機(jī)械原理第六版第4章

1、本章教學(xué)目標(biāo)本章教學(xué)目標(biāo)第四章第四章 平面連桿機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)平面連桿機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì) 了解平面連桿機(jī)構(gòu)的組成及其主要優(yōu)缺點(diǎn)了解平面連桿機(jī)構(gòu)的組成及其主要優(yōu)缺點(diǎn); 了解平面連桿機(jī)構(gòu)的基本形式及其演化和應(yīng)用；了解平面連桿機(jī)構(gòu)的基本形式及其演化和應(yīng)用； 明確四桿機(jī)構(gòu)曲柄存在條件和機(jī)構(gòu)急回運(yùn)動及明確四桿機(jī)構(gòu)曲柄存在條件和機(jī)構(gòu)急回運(yùn)動及行程速比系數(shù)等概念；行程速比系數(shù)等概念； 對傳動角、死點(diǎn)、運(yùn)動連續(xù)性等有明確的概念；對傳動角、死點(diǎn)、運(yùn)動連續(xù)性等有明確的概念； 了解平面四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本問題，掌握根據(jù)了解平面四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本問題，掌握根據(jù)具體設(shè)計(jì)條件和實(shí)際需要設(shè)計(jì)平面四桿機(jī)構(gòu)的方具體設(shè)計(jì)條件和實(shí)際需要設(shè)計(jì)平

2、面四桿機(jī)構(gòu)的方法。法。第四章第四章 平面連桿機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)平面連桿機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)4-1 連桿機(jī)構(gòu)及其特點(diǎn)連桿機(jī)構(gòu)及其特點(diǎn)4-2 平面連桿機(jī)構(gòu)的類型及應(yīng)用平面連桿機(jī)構(gòu)的類型及應(yīng)用4-3 平面連桿機(jī)構(gòu)的基本知識平面連桿機(jī)構(gòu)的基本知識4-4 平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)4-5 多桿機(jī)構(gòu)多桿機(jī)構(gòu)本章教學(xué)內(nèi)容本章教學(xué)內(nèi)容4-1 4-1 連桿機(jī)構(gòu)及其傳動特點(diǎn)連桿機(jī)構(gòu)及其傳動特點(diǎn)一、何謂連桿機(jī)構(gòu)一、何謂連桿機(jī)構(gòu) 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)。低副機(jī)構(gòu)。共同特點(diǎn)：共同特點(diǎn)： 原動件的運(yùn)動原動件的運(yùn)動經(jīng)過不與機(jī)架直接經(jīng)過不與機(jī)架直接相連

3、的中間構(gòu)件傳相連的中間構(gòu)件傳遞到從動件上。遞到從動件上。中間構(gòu)件稱為連桿。中間構(gòu)件稱為連桿。連桿機(jī)構(gòu)根據(jù)各構(gòu)件間的相對運(yùn)動是平面還是空間運(yùn)動分為連桿機(jī)構(gòu)根據(jù)各構(gòu)件間的相對運(yùn)動是平面還是空間運(yùn)動分為空間連桿機(jī)構(gòu)空間連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)構(gòu)件多呈桿狀構(gòu)件多呈桿狀簡稱為桿簡稱為桿根據(jù)桿數(shù)命名：根據(jù)桿數(shù)命名： 四桿機(jī)構(gòu)四桿機(jī)構(gòu)動畫動畫動畫動畫動畫動畫六桿機(jī)構(gòu)六桿機(jī)構(gòu)四桿機(jī)構(gòu)四桿機(jī)構(gòu)ABCD四桿機(jī)構(gòu)四桿機(jī)構(gòu)DEF四桿機(jī)構(gòu)四桿機(jī)構(gòu)應(yīng)用非應(yīng)用非常廣泛，且是多常廣泛，且是多桿機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)桿機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)著著重重討討論論優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：連桿機(jī)構(gòu)為低副機(jī)構(gòu)，運(yùn)動副為面接觸，壓強(qiáng)小，承載連桿機(jī)構(gòu)為低副機(jī)構(gòu)，運(yùn)動副為

