第04章平面連桿機(jī)構(gòu)-

第4章平面連桿機(jī)構(gòu)4.1平面連桿機(jī)構(gòu)的特點及應(yīng)用連桿機(jī)構(gòu)：由若干個構(gòu)件通過低副連接而組成，又稱為低副機(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)運動的連桿機(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)運動的連桿機(jī)構(gòu)。4.1平面連桿機(jī)構(gòu)的特點及應(yīng)用全部運動副為轉(zhuǎn)動副的四桿機(jī)構(gòu)稱為鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)根據(jù)連架桿的運動形式不同分為：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)ABCD曲柄——作整周運動的構(gòu)件；搖桿——作擺動的構(gòu)件。桿機(jī)構(gòu)裝配4.2平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及其演化4.2.1平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型曲柄搖桿機(jī)構(gòu)：指兩連架桿一為曲柄，一為搖桿的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。雷達(dá)天線的俯仰機(jī)構(gòu)4.2平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及其演化4.2.1平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型曲柄搖桿機(jī)構(gòu)：指兩連架桿一為曲柄，一為搖桿的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。牛頭刨床橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)4.2平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及其演化4.2.1平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型曲柄搖桿機(jī)構(gòu)：指兩連架桿一為曲柄，一為搖桿的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。4.2平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及其演化4.2.1平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型雙曲柄機(jī)構(gòu)：指兩個連架桿都是曲柄的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。若機(jī)構(gòu)中相對兩桿平行且相等，則稱為平面四邊形機(jī)構(gòu)。機(jī)車車輪聯(lián)動機(jī)構(gòu)4.2平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及其演化4.2.1平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型雙曲柄機(jī)構(gòu)：指兩個連架桿都是曲柄的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。若機(jī)構(gòu)中相對兩桿平行且相等，則稱為平面四邊形機(jī)構(gòu)。4.2平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及其演化4.2.1平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型雙曲柄機(jī)構(gòu)：指兩個連架桿都是曲柄的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。若機(jī)構(gòu)中相對兩桿平行且相等，則稱為平面四邊形機(jī)構(gòu)。4.2平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及其演化4.2.1平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型雙曲柄機(jī)構(gòu)：指兩個連架桿都是曲柄的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。若機(jī)構(gòu)中相對兩桿平行且相等，則稱為平面四邊形機(jī)構(gòu)。4.2平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及其演化4.2.1平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型雙搖桿機(jī)構(gòu)：指兩個連架桿都是搖桿的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。汽車前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)飛機(jī)起落架收放機(jī)構(gòu)4.2平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及其演化4.2.2平面四桿機(jī)構(gòu)的演化1、轉(zhuǎn)動副變移動副

曲柄搖桿機(jī)構(gòu)→曲柄滑塊機(jī)構(gòu)對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)4.2平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及其演化4.2.2平面四桿機(jī)構(gòu)的演化1、轉(zhuǎn)動副變移動副

選用不同構(gòu)件為機(jī)架4.2平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及其演化4.2.2平面四桿機(jī)構(gòu)的演化1、轉(zhuǎn)動副變移動副

選用不同構(gòu)件為機(jī)架——（1）曲柄轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)4.2平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及其演化4.2.2平面四桿機(jī)構(gòu)的演化1、轉(zhuǎn)動副變移動副

選用不同構(gòu)件為機(jī)架——（2）曲柄擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)曲柄擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)（牛頭刨）4.2平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及其演化4.2.2平面四桿機(jī)構(gòu)的演化1、轉(zhuǎn)動副變移動副

選用不同構(gòu)件為機(jī)架——（3）擺動滑塊機(jī)構(gòu)貨車卸料機(jī)構(gòu)4.2平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及其演化4.2.2平面四桿機(jī)構(gòu)的演化1、轉(zhuǎn)動副變移動副

