機械設(shè)計第三講

第二章平面連桿機構(gòu)華中科技大學(xué)

若干個構(gòu)件全用低副聯(lián)接而成的機構(gòu)稱為平面連桿機構(gòu)，也稱之為平面低副機構(gòu)。一、連桿機構(gòu)二、連桿機構(gòu)的分類1、根據(jù)構(gòu)件之間的相對運動分為：平面連桿機構(gòu)。平面連桿機構(gòu)?？臻g連桿機構(gòu)2、根據(jù)機構(gòu)中構(gòu)件數(shù)目分為：四桿機構(gòu)六桿機構(gòu)三、平面連桿機構(gòu)的特點1）適用于傳遞較大的動力，常用于動力機械。2）依靠運動副元素的幾何形面保持構(gòu)件間的相互接觸，且易于制造，易于保證所要求的制造精度3）能夠?qū)崿F(xiàn)多種運動軌跡曲線和運動規(guī)律，工程上常用來作為直接完成某種軌跡要求的執(zhí)行機構(gòu)起重裝置

不足之處：1）不宜于傳遞高速運動。2）可能產(chǎn)生較大的運動累積誤差。平面連桿機構(gòu)的應(yīng)用平面連桿機構(gòu)的應(yīng)用平面連桿機構(gòu)的應(yīng)用鶴式起重機2-1平面四桿機構(gòu)的基本形式、演變

在連架桿中，能繞其軸線回轉(zhuǎn)360°者稱為曲柄；僅能繞其軸線往復(fù)擺動者稱為搖桿。一、平面四桿機構(gòu)的基本形式機架連架桿連架桿連桿41231）曲柄搖桿機構(gòu):兩連架桿中，一個為曲柄，而另一個為搖桿。2）雙曲柄機構(gòu)兩連架桿均為曲柄。3）雙搖桿機構(gòu)兩連架桿均為搖桿。

321DCBA

二平面四桿機構(gòu)的演變1轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)化為移動副

321DCBA

BAC321

對心曲柄滑塊機構(gòu)ABCe321偏心曲柄滑塊機構(gòu)兩個移動副的四桿機構(gòu)

①若選擇構(gòu)件2或4為機架時，就是正弦機構(gòu)；

②若改取構(gòu)件3為機架,則為雙滑塊機構(gòu);

③當(dāng)取構(gòu)件1為機架時，便演化為雙轉(zhuǎn)塊機構(gòu)。

321DCBA

2

取不同構(gòu)件為機架（機構(gòu)倒置）導(dǎo)桿機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)2取不同構(gòu)件為機架（機構(gòu)倒置）曲柄搖塊機構(gòu)自卸卡車翻斗機構(gòu)及其運動簡圖

搖塊機構(gòu)廣泛應(yīng)用于擺動式內(nèi)燃機和液壓驅(qū)動裝置內(nèi)。如圖所示自卸卡車翻斗機構(gòu)及其運動簡圖。在該機構(gòu)中，因為液壓油缸3繞鉸鏈C擺動，故稱為搖塊。車箱舉升機構(gòu)抽水唧筒機構(gòu)直動滑桿機構(gòu)3擴大轉(zhuǎn)動副偏心輪機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)將轉(zhuǎn)動副B加大，直至把轉(zhuǎn)動副A包括進(jìn)去，成為幾何中心是B，轉(zhuǎn)動中心為A的偏心圓盤。顎式碎礦機機構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計創(chuàng)造并不神秘

人人都是發(fā)明家機器馬與木牛流馬仿馬步態(tài)2-2平面四桿機構(gòu)設(shè)計中的共性問題一、平面四桿機構(gòu)有曲柄的條件二、平面四桿機構(gòu)輸出件的急回特性三、平面機構(gòu)的壓力角和傳動角、死點一、平面四桿機構(gòu)有曲柄的條件BDAC1234abcd

欲使連架桿AB成為曲柄，則必須使AB通過與機架共線的兩個位置，三角形任意兩邊之和必大于第三邊任意兩邊之差小于第三邊

即必須滿足

a+d≤b+c(2-1)|d-a|≥|b-c|(2-2) a+d≤b+c(2-1)|d-a|≥|b-c|(2-2)a≤ba≤ca≤d從而可得(1)若d≥a，則可得a+b≤c+d(若b>c)a+c≤b+d(若c>b) a+d≤b+cBDAC1234abcd(2)若d≤a則可得BDAC1234abcd平面連桿機構(gòu)有曲柄的條件：1）連架桿與機架中必有一桿為四桿機構(gòu)中的最短桿；2）最短桿與最長桿之和應(yīng)小于或等于其余兩桿的桿長之和。（桿長和條件）鉸鏈四桿機構(gòu)類型的判斷條件：2）若不滿足桿長和條件，該機構(gòu)只能是雙搖桿機構(gòu)。1）在滿足桿長和的條件下：（1）以最短桿的相鄰構(gòu)件為機架，則最短桿為曲柄，另一連架桿為搖桿，即該機構(gòu)為曲柄搖桿機構(gòu)；（2）以最短桿為機架，則兩連架桿為曲柄，該機構(gòu)為雙曲柄機構(gòu)；（3）以最短桿的對邊構(gòu)件為機架，均無曲柄存在，即該機構(gòu)為雙搖桿機構(gòu)。注意：鉸鏈四桿機構(gòu)必須滿足四構(gòu)件組成的封閉多邊形條件：最長桿的桿長<其余三桿長度之和。曲柄滑塊機構(gòu)有曲柄的條件1）a為最短桿2)a+e≤b.C”abABCB’’B’eC’AB

Cabe曲柄滑塊機構(gòu)的有曲柄條件

A

abeC2

B2

機構(gòu)遠(yuǎn)極位A

B2C2

a+b

e

a+b

e

a+b

e

a+b

e

a+b

e

a+b

ea+b

e

a+b

eAB

abeB1

C1

機構(gòu)近極位A

B1C1

b-a

ea+b

eAB

CabeB1

B2

C2

C1

b-a

ea+b

e*曲柄滑塊機構(gòu)的有曲柄條件：b

e+a導(dǎo)桿機構(gòu)有曲柄的條件ACBade1)a最短桿，a+e

d擺動導(dǎo)桿機構(gòu)導(dǎo)桿機構(gòu)有曲柄的條件ACBade2)d為最短桿，且滿足d+e

a轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機構(gòu)二、平面四桿機構(gòu)輸出件的急回特性擺角θψC1C2DAB1B2B

1C

2極位夾角二、平面四桿機構(gòu)輸出件的急回特性擺角θψC1C2DAB1B2B

1C

2∵:

1>

2,∴:t1>t2,

v1<v2極位夾角⌒v2=C1C2/t2

1=180°+θ,

2=180°-θ⌒v1=C1C2/t1

=v2/v1=（C1C2/t2）/

（C1C2/t1）

=t1/t2=

1/

2=（180°+θ）/（180°-θ）

輸出件空回行程的平均速度

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輸出件工作行程的平均速度K=θ=180°（K