4、面接觸，壓強(qiáng)小，承載能力大，耐沖擊；能力大，耐沖擊； 運(yùn)動副元素的幾何形狀多為平面或圓柱面，便于加工運(yùn)動副元素的幾何形狀多為平面或圓柱面，便于加工制造；制造； 在原動件運(yùn)動規(guī)律不變情況下，通過改變各構(gòu)件的相對在原動件運(yùn)動規(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件得到不同的運(yùn)動規(guī)律；長度可以使從動件得到不同的運(yùn)動規(guī)律；可以連桿曲線可以滿足不同運(yùn)動軌跡的設(shè)計(jì)要求；可以連桿曲線可以滿足不同運(yùn)動軌跡的設(shè)計(jì)要求；缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：由于運(yùn)動積累誤差較大，因而影響傳動精度；由于運(yùn)動積累誤差較大，因而影響傳動精度；由于慣性力不好平衡而不適于高速傳動；由于慣性力不好平衡而不適于高速傳動；設(shè)計(jì)方法比較復(fù)雜。設(shè)

5、計(jì)方法比較復(fù)雜。二、連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)二、連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)一、平面四桿機(jī)構(gòu)的基本型式一、平面四桿機(jī)構(gòu)的基本型式基本型式基本型式鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu) ABCD連架桿連架桿連架桿連架桿連桿連桿曲柄：能作整周回轉(zhuǎn)的連架桿。曲柄：能作整周回轉(zhuǎn)的連架桿。搖桿：只能在一定范圍內(nèi)搖動的連架桿；搖桿：只能在一定范圍內(nèi)搖動的連架桿；周轉(zhuǎn)副：組成轉(zhuǎn)動副的兩構(gòu)件能整周相周轉(zhuǎn)副：組成轉(zhuǎn)動副的兩構(gòu)件能整周相對轉(zhuǎn)動；對轉(zhuǎn)動；擺轉(zhuǎn)副：不能作整周相對轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動副。擺轉(zhuǎn)副：不能作整周相對轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動副。曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動副全為轉(zhuǎn)動副。運(yùn)動副全為轉(zhuǎn)動副。動畫演示動畫演示曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲

6、柄搖桿機(jī)構(gòu) 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，若其兩個連架桿一為曲柄，一為搖桿，鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，若其兩個連架桿一為曲柄，一為搖桿，則此四桿機(jī)構(gòu)稱為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。則此四桿機(jī)構(gòu)稱為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。應(yīng)用應(yīng)用：雷達(dá)天線俯仰機(jī)構(gòu)雷達(dá)天線俯仰機(jī)構(gòu)動畫動畫縫紉機(jī)腳踏板機(jī)構(gòu)縫紉機(jī)腳踏板機(jī)構(gòu)動畫動畫 在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，若其兩個連架中，若其兩個連架桿都是曲柄，則稱桿都是曲柄，則稱為雙曲柄機(jī)構(gòu)。為雙曲柄機(jī)構(gòu)。 雙曲柄機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)慣性篩機(jī)構(gòu)慣性篩機(jī)構(gòu)平行四邊形機(jī)構(gòu)：平行四邊形機(jī)構(gòu)：指相對兩桿平行且指相對兩桿平行且相等的雙曲柄機(jī)構(gòu)。相等的雙曲柄機(jī)構(gòu)。平行四邊形機(jī)構(gòu)特性：平行四邊形機(jī)構(gòu)特性：兩曲柄同速同向轉(zhuǎn)動兩曲柄同速同向轉(zhuǎn)

7、動連桿作平動連桿作平動平行四邊形機(jī)構(gòu)的應(yīng)用實(shí)例平行四邊形機(jī)構(gòu)的應(yīng)用實(shí)例車輪動畫車輪動畫機(jī)車車輪聯(lián)動機(jī)構(gòu)機(jī)車車輪聯(lián)動機(jī)構(gòu)播種機(jī)料斗機(jī)構(gòu)播種機(jī)料斗機(jī)構(gòu)升升降降機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)升降機(jī)構(gòu)動畫升降機(jī)構(gòu)動畫逆平行（反平行）逆平行（反平行）四邊形機(jī)構(gòu)四邊形機(jī)構(gòu)：指兩：指兩相對桿長相等但不相對桿長相等但不平行的雙曲柄機(jī)構(gòu)平行的雙曲柄機(jī)構(gòu)應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例車門開閉機(jī)構(gòu)車門開閉機(jī)構(gòu)動畫動畫雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)若兩連架桿都是搖桿，則稱其為雙搖桿機(jī)構(gòu)。鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)若兩連架桿都是搖桿，則稱其為雙搖桿機(jī)構(gòu)。應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例等腰梯形機(jī)構(gòu)：指兩搖桿等腰梯形機(jī)構(gòu)：指兩搖桿長相等的雙搖桿機(jī)構(gòu)。長相等的雙搖桿機(jī)構(gòu)。應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)

