機械設(shè)計基礎(chǔ) 課件 第二章新平面機構(gòu)-連桿機構(gòu)X1

平面連桿機構(gòu)總目錄平面四桿機構(gòu)的基本特性平面連桿機構(gòu)的設(shè)計平面連桿機構(gòu)的特點連桿機構(gòu)基本類型及其演化平面連桿機構(gòu)

將若干個構(gòu)件用低副聯(lián)接起來并作平面運動的機構(gòu)，也稱低副機構(gòu)。鉸鏈四桿機構(gòu)

夾緊機構(gòu)

縫紉機針機構(gòu)

單擊……分目錄上一張平面連桿機構(gòu)上一張分目錄1.運動副為面接觸，壓強小,承載能力大，耐沖擊。3.構(gòu)件可以很長，用于遠(yuǎn)距離的操作。5.可以實現(xiàn)運動規(guī)律和特定軌跡要求。6.運動傳遞路線較長，易產(chǎn)生累積誤差。7.慣性力難以平衡，不易于高速運動。1平面連桿機構(gòu)的特點繼續(xù)4.運動形式多樣，可用于運動轉(zhuǎn)換。2.運動副形狀簡單、便于制造。用于受力大破碎機上一張分目錄1平面連桿機構(gòu)的特點用于實現(xiàn)遠(yuǎn)距離操作及受力大

挖掘機

上一張分目錄1平面連桿機構(gòu)的特點返回單擊……1平面連桿機構(gòu)的特點返回上一張用于實現(xiàn)各種不同的運動規(guī)律要求

上一張1平面連桿機構(gòu)的特點返回實現(xiàn)給定軌跡攪拌機

分目錄上一張1平面連桿機構(gòu)的特點返回上一張分目錄鉸鏈四桿機構(gòu)

——全部運動副為轉(zhuǎn)動副的四桿機構(gòu)機架（固定件）：支承活動構(gòu)件；連架桿:與機架相聯(lián)的構(gòu)件；曲柄：整圈轉(zhuǎn)動搖桿：不能作整圈轉(zhuǎn)動連桿：不與機架相聯(lián)作平面運動的構(gòu)件2平面連桿機構(gòu)的基本類型及應(yīng)用一、基本類型四桿機構(gòu)

——由四個構(gòu)件組成的平面連桿機構(gòu)。上一張分目錄1.曲柄搖桿機構(gòu)——兩連架桿中，一個作整周轉(zhuǎn)動，一個作往復(fù)擺動2平面連桿機構(gòu)的基本類型及應(yīng)用曲柄搖桿機構(gòu)的類型及應(yīng)用顎式破碎機構(gòu)上一張分目錄2平面連桿機構(gòu)的基本類型及應(yīng)用曲柄搖桿機構(gòu)的類型及應(yīng)用雷達(dá)天線機構(gòu)攪拌機機構(gòu)上一張分目錄2平面連桿機構(gòu)的基本類型及應(yīng)用2平面連桿機構(gòu)的基本類型及應(yīng)用縫紉機的踏板機構(gòu)上一張上一張分目錄2.雙曲柄機構(gòu)——兩連架桿均能作整周轉(zhuǎn)動2平面連桿機構(gòu)的基本類型及應(yīng)用慣性篩上一張2平面連桿機構(gòu)的基本類型及應(yīng)用特例：平行雙曲柄機構(gòu)雙曲柄機構(gòu)的類型及應(yīng)用上一張分目錄2平面連桿機構(gòu)的基本類型及應(yīng)用上一張分目錄3.雙搖桿機構(gòu)——兩連架桿均不能作整周轉(zhuǎn)動2平面連桿機構(gòu)的基本類型及應(yīng)用雙搖桿機構(gòu)的類型及應(yīng)用上一張分目錄2平面連桿機構(gòu)的基本類型及應(yīng)用

