思考：對心曲柄滑塊機構(gòu)是否有急回運動特性？偏置曲柄滑塊機構(gòu)2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性分析：偏置曲對心曲柄滑塊機構(gòu)2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性對心曲柄滑塊機構(gòu)2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性關(guān)鍵：找從動件極限位置和對應(yīng)的原動件的極位夾角2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性關(guān)鍵：找從動件極限位置和2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性思考：從動件極限位置？對應(yīng)的原動件的極位夾角？結(jié)論？2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性思考：從動件極限位置？結(jié)論？

運動連續(xù)性

運動連續(xù)性：表示主動件連續(xù)運動時，從動件也能連

續(xù)占據(jù)各個預(yù)期的位置。

從動件只能在某一可行域內(nèi)運動，而不能相互跨越。2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性運動連續(xù)性運動連續(xù)性：表示主動件連續(xù)運動時，從動件也能2.2.1運動特性總結(jié)轉(zhuǎn)動副為整轉(zhuǎn)副的條件急回運動特性運動的連續(xù)性2.2.1運動特性總結(jié)轉(zhuǎn)動副為整轉(zhuǎn)副的條件2.2.2傳力特性壓力角a

：從動件受力方向和運動方向所夾的銳角傳動角g：壓力角的余角2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性2.2.2傳力特性壓力角a：從動件受力方向和運動方向2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性死點位置：傳動角為零。有效分力等于零g=0a=90°2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性死點位置：傳動角為零。有效分力等于零g=0有死點嗎？如果有，何時發(fā)生？如何避免死點的出現(xiàn)？2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性有死點嗎？如果有，何時發(fā)生？如何避免死點的出現(xiàn)？2.2平

避免死點

1.利用構(gòu)件慣性力2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性避免死點2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性

避免死點2.多套機構(gòu)交錯排列2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性避免死點2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性多套機構(gòu)交錯排列2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性多套機構(gòu)交錯排列2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性

死點的利用

1.夾緊裝置2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性死點的利用2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性2.飛機起落架2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性2.飛機起落架2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性3.電氣開關(guān)分合閘機構(gòu)合閘時機構(gòu)處于死點位置,.分閘時控制桿推動AB分閘2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性3.電氣開關(guān)分合閘機構(gòu)合閘時機構(gòu)處于死點位置,.分閘時控制桿

機械增益機械獲得的輸出力矩大于輸入力矩實例:肘形機構(gòu)用于行程不大但壓力要求大的沖壓、剪切機構(gòu)2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性機械增益機械獲得的輸出力矩大于輸入力矩用于行程不1、傳動角和壓力角2、死點、如何利用和避免死點傳力特性總結(jié)分析死點位置時,首先要搞清楚哪個是主動件2.2平面連桿機構(gòu)的工作特性F=0

死點自鎖1、傳動角和壓力角傳力特性總結(jié)分析死點位置時,首先要搞清2.3

平面連桿機構(gòu)的特點及功能

運動副形狀簡單、易制造面接觸，可以承受沖擊力

構(gòu)件運動形式多樣慣性力不易平衡運動傳遞的累積誤差較大

實現(xiàn)多種運動軌跡特點：2.3平面連桿機構(gòu)的特點及功能運動副形狀簡單、易制造第2章連桿機構(gòu)平面連桿機構(gòu)的功用實現(xiàn)有軌跡、位置或運動規(guī)律要求的運動實現(xiàn)從動件運動形式及運動特性的改變實現(xiàn)較遠距離的傳動調(diào)解、擴大從動件行程獲得較大的機械增益第2章連桿機構(gòu)平面連桿機構(gòu)的功用實現(xiàn)有軌跡、位2.4

平面連桿機構(gòu)的運動分析（介紹）運動分析內(nèi)容：位移、速度、加速度分析方法：圖解法解析法

瞬心法相對運動圖解法（矢量合成法）

桿組法2.4平面連桿機構(gòu)的運動分析（介紹）運動分析內(nèi)容：位移、速度瞬心（復(fù)習）機構(gòu)瞬心的數(shù)目瞬心的位置應(yīng)用2.4.1瞬心法及其應(yīng)用2.4平面連桿機構(gòu)的運動分析速度瞬心（復(fù)習）2.4.1瞬心法及其應(yīng)用2.4平面連桿3.瞬心的位置通過運動副直接相聯(lián)的兩構(gòu)件的瞬心三心定理2.4平面連桿機構(gòu)的運動分析3.瞬心的位置通過運動副直接相聯(lián)的兩構(gòu)件的瞬心2.4平RjointsPjointsHigherpairsRollRoll-slide2.4平面連桿機構(gòu)的運動分析直接相聯(lián)的兩構(gòu)件的瞬心絕對瞬心相對瞬心RjointsPjointsHigherpairsR做平面運動的三個構(gòu)件共有三個瞬心，它們位于同一條直線。三心定理2.4平面連桿機構(gòu)的運動分析做平面運動的三個構(gòu)件共有三個瞬心，它們位于同一條直線。三心定4.應(yīng)用2.4平面連桿機構(gòu)的運動分析分析：構(gòu)件4與構(gòu)件2之角速比，C點的速度4.應(yīng)用2.4平面連桿機構(gòu)的運動分析分析：構(gòu)件4與構(gòu)件2B2.4平面連桿機構(gòu)的運動分析2.4.2桿組法B2.4平面連桿機構(gòu)的運動分析2.4.2桿組法2.4平面連桿機構(gòu)的運動分析2.4平面連桿機構(gòu)的運動分析計算流程圖計算流程圖運動學和動力學分析軟件ADAMS2.4平面連桿機構(gòu)的運動分析運動學和動力學分析軟件ADAMS2.4平面連桿機構(gòu)的運動2.5