8、例汽車前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)汽車前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)造型機(jī)翻箱機(jī)構(gòu)造型機(jī)翻箱機(jī)構(gòu)動畫動畫二、平面四桿機(jī)構(gòu)的演化型式二、平面四桿機(jī)構(gòu)的演化型式改變構(gòu)件的形狀和運(yùn)動尺寸改變構(gòu)件的形狀和運(yùn)動尺寸變搖桿變搖桿為滑塊為滑塊機(jī)構(gòu)演化動畫機(jī)構(gòu)演化動畫搖桿尺寸搖桿尺寸為無窮大為無窮大曲線導(dǎo)軌曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲線導(dǎo)軌曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)e=0對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)變連桿變連桿為滑塊為滑塊正弦機(jī)構(gòu)正弦機(jī)構(gòu)雙滑塊機(jī)構(gòu)雙滑塊機(jī)構(gòu)連桿尺寸連桿尺寸為無窮大為無窮大從動件從動件3的位移與原的位移與原動件動件1的轉(zhuǎn)角成正比：的轉(zhuǎn)角成正比：sinABls 移動

9、副可認(rèn)為是回移動副可認(rèn)為是回轉(zhuǎn)中心在無窮遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)中心在無窮遠(yuǎn)處的轉(zhuǎn)動副演化而來的轉(zhuǎn)動副演化而來二、平面四桿機(jī)構(gòu)的演化型式二、平面四桿機(jī)構(gòu)的演化型式(續(xù)續(xù)) 改變運(yùn)動副的尺寸改變運(yùn)動副的尺寸偏心輪機(jī)構(gòu)偏心輪機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)當(dāng)曲柄當(dāng)曲柄AB的尺寸較小時，的尺寸較小時，由于結(jié)構(gòu)需要，常將曲柄作成由于結(jié)構(gòu)需要，常將曲柄作成幾何中心與回轉(zhuǎn)中心不重合的幾何中心與回轉(zhuǎn)中心不重合的圓盤，稱此圓盤為圓盤，稱此圓盤為偏心輪偏心輪。幾何中心與回轉(zhuǎn)中心間的距幾何中心與回轉(zhuǎn)中心間的距離稱為離稱為偏心距，等于曲柄長。偏心距，等于曲柄長。轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)動副B的的半徑擴(kuò)大超半徑擴(kuò)大超過曲柄長過曲柄長二、平面四桿機(jī)構(gòu)的演化

10、型式二、平面四桿機(jī)構(gòu)的演化型式(續(xù)續(xù)) 通過選用不同構(gòu)件為機(jī)架通過選用不同構(gòu)件為機(jī)架導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)應(yīng)用實(shí)例導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)應(yīng)用實(shí)例小型刨床小型刨床牛頭刨床牛頭刨床二、平面四桿機(jī)構(gòu)的演化型式二、平面四桿機(jī)構(gòu)的演化型式(續(xù)續(xù))回轉(zhuǎn)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)：指導(dǎo)桿能作整回轉(zhuǎn)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)：指導(dǎo)桿能作整周轉(zhuǎn)動的導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)；周轉(zhuǎn)動的導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)；擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)：指導(dǎo)桿只能在擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)：指導(dǎo)桿只能在一定的角度內(nèi)擺動的導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。一定的角度內(nèi)擺動的導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。曲柄搖塊機(jī)構(gòu)曲柄搖塊機(jī)構(gòu)定塊機(jī)構(gòu)定塊機(jī)構(gòu)卡車車廂舉升機(jī)構(gòu)卡車車廂舉升機(jī)構(gòu)手搖唧筒手搖唧筒選運(yùn)動鏈中不同構(gòu)件選運(yùn)動鏈中不同構(gòu)件為機(jī)架得不同機(jī)構(gòu)的為機(jī)架得不同機(jī)構(gòu)的方法稱為方法稱為機(jī)構(gòu)

11、的倒置機(jī)構(gòu)的倒置二、平面四桿機(jī)構(gòu)的演化型式二、平面四桿機(jī)構(gòu)的演化型式(續(xù)續(xù)) 運(yùn)動副元素的逆換運(yùn)動副元素的逆換 對于移動副，將運(yùn)動副兩元素的包容關(guān)系進(jìn)行逆換，對于移動副，將運(yùn)動副兩元素的包容關(guān)系進(jìn)行逆換，并不影響兩構(gòu)件之間的相對運(yùn)動。并不影響兩構(gòu)件之間的相對運(yùn)動。擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)構(gòu)件構(gòu)件2包包容構(gòu)件容構(gòu)件3構(gòu)件構(gòu)件3包包容構(gòu)件容構(gòu)件2曲柄搖塊機(jī)構(gòu)曲柄搖塊機(jī)構(gòu)二、平面四桿機(jī)構(gòu)的演化型式二、平面四桿機(jī)構(gòu)的演化型式(續(xù)續(xù))一、平面四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件一、平面四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件分析分析：構(gòu)件構(gòu)件AB要為曲柄，則轉(zhuǎn)動要為曲柄，則轉(zhuǎn)動副副A應(yīng)為周轉(zhuǎn)副；應(yīng)為周轉(zhuǎn)副；為此為此AB桿應(yīng)能占據(jù)整周中桿應(yīng)