分目錄上一張1、改變構(gòu)件運動尺寸在曲柄搖桿機構(gòu)中，若搖桿的桿長增大至無窮長，轉(zhuǎn)動副D滑塊移動副則搖桿——轉(zhuǎn)動副演化為移動副二、演化形式2平面連桿機構(gòu)的基本類型及應(yīng)用4ABC123ABC1234導(dǎo)桿滑塊上一張單移動副四桿機構(gòu)2平面連桿機構(gòu)的基本類型及應(yīng)用分目錄上一張2.選用不同構(gòu)件為機架1）曲柄滑塊機構(gòu)（固定導(dǎo)桿）對心式：偏置式：2平面連桿機構(gòu)的基本類型及應(yīng)用自卸貨車分目錄上一張4ABC1232）曲柄搖塊機構(gòu)（固定與滑塊相對轉(zhuǎn)動的構(gòu)件）2平面連桿機構(gòu)的基本類型及應(yīng)用擺動導(dǎo)桿機構(gòu)單擊……分目錄上一張3）導(dǎo)桿機構(gòu)(固定與滑塊不相連的構(gòu)件1)導(dǎo)桿機構(gòu)擺動導(dǎo)桿轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿4ABC123轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機構(gòu)2平面連桿機構(gòu)的基本類型及應(yīng)用分目錄上一張轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機構(gòu)的應(yīng)用2平面連桿機構(gòu)的基本類型及應(yīng)用擺動導(dǎo)桿機構(gòu)的應(yīng)用牛頭刨床結(jié)構(gòu)示意圖牛頭刨床上一張2平面連桿機構(gòu)的基本類型及應(yīng)用4）定塊機構(gòu)（固定滑塊）分目錄上一張2平面連桿機構(gòu)的基本類型及應(yīng)用分目錄上一張3、改變運動副尺寸——曲柄演化為偏心輪

當(dāng)曲柄的實際尺寸很短并傳遞較大的動力時，可將曲柄做成幾何中心與回轉(zhuǎn)中心距離等于曲柄長度的圓盤，常稱此機構(gòu)為偏心輪機構(gòu)。2平面連桿機構(gòu)的基本類型及應(yīng)用雙移動副機構(gòu)分目錄上一張2平面連桿機構(gòu)的基本類型及應(yīng)用ABC12341、正弦機構(gòu)縫紉機針機構(gòu)單擊……分目錄上一張2平面連桿機構(gòu)的基本類型及應(yīng)用2、雙滑塊機構(gòu)上一張2平面連桿機構(gòu)的基本類型及應(yīng)用橢圓儀3、雙轉(zhuǎn)塊機構(gòu)十字滑塊聯(lián)軸器上一張2平面連桿機構(gòu)的基本類型及應(yīng)用連桿機構(gòu)——基本類型及演化曲柄搖桿機構(gòu)雙曲柄機構(gòu)雙搖桿機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)曲柄擺動導(dǎo)桿機構(gòu)曲柄轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機構(gòu)曲柄搖塊機構(gòu)定塊機構(gòu)曲柄移動導(dǎo)桿機構(gòu)雙滑塊機構(gòu)雙轉(zhuǎn)塊機構(gòu)練練眼上一張OAB1234上一張cbda+￡+cadb+-￡)(badc+-￡)(一、曲柄存在的條件3平面四桿機構(gòu)的基本特性當(dāng)曲柄處在AB1時當(dāng)曲柄處在AB2時

轉(zhuǎn)動副成為整轉(zhuǎn)副的條件1）桿長條件:2）最短桿條件:組成整轉(zhuǎn)副的兩桿中必有一桿為四桿中的最短桿3平面四桿機構(gòu)的基本特性上一張存在曲柄的條件2)最短桿為連架桿或機架。1)各桿長度應(yīng)滿足桿長條件；上一張1）當(dāng)時：最短桿為連架桿——曲柄搖桿機構(gòu)鉸鏈四桿機構(gòu)類型的判斷方法：最短桿為機架——雙曲柄機構(gòu)最短桿為連桿——雙搖桿機構(gòu)2）時，機構(gòu)無曲柄，機構(gòu)為雙搖桿機構(gòu)。3平面四桿機構(gòu)的基本特性解:若機構(gòu)為雙曲柄機構(gòu)，則AD必為最短桿，由桿長條件得：AD+BC≤CD+AB所以80mm≤AB≤100mm即：80mm≤

AB≤120mm時，該鉸鏈四桿機構(gòu)為雙曲柄機構(gòu)。例：圖示鉸鏈四桿機構(gòu)，BC=100mm,CD=70mm,AD=50mm,

AD為機架，若該機構(gòu)為雙曲柄機構(gòu)，試討論AB的取值范圍上一張3平面四桿機構(gòu)的基本特性若AB桿最長，即AB

≥100mm則若BC桿最長，即AB≤100mm則AD+AB≤CD+BCAB≥

80mmAB≤

120mm所以100mm≤AB≤120mmACBD3平面四桿機構(gòu)的基本特性二.急回運動特性——原動件勻速連續(xù)回轉(zhuǎn)，從動件往復(fù)運動速度不同的性質(zhì)。上一張二.急回運動特性機構(gòu)極位——曲柄與連桿兩次共線時的位置。擺角——從動件搖桿在機構(gòu)極位時的夾角。ψ極位夾角——原動件曲柄在機構(gòu)極位時所夾的銳角。上一張3平面四桿機構(gòu)的基本特性曲柄搖桿擺角ψ,時間t1擺角ψ,時間t2上一張