選用不同構(gòu)件為機(jī)架——（4）移動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)抽水唧筒4.2平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及其演化4.2.2平面四桿機(jī)構(gòu)的演化2、兩個移動副的四桿機(jī)構(gòu)（1）正切機(jī)構(gòu)4.2平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及其演化4.2.2平面四桿機(jī)構(gòu)的演化2、兩個移動副的四桿機(jī)構(gòu)（2）正弦機(jī)構(gòu)4.2平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及其演化4.2.2平面四桿機(jī)構(gòu)的演化2、兩個移動副的四桿機(jī)構(gòu)（3）兩個移動副相鄰，且均不與機(jī)架相關(guān)聯(lián)4.2平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及其演化4.2.2平面四桿機(jī)構(gòu)的演化2、兩個移動副的四桿機(jī)構(gòu)（4）兩個移動副都與機(jī)架相關(guān)聯(lián)橢圓儀4.2平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及其演化4.2.2平面四桿機(jī)構(gòu)的演化3、擴(kuò)大移動副的尺寸曲柄搖桿機(jī)構(gòu)偏心盤機(jī)構(gòu)4.3平面四桿機(jī)構(gòu)的工作特性4.3.1鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)有整轉(zhuǎn)副的條件平面連桿機(jī)構(gòu)具有傳遞和變換運動，實現(xiàn)力的傳遞和變換功能，前者稱為平面連桿機(jī)構(gòu)的運動特性，后者稱為平面連桿機(jī)構(gòu)的傳力特性。4.3平面四桿機(jī)構(gòu)的工作特性4.3.1鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)有整轉(zhuǎn)副的條件在ΔAC’D中，根據(jù)三角形任意兩邊之和必大于第三邊，可得：在ΔAC’’D中，根據(jù)三角形任意兩邊之和必大于等于第三邊，可得：以上三式兩兩相加并化簡可得：4.3平面四桿機(jī)構(gòu)的工作特性4.3.1鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)有整轉(zhuǎn)副的條件鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)曲柄存在條件：1、曲柄為最短桿；2、最短桿與最長桿長度之和小于或等于其余兩桿長度之和。4.3平面四桿機(jī)構(gòu)的工作特性4.3.1鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)有整轉(zhuǎn)副的條件

滿足上述條件時，取不同的構(gòu)件為機(jī)架時，可得三種不同性質(zhì)的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)：取最短桿的鄰桿為機(jī)架－－－曲柄搖桿機(jī)構(gòu)取最短桿的對桿為機(jī)架－－－雙搖桿機(jī)構(gòu)

取最短桿為機(jī)架－－－雙曲柄機(jī)構(gòu)

“最短構(gòu)件與最長構(gòu)件的長度之和小于或等于其余兩構(gòu)件長度之和”是必要條件，如果不滿足此條件，無論取那個構(gòu)件作為機(jī)架，都不存在曲柄。4.3平面四桿機(jī)構(gòu)的工作特性4.3.2急回運動特性在曲柄等速回轉(zhuǎn)情況下，由于φ1=180°＋θ，

φ2=180°－θ；所以t1>t2,搖桿往復(fù)擺動的平均速度為V2>V1；把搖桿的這種往復(fù)擺動快慢不同的運動稱為急回運動。急回運動的程度可以用行程速比系數(shù)K來衡量。4.3平面四桿機(jī)構(gòu)的工作特性4.3.2急回運動特性行程速比系數(shù)K結(jié)論：

當(dāng)θ≠0時，機(jī)構(gòu)具有急回運動特性，θ角愈大，K值愈大，急回運動特性愈顯著。4.3平面四桿機(jī)構(gòu)的工作特性4.3.3壓力角和傳動角壓力角：在不考慮摩擦?xí)r機(jī)構(gòu)從動件上作用的力F與該力作用點的速度方向所夾的銳角α，稱為機(jī)構(gòu)壓力角。傳動角：壓力角的余角γ稱為機(jī)構(gòu)在此位置的傳動角。常用傳動角的大小和變化來衡量機(jī)構(gòu)傳力性能的好壞。設(shè)計時通常要求γmin≥40°，對于高速和大功率的傳動機(jī)械，γmin≥50°。4.3平面四桿機(jī)構(gòu)的工作特性4.3.4死點位置死點位置指從動件的傳動角等于零時機(jī)構(gòu)所處的位置。若以搖桿為主動件，則當(dāng)連桿與曲柄共線，機(jī)構(gòu)的傳動角為零，機(jī)構(gòu)此位置就稱為死點。當(dāng)以滑塊為主動件，機(jī)構(gòu)也處于死點位置。4.3平面四桿機(jī)構(gòu)的工作特性4.3.4死點位置蒸汽機(jī)車車輪聯(lián)動機(jī)構(gòu)，由兩組曲柄滑塊機(jī)構(gòu)組成，曲柄位置錯開90度，使死點位置錯開。4.3平面四桿機(jī)構(gòu)的工作特性4.3.4死點位置利用機(jī)構(gòu)死點工作的實例4.4平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計根據(jù)機(jī)械的用途和性能要求等的不同，對連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計的要求是多種多樣的，按設(shè)計要求，一般可歸納為以下三類問題：滿足預(yù)定的運動規(guī)律要求；滿足預(yù)定的連桿位置要求；滿足預(yù)定的軌跡要求。4.4平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計按照給定的行程速度變化系數(shù)設(shè)計四桿機(jī)構(gòu)例：已知搖桿長度l3、擺角ψ和行程速度變化系數(shù)K，要求設(shè)計此曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。4.4平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計按照給定的行程速度變化系數(shù)設(shè)計四桿機(jī)構(gòu)例：已知擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)中機(jī)架的長度l4和行程速度變化系數(shù)K，要求設(shè)計此擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。4.4平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計按預(yù)定連桿位置設(shè)計四桿機(jī)構(gòu)1.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