12、能占據(jù)整周中的任何位置；的任何位置；因此因此AB桿應(yīng)能占據(jù)與桿應(yīng)能占據(jù)與AD共共線的位置線的位置AB及及AB。由由DB C由由 DBCcbdacadb)(badc)(cdbabdcadabaca兩兩相加兩兩相加結(jié)論：結(jié)論： 轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)動副A成為周轉(zhuǎn)副的條件：成為周轉(zhuǎn)副的條件： 1)最短桿長度最短桿長度+最長桿長度最長桿長度其余兩桿長度之和其余兩桿長度之和 桿長條件桿長條件 2)組成該周轉(zhuǎn)副的兩桿中必有一桿是最短桿。組成該周轉(zhuǎn)副的兩桿中必有一桿是最短桿。推論推論 當(dāng)機(jī)構(gòu)尺寸滿足桿長條件時，最短桿兩端的轉(zhuǎn)動副當(dāng)機(jī)構(gòu)尺寸滿足桿長條件時，最短桿兩端的轉(zhuǎn)動副均為周轉(zhuǎn)副；其余轉(zhuǎn)動副為擺轉(zhuǎn)副。均為周轉(zhuǎn)副；其余

13、轉(zhuǎn)動副為擺轉(zhuǎn)副。平面四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件平面四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件 機(jī)構(gòu)尺寸滿足桿長條件，且最短桿為機(jī)架或連架桿。機(jī)構(gòu)尺寸滿足桿長條件，且最短桿為機(jī)架或連架桿。一、平面四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件一、平面四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件(續(xù)續(xù))例：圖示機(jī)構(gòu)尺寸滿足桿長條件，當(dāng)取不同構(gòu)件為機(jī)架時例：圖示機(jī)構(gòu)尺寸滿足桿長條件，當(dāng)取不同構(gòu)件為機(jī)架時各得什么機(jī)構(gòu)？各得什么機(jī)構(gòu)？取最短桿相取最短桿相鄰的構(gòu)件為鄰的構(gòu)件為機(jī)架得曲柄機(jī)架得曲柄搖桿機(jī)構(gòu)搖桿機(jī)構(gòu)最短桿為最短桿為機(jī)架得雙機(jī)架得雙曲柄機(jī)構(gòu)曲柄機(jī)構(gòu)取最短桿對取最短桿對邊為機(jī)架得邊為機(jī)架得雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)一、平面四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件一、平面四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件(續(xù)續(xù))注

14、意：如果四桿機(jī)構(gòu)不滿足桿長條件，則不論取哪個構(gòu)件注意：如果四桿機(jī)構(gòu)不滿足桿長條件，則不論取哪個構(gòu)件為機(jī)架，均為雙搖桿機(jī)構(gòu)。為機(jī)架，均為雙搖桿機(jī)構(gòu)。思考題：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)和導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件是什么？思考題：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)和導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件是什么？風(fēng)扇搖頭機(jī)構(gòu)風(fēng)扇搖頭機(jī)構(gòu)滿足滿足桿長條件的雙滿足滿足桿長條件的雙搖桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用實(shí)例：搖桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用實(shí)例：一、平面四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件一、平面四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件(續(xù)續(xù))二、急回運(yùn)動和行程速比系數(shù)二、急回運(yùn)動和行程速比系數(shù)1. 機(jī)構(gòu)極位：曲柄回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)極位：曲柄回轉(zhuǎn)一周，與連桿兩次共線，一周，與連桿兩次共線，此時搖桿分別處于兩極此時搖桿分別處于兩極限位置，