∵1＞2且曲柄勻速∴t1＞t2

原動件勻速轉(zhuǎn)動時,從動件往復(fù)運動速度快慢不同的運動——急回運動特性。則：搖桿C點平均速度3平面四桿機構(gòu)的基本特性行程速比系數(shù)——從動件空回行程平均速度與工作行程平均速度的比值，用K表示：（2）當(dāng)>0，k>1，機構(gòu)有急回作用；且越大,K越大,急回特性越明顯。因此（1）當(dāng)=0，k=1，機構(gòu)無急回作用。上一張3平面四桿機構(gòu)的基本特性急回特性的分析：

（2）作圖尋找從動件的極限位置。

（1）分析原動件是否為連續(xù)運動，從動件是否為往復(fù)運動。

（3）分析機構(gòu)極位夾角θ是否大于零。

分析曲柄為原動件的擺動導(dǎo)桿機構(gòu)是否存在急回特性。3平面四桿機構(gòu)的基本特性上一張上一張3平面四桿機構(gòu)的基本特性ADB1B2三.壓力角和傳動角壓力角:

從動件Ｃ點的受力的方向與該點的速度方向所夾的銳角，稱機構(gòu)在此位置的壓力角,用表示。上一張有效分力有害分力ABCDFFnvFtF

壓力角α越小，推動機械運動的有效分力越大，故壓力角越小越好。

傳動角：壓力角的余角，用

表示。3平面四桿機構(gòu)的基本特性上一張為保證機構(gòu)傳動性能良好，設(shè)計時通常應(yīng)使：

min40°大功率機械：

min50°

min的位置如何確定γmin？曲柄與機架兩共線位置之一。一般機械：1）當(dāng)曲柄與機架重疊共線時：∠BCD最小，γmin=∠BCD2）當(dāng)曲柄與機架拉直共線時：∠BCD最大且＞90°時，γmin=180°

-∠BCD3平面四桿機構(gòu)的基本特性ACB1B2γ=90°vB上一張擺動導(dǎo)桿機構(gòu)：當(dāng)曲柄主動時，γ≡90°曲柄滑塊機構(gòu)：當(dāng)主動曲柄與滑塊導(dǎo)路垂直時，出現(xiàn)

min

（即αmax）3平面四桿機構(gòu)的基本特性BFvceABCF死點位置：從動件的傳動角=0o時,機構(gòu)所處的位置。四.死點位置上一張機構(gòu)或是頂死，而不能運動；或是出現(xiàn)運動不確定。死點位置的危害：3平面四桿機構(gòu)的基本特性上一張死點位置為AB1C1D、AB2C2D死點位置為AB1C、AB2C3平面四桿機構(gòu)的基本特性B1

θ

C2

C1

D

A

B2ψ

mnACB1B2

克服死點的措施：①利用慣性,如飛輪。②采用幾套相同的機構(gòu)錯位。上一張3平面四桿機構(gòu)的基本特性死點的應(yīng)用上一張3平面四桿機構(gòu)的基本特性

死點的應(yīng)用上一張3平面四桿機構(gòu)的基本特性

飛機起落架機構(gòu)上一張3平面四桿機構(gòu)的基本特性課堂小結(jié)1、曲柄存在的條件：上一張3、傳動角、壓力角分析四桿機構(gòu)的基本特性鉸鏈四桿機構(gòu)類型的判別方法2、急回特性：

極限位置、擺角、極位夾角、行程速比系數(shù)分清原動件、從動件作業(yè):2-42-84、死點位置設(shè)計的基本問題:

1.按給定的運動規(guī)律設(shè)計四桿機構(gòu)2.按給定的運動軌跡設(shè)計四桿機構(gòu)4平面連桿機構(gòu)的設(shè)計3.按給定的連桿位置設(shè)計四桿機構(gòu)設(shè)計任務(wù)：根據(jù)運動要求