平面連桿機構(gòu)的設(shè)計2.5.1平面連桿機構(gòu)設(shè)計的基本問題2.5.2平面連桿機構(gòu)設(shè)計2.5平面連桿機構(gòu)的設(shè)計2.5.1平面連桿機構(gòu)設(shè)計的基2.5.1

平面連桿機構(gòu)設(shè)計的基本問題問題一：實現(xiàn)剛體給定位置的設(shè)計即引導(dǎo)一個剛體實現(xiàn)一系列給定位置砂箱造型翻轉(zhuǎn)機構(gòu)通常稱為剛體導(dǎo)引機構(gòu)的設(shè)計2.5.1平面連桿機構(gòu)設(shè)計的基本問題問題一：實現(xiàn)剛體給定問題二：實現(xiàn)預(yù)定運動規(guī)律的設(shè)計主、從動連架桿運動規(guī)律具有給定的函數(shù)關(guān)系2.5平面連桿機構(gòu)的設(shè)計通常稱為函數(shù)生成機構(gòu)的設(shè)計問題二：實現(xiàn)預(yù)定運動規(guī)律的設(shè)計2.5平面連桿機構(gòu)的設(shè)計通問題三：實現(xiàn)預(yù)定軌跡的設(shè)計機構(gòu)中某點可以實現(xiàn)預(yù)期的運動軌跡

通常稱為軌跡生成機構(gòu)的設(shè)計2.5平面連桿機構(gòu)的設(shè)計問題三：實現(xiàn)預(yù)定軌跡的設(shè)計2.5平面連桿機構(gòu)的設(shè)計

圖解法解析法實驗法平面連桿機構(gòu)設(shè)計方法：2.5平面連桿機構(gòu)的設(shè)計圖解法平面連桿機構(gòu)設(shè)計方法：2.5平面連桿機構(gòu)的設(shè)計2.5.2

剛體導(dǎo)引機構(gòu)的設(shè)計要求：設(shè)計四桿機構(gòu)，使得連桿通過I、II、III三個位置2.5平面連桿機構(gòu)的設(shè)計2.5.2剛體導(dǎo)引機構(gòu)的設(shè)計要求：設(shè)計四桿機構(gòu)，使得連桿2.5平面連桿機構(gòu)的設(shè)計2.5平面連桿機構(gòu)的設(shè)計第1步：選定B、C點位置第2步：找A、D點位置剛體導(dǎo)引機構(gòu)的設(shè)計

第3步：聯(lián)接A、B1、C1、D，獲得四桿機構(gòu)三點唯一確定一個圓，B、C確定后，A、D是確定的；B、C的位置可以根據(jù)實際情況確定，滿足設(shè)計要求的四桿機構(gòu)有無窮多個。2.5平面連桿機構(gòu)的設(shè)計第1步：選定B、C點位置第2步：找A、D點位剛體導(dǎo)引機構(gòu)的設(shè)計2.5平面連桿機構(gòu)的設(shè)計剛體導(dǎo)引機構(gòu)的設(shè)計2.5平面連桿機構(gòu)的設(shè)計確定固定鉸鏈點。通過3個位置時，解唯一嗎？機構(gòu)不唯一，不同機構(gòu)的差別在什么？工程實際中的那些問題可以歸納為這個命題？剛體導(dǎo)引機構(gòu)的設(shè)計關(guān)鍵：2.5平面連桿機構(gòu)的設(shè)計確定固定鉸鏈點。剛體導(dǎo)引機構(gòu)的設(shè)計關(guān)鍵：2.5平面連桿機機械原理課件22.5.3

函數(shù)生成機構(gòu)的設(shè)計

已知固定鉸鏈點A、D，設(shè)計四桿機構(gòu)，使得兩個連架桿可以實現(xiàn)三組對應(yīng)關(guān)系函數(shù)生成機構(gòu)剛體導(dǎo)引機構(gòu)？2.5平面連桿機構(gòu)的設(shè)計2.5.3函數(shù)生成機構(gòu)的設(shè)計已知固定鉸鏈點A、d2.5平面連桿機構(gòu)的設(shè)計d2.5平面連桿機構(gòu)的設(shè)計剛化反轉(zhuǎn)法

以CD桿為機架時看到的四桿機構(gòu)ABCD的位置相當于把以AD為機架時觀察到的ABCD的位置剛化，以D軸為中心轉(zhuǎn)過得到的。低副可逆性；機構(gòu)在某一瞬時，各構(gòu)件相對位置固定不變，相當于一個剛體，其形狀不會隨著參考坐標系不同而改變。2.5平面連桿機構(gòu)的設(shè)計剛化反轉(zhuǎn)法以CD桿為機架時看到的四桿機構(gòu)ABCD的2.5.3

函數(shù)生成機構(gòu)的設(shè)計

已知固定鉸鏈點A、D，設(shè)計四桿機構(gòu)，使得兩個連架桿可以實現(xiàn)三組對應(yīng)關(guān)系2.5平面連桿機構(gòu)的設(shè)計2.5.3函數(shù)生成機構(gòu)的設(shè)計已知固定鉸鏈點A、問題：已知A、D；先選定一個鉸鏈點B，求C點的設(shè)計方法：找到站在桿CD上的人看到的B1’、B2

’

、B3’的位置，連接B1’、B2

’

、B3’

的中垂線的交點是鉸鏈點C。2.5.3函數(shù)生成機構(gòu)的設(shè)計本章難點問題：已知A、D；先選定一個鉸鏈點B，求C點的設(shè)計2.5.3函數(shù)生成機構(gòu)的設(shè)計第1步：選鉸鏈點B，以I位置為參考位，