15、稱為機(jī)構(gòu)極位。限位置，稱為機(jī)構(gòu)極位。2. 極位夾角：機(jī)構(gòu)在兩極位夾角：機(jī)構(gòu)在兩個極位時，原動件所處個極位時，原動件所處兩個位置之間所夾的銳兩個位置之間所夾的銳角角稱為極位夾角。稱為極位夾角。3. 急回運(yùn)動：急回運(yùn)動：動畫演示動畫演示180121DCDC180121DCDC121t2t 曲柄等速轉(zhuǎn)動情況下，搖桿往復(fù)擺動的平均速度一快一慢，曲柄等速轉(zhuǎn)動情況下，搖桿往復(fù)擺動的平均速度一快一慢，機(jī)構(gòu)的這種運(yùn)動性質(zhì)稱為急回運(yùn)動。機(jī)構(gòu)的這種運(yùn)動性質(zhì)稱為急回運(yùn)動。搖桿搖桿C點(diǎn)平均速度點(diǎn)平均速度2v1v00212112122112180180/tttCCtCCvvK4. 行程速比系數(shù)行程速比系數(shù)K 為表明急回

16、運(yùn)動程度，用反正行程速比系數(shù)為表明急回運(yùn)動程度，用反正行程速比系數(shù)K來衡量：來衡量： 角愈大，角愈大，K值愈大，急值愈大，急回運(yùn)動性質(zhì)愈顯著。回運(yùn)動性質(zhì)愈顯著。二、急回運(yùn)動和行程速比系數(shù)二、急回運(yùn)動和行程速比系數(shù)(續(xù)續(xù))對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)00，沒有急回運(yùn)動，沒有急回運(yùn)動偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)0 0，有急回運(yùn)動，有急回運(yùn)動擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的急回運(yùn)動擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的急回運(yùn)動機(jī)構(gòu)急回的作用：機(jī)構(gòu)急回的作用： 節(jié)省空回時間，提節(jié)省空回時間，提高工作效率。高工作效率。注意：急回具有方向性注意：急回具有方向性二、急回運(yùn)動和行程速比系數(shù)二、急回運(yùn)動和行程速比系數(shù)(續(xù)續(xù))1. 機(jī)構(gòu)壓力角機(jī)構(gòu)

17、壓力角 機(jī)構(gòu)從動件上作用點(diǎn)的力與該點(diǎn)的速度方向之間所夾的機(jī)構(gòu)從動件上作用點(diǎn)的力與該點(diǎn)的速度方向之間所夾的銳角，為機(jī)構(gòu)在此位置的壓力角銳角，為機(jī)構(gòu)在此位置的壓力角 。三、四桿機(jī)構(gòu)的傳動角與死點(diǎn)三、四桿機(jī)構(gòu)的傳動角與死點(diǎn)2. 傳動角傳動角 機(jī)構(gòu)壓力角的機(jī)構(gòu)壓力角的余角稱為機(jī)構(gòu)在此余角稱為機(jī)構(gòu)在此位置的傳動角位置的傳動角 g g。g 90 機(jī)構(gòu)常用傳動機(jī)構(gòu)常用傳動角大小及變化來衡角大小及變化來衡量機(jī)構(gòu)傳力性能的量機(jī)構(gòu)傳力性能的好壞。好壞。5040mingbcadcb2)(arccos2221g)90(2)(arccos222222DCBbcadcbg曲柄搖桿機(jī)構(gòu)：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)： g gmin出現(xiàn)在曲

18、出現(xiàn)在曲柄與機(jī)架共線的兩柄與機(jī)架共線的兩位置之一。位置之一。3. 最小傳動角的位置：最小傳動角的位置：)90(2)(arccos180222222DCBbcadcbg或),min(21minggg三、四桿機(jī)構(gòu)的傳動角與死點(diǎn)（續(xù)）三、四桿機(jī)構(gòu)的傳動角與死點(diǎn)（續(xù)）動畫演示動畫演示 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)：若以搖桿曲柄搖桿機(jī)構(gòu)：若以搖桿CD為主動件，則當(dāng)為主動件，則當(dāng)連桿與連桿與曲柄共線時曲柄共線時，機(jī)構(gòu)傳動角為零，這時，機(jī)構(gòu)傳動角為零，這時CD通過連桿作用于通過連桿作用于從動件從動件AB上的力恰好通過其回轉(zhuǎn)中心，出現(xiàn)不能使構(gòu)件上的力恰好通過其回轉(zhuǎn)中心，出現(xiàn)不能使構(gòu)件AB轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動而“頂死頂死”的現(xiàn)象，機(jī)構(gòu)的