選定機構(gòu)的型式確定構(gòu)件的尺寸參數(shù)使兩連架桿實現(xiàn)對應(yīng)位置要求；滿足K的要求使連桿上某一點實現(xiàn)預(yù)定軌跡的要求要求機構(gòu)能使連桿順序地實現(xiàn)一些給定的位置上一張設(shè)計方法：圖解法、解析法、實驗法已知：連桿的位置B1C1、B2C2、B3C3設(shè)計步驟：2）連B1B2、B2B3、C1C2、C2C3，作中垂線b12b23交于A點，C12C23交于D點。則AB1C1D即為所求四桿機構(gòu)3）求構(gòu)件的長度一、按連桿預(yù)定的位置設(shè)計四桿機構(gòu)ADB1C1B2C2B3C3b12c12b23c23

設(shè)計關(guān)鍵：定鉸鏈中心A、D。1）作連桿的位置B1C1、B2C2、B3C3上一張——圖解法4平面連桿機構(gòu)的設(shè)計lAB＝μl.

AB1；lCD=μl.

C1D；lAD＝μl.

AD上一張b題圖a為一鉸鏈四桿機構(gòu)的夾緊機構(gòu)。已知連桿長度B2C2為機構(gòu)處于死點的位置，此時原動件AB處于鉛垂位置。試設(shè)計此夾緊機構(gòu),求出各構(gòu)件長度。及它所在的兩個位置(圖b).其中B1C1處于水平位置；4平面連桿機構(gòu)的設(shè)計——圖解法aB2B1C1C2b12c12上一張DA4平面連桿機構(gòu)的設(shè)計——圖解法圖中AB2C2D即為所設(shè)計的四桿機構(gòu)，則各桿長度為：上一張二、按給定的行程速比系數(shù)Ｋ設(shè)計四桿機構(gòu)已知條件搖桿長度擺角ψ和行程速比系數(shù)Ｋ?！獔D解法1、曲柄搖桿機構(gòu)設(shè)計關(guān)鍵找鉸鏈中心A點的位置。C2C1B1B24平面連桿機構(gòu)的設(shè)計B1

θ

2.畫出搖桿CD兩極限位置，且C1DC2=ψM

N

C2

C1

D

A

B2ψ

θ

90－θ3.畫輔助圓：4.根據(jù)機架長度或位置確定A點：5.連接AC1、AC2，C1AC2=θ步驟：6.確定曲柄、連桿長度AB＝（AC2－AC1）／2BC＝（AC1＋AC2）／21、曲柄搖桿機構(gòu)上一張P4平面連桿機構(gòu)的設(shè)計——圖解法按Ｋ設(shè)計——2.曲柄滑塊機構(gòu)eθAB1B2已知：滑塊行程H、行程速比系數(shù)K、結(jié)構(gòu)形式及其偏心距eHC1C2按Ｋ設(shè)計——上一張AB＝（AC2－AC1）／2BC＝（AC1＋AC2）／202θ4平面連桿機構(gòu)的設(shè)計——圖解法3.擺動導(dǎo)桿機構(gòu)ADB1已知：機架長度及K，試設(shè)計四桿機構(gòu)（求曲柄AB的長度）2）由ψ=θ作Dm、Dn3）由確定鉸鏈A4）作AB1Dm（或AB2Dn）則可得曲柄長度AB=AB1按Ｋ設(shè)計——上一張B2mnψ4平面連桿機構(gòu)的設(shè)計——圖解法圖解法思路：

1.將已知的幾何條件盡可能畫出；2.將運動條件轉(zhuǎn)化為幾何條件；3.利用幾何關(guān)系尋找問題的關(guān)鍵；4.利用其它輔助條件完成設(shè)計?！獔D解法上一張4平面連桿機構(gòu)的設(shè)計按預(yù)定的兩連架桿對應(yīng)位置設(shè)計四桿機構(gòu)令——解析法上一張4平面連桿機構(gòu)的設(shè)計實驗法上一張4平面連桿機構(gòu)的設(shè)計上一張b)一、按兩連架桿對應(yīng)角位移設(shè)計——2.按預(yù)定軌跡設(shè)計給定軌跡；設(shè)定曲柄中心A；求出Rmax、Rmin及曲柄AB和浮動連桿BP長度；

LAB＝(Rmax－Rmin)／2，LBP＝(Rmax＋Rmin)／2——實驗法上一張4平面連桿機構(gòu)的設(shè)計連桿曲線：四桿機構(gòu)運動時，連桿作平面復(fù)雜運動，連桿上每一點都描繪出一條封閉曲線——連桿曲線。——上一張實驗法3.按連桿曲線圖譜設(shè)計4平面連桿機構(gòu)的設(shè)計圖譜——上一張步驟：1.查出軌跡