19、這種位置稱為死點(diǎn)。的現(xiàn)象，機(jī)構(gòu)的這種位置稱為死點(diǎn)。4. 死點(diǎn)死點(diǎn)三、四桿機(jī)構(gòu)的傳動角與死點(diǎn)（續(xù)）三、四桿機(jī)構(gòu)的傳動角與死點(diǎn)（續(xù)）曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置三、四桿機(jī)構(gòu)的傳動角與死點(diǎn)（續(xù)）三、四桿機(jī)構(gòu)的傳動角與死點(diǎn)（續(xù)）傳動機(jī)構(gòu)中使機(jī)構(gòu)通過死點(diǎn)的措施：傳動機(jī)構(gòu)中使機(jī)構(gòu)通過死點(diǎn)的措施：措施一：將兩組以上組合而措施一：將兩組以上組合而使各組機(jī)構(gòu)死點(diǎn)錯位排列使各組機(jī)構(gòu)死點(diǎn)錯位排列措施二：加裝飛輪利用慣性使措施二：加裝飛輪利用慣性使機(jī)構(gòu)通過死點(diǎn)位置機(jī)構(gòu)通過死點(diǎn)位置機(jī)車車輪聯(lián)動機(jī)構(gòu)機(jī)車車輪聯(lián)動機(jī)構(gòu)縫紉機(jī)腳踏板機(jī)構(gòu)縫紉機(jī)腳踏板機(jī)構(gòu)三、四桿機(jī)構(gòu)的傳動角與死點(diǎn)（續(xù)）三、四桿機(jī)構(gòu)的傳動角與死點(diǎn)（

20、續(xù)）利用死點(diǎn)實(shí)現(xiàn)特定工利用死點(diǎn)實(shí)現(xiàn)特定工作要求的機(jī)構(gòu)示例：作要求的機(jī)構(gòu)示例：飛機(jī)起落架機(jī)構(gòu)飛機(jī)起落架機(jī)構(gòu)工件夾緊機(jī)構(gòu)工件夾緊機(jī)構(gòu)三、四桿機(jī)構(gòu)的傳動角與死點(diǎn)（續(xù)）三、四桿機(jī)構(gòu)的傳動角與死點(diǎn)（續(xù)）四、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動連續(xù)性四、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動連續(xù)性1. 連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動連續(xù)性：指連桿機(jī)構(gòu)在運(yùn)動過程中，連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動連續(xù)性：指連桿機(jī)構(gòu)在運(yùn)動過程中，能否連續(xù)實(shí)現(xiàn)給定的各個位置的運(yùn)動。能否連續(xù)實(shí)現(xiàn)給定的各個位置的運(yùn)動?？尚杏蚩尚杏蛑赣芍赣伤_定的范圍。所確定的范圍。)(332. 可行域：可行域：指由指由所確定的范圍。所確定的范圍。)(333. 不可行域：不可行域：不可行域不可行域4. 錯位不連續(xù)錯位不

21、連續(xù) 指不連通的指不連通的兩個可行域內(nèi)兩個可行域內(nèi)的運(yùn)動不連續(xù)。的運(yùn)動不連續(xù)。5. 錯序不連續(xù)錯序不連續(xù) 當(dāng)原動件按通一方向連續(xù)轉(zhuǎn)動時，若其連桿不能按當(dāng)原動件按通一方向連續(xù)轉(zhuǎn)動時，若其連桿不能按順序通過給定的各個位置，稱這種運(yùn)動不連續(xù)為錯序不順序通過給定的各個位置，稱這種運(yùn)動不連續(xù)為錯序不連續(xù)。連續(xù)。4-4 平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)一、平面連桿設(shè)計(jì)的基本問題一、平面連桿設(shè)計(jì)的基本問題1. 平面連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本任務(wù)平面連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本任務(wù) 第一是根據(jù)給定的設(shè)計(jì)要求選定機(jī)構(gòu)型式；第一是根據(jù)給定的設(shè)計(jì)要求選定機(jī)構(gòu)型式； 第二是確定各構(gòu)件尺寸，并要滿足結(jié)構(gòu)條件、動力條第二是確定各構(gòu)件尺

22、寸，并要滿足結(jié)構(gòu)條件、動力條件和運(yùn)動連續(xù)條件等。件和運(yùn)動連續(xù)條件等。2. 平面連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的三大類基本命題平面連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的三大類基本命題 （1）滿足預(yù)定運(yùn)動的規(guī)律要求）滿足預(yù)定運(yùn)動的規(guī)律要求 要求兩連架桿的轉(zhuǎn)角能夠滿足預(yù)定的對應(yīng)位置關(guān)系；要求兩連架桿的轉(zhuǎn)角能夠滿足預(yù)定的對應(yīng)位置關(guān)系； 要求在原動件運(yùn)動規(guī)律一定的條件下，從動件能夠要求在原動件運(yùn)動規(guī)律一定的條件下，從動件能夠準(zhǔn)確地或近似地滿足預(yù)定的運(yùn)動規(guī)律要求。準(zhǔn)確地或近似地滿足預(yù)定的運(yùn)動規(guī)律要求。 設(shè)計(jì)時要求兩連架設(shè)計(jì)時要求兩連架桿的轉(zhuǎn)角應(yīng)大小相等，桿的轉(zhuǎn)角應(yīng)大小相等，方向相反，以實(shí)現(xiàn)車方向相反，以實(shí)現(xiàn)車門的起閉。門的起閉。 利用兩連架桿的轉(zhuǎn)

23、利用兩連架桿的轉(zhuǎn)角關(guān)系實(shí)現(xiàn)對數(shù)計(jì)算。角關(guān)系實(shí)現(xiàn)對數(shù)計(jì)算。對數(shù)計(jì)算機(jī)構(gòu)對數(shù)計(jì)算機(jī)構(gòu)滿足預(yù)定運(yùn)動的規(guī)滿足預(yù)定運(yùn)動的規(guī)律要求機(jī)構(gòu)示例：律要求機(jī)構(gòu)示例：一、平面連桿設(shè)計(jì)的基本問題（續(xù)）一、平面連桿設(shè)計(jì)的基本問題（續(xù)）車門開閉機(jī)構(gòu)車門開閉機(jī)構(gòu) 動畫動畫（2）滿足預(yù)定的連桿位置要求）滿足預(yù)定的連桿位置要求即要求連桿能依次點(diǎn)據(jù)一系列的預(yù)定位置。即要求連桿能依次點(diǎn)據(jù)一系列的預(yù)定位置。又稱為剛體導(dǎo)引問題又稱為剛體導(dǎo)引問題飛機(jī)起落架機(jī)構(gòu)飛機(jī)起落架機(jī)構(gòu)機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)示示例例一、平面連桿設(shè)計(jì)的基本問題（續(xù)）一、平面連桿設(shè)計(jì)的基本問題（續(xù)）鑄造用翻箱機(jī)構(gòu)鑄造用翻箱機(jī)構(gòu) 動畫動畫（3）滿足預(yù)定的軌跡要求）滿足預(yù)定的軌跡要求 即

24、要求機(jī)構(gòu)運(yùn)動過程中，連桿上某些點(diǎn)能實(shí)現(xiàn)預(yù)定即要求機(jī)構(gòu)運(yùn)動過程中，連桿上某些點(diǎn)能實(shí)現(xiàn)預(yù)定的軌跡要求。的軌跡要求。機(jī)構(gòu)示例：機(jī)構(gòu)示例：動畫動畫鶴式起重機(jī)鶴式起重機(jī)攪拌機(jī)機(jī)構(gòu)攪拌機(jī)機(jī)構(gòu) 動畫動畫一、平面連桿設(shè)計(jì)的基本問題（續(xù)）一、平面連桿設(shè)計(jì)的基本問題（續(xù)）1. 按預(yù)定的運(yùn)動規(guī)律設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)按預(yù)定的運(yùn)動規(guī)律設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu) 按兩連架桿的對應(yīng)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)按兩連架桿的對應(yīng)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)二、用解析法設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)二、用解析法設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)已知設(shè)計(jì)要求：從動件已知設(shè)計(jì)要求：從動件3和主動件和主動件1的轉(zhuǎn)角之間滿足一系的轉(zhuǎn)角之間滿足一系列對應(yīng)位置關(guān)系列對應(yīng)位置關(guān)系nifii、 21),(13分析：分析：運(yùn)動變量

25、：運(yùn)動變量：321、設(shè)計(jì)參數(shù)：設(shè)計(jì)參數(shù)：桿長桿長a, b, c, d和和 0、f f0 令令a/a=1, b/a=m, c/a=n, d/a=l。m、n、l、 0、f f0 設(shè)計(jì)步驟：設(shè)計(jì)步驟：（1）建立坐標(biāo)系和桿矢量）建立坐標(biāo)系和桿矢量（2）列桿矢量封閉方程解析式）列桿矢量封閉方程解析式)sin()sin(sin)cos()cos(cos0103201032iiiiiinmnlm令令a/a=1, b/a=m, c/a=n, d/a=l。)2/()1()cos()/()cos()cos(22201030301lmnllnniiii消去2iP2P1P020103103001)cos()cos()

26、cos(PPPiiii（3）將兩連架桿的已知對應(yīng)角代入上式，列方程組求解）將兩連架桿的已知對應(yīng)角代入上式，列方程組求解按兩連架桿的對應(yīng)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)（續(xù)）按兩連架桿的對應(yīng)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)（續(xù)）20103103001)cos()cos()cos(PPPiiii方程共有方程共有5個待定參數(shù)，根據(jù)解析式可解條件：個待定參數(shù)，根據(jù)解析式可解條件：當(dāng)兩連架桿的對應(yīng)位置數(shù)當(dāng)兩連架桿的對應(yīng)位置數(shù)N=5時時 可以實(shí)現(xiàn)精確解。可以實(shí)現(xiàn)精確解。當(dāng)當(dāng)N 5 時時 不能精確求解，只能近似設(shè)計(jì)。不能精確求解，只能近似設(shè)計(jì)。當(dāng)當(dāng)N 5 時時 可預(yù)選尺度參數(shù)數(shù)目可預(yù)選尺度參數(shù)數(shù)目N0=5-N，故有無窮多解。，故有無窮多解

27、。注意：注意：注意：注意：N=4或或5時，方程組為非線性時，方程組為非線性按兩連架桿的對應(yīng)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)（續(xù)）按兩連架桿的對應(yīng)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)（續(xù)）例題：試設(shè)計(jì)如圖所示鉸鏈例題：試設(shè)計(jì)如圖所示鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，要求其兩連架桿四桿機(jī)構(gòu)，要求其兩連架桿滿足如下三組對應(yīng)位置關(guān)系：滿足如下三組對應(yīng)位置關(guān)系： 11=45o, 31=50o, 12=90o, 32=80o, 13=135o, 33=110o。分析：分析： 求解：求解：200100020010002001000)135110cos(110cos135cos)9080cos(80cos90cos)4550cos(50cos45cosPPPPPP

28、PPP 將三組對應(yīng)位置值代入解析式得：將三組對應(yīng)位置值代入解析式得：N=3 則則N0=2 常選常選 0=f f0=0o)2/()1()/(222310lmnlPlnPnPP0=1.533P1=-1.0628 P2=0.7805n= 1.533 l =1.442 m=1.783根據(jù)結(jié)構(gòu)要求，確定根據(jù)結(jié)構(gòu)要求，確定曲柄長度，可求各構(gòu)曲柄長度，可求各構(gòu)件實(shí)際長度。件實(shí)際長度。按兩連架桿的對應(yīng)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)（續(xù)）按兩連架桿的對應(yīng)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)（續(xù)）按期望函數(shù)設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)按期望函數(shù)設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)期望函數(shù)：要求四期望函數(shù)：要求四桿機(jī)構(gòu)兩連架桿轉(zhuǎn)角桿機(jī)構(gòu)兩連架桿轉(zhuǎn)角之間實(shí)現(xiàn)的函數(shù)關(guān)系之間實(shí)現(xiàn)的函數(shù)關(guān)系 y

29、=f(x)。再現(xiàn)函數(shù)：連桿機(jī)再現(xiàn)函數(shù)：連桿機(jī)構(gòu)實(shí)際實(shí)現(xiàn)的函數(shù)構(gòu)實(shí)際實(shí)現(xiàn)的函數(shù)y=F(x)。設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)方法插值逼近法插值逼近法（1）插值結(jié)點(diǎn)：再現(xiàn)函數(shù)和期望函數(shù)曲線的交點(diǎn)。）插值結(jié)點(diǎn)：再現(xiàn)函數(shù)和期望函數(shù)曲線的交點(diǎn)。（2）插值逼近法：指按插值結(jié)點(diǎn)的值來設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)。）插值逼近法：指按插值結(jié)點(diǎn)的值來設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)。 在給定自變量在給定自變量x0 xm區(qū)間內(nèi)選取結(jié)點(diǎn)，則有區(qū)間內(nèi)選取結(jié)點(diǎn)，則有f(x)= F(x)；將結(jié)點(diǎn)對應(yīng)值轉(zhuǎn)化為兩連架桿的對應(yīng)轉(zhuǎn)角；將結(jié)點(diǎn)對應(yīng)值轉(zhuǎn)化為兩連架桿的對應(yīng)轉(zhuǎn)角；代入解析方程式，列方程組求解未知參數(shù)。代入解析方程式，列方程組求解未知參數(shù)。2)/(21(2)cos180(-)/2

30、(o00/mixxxxxmmi （3）用插值逼近法設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)的作法）用插值逼近法設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)的作法：結(jié)點(diǎn)位置：結(jié)點(diǎn)位置： f(x)= F(x)結(jié)點(diǎn)以外的位置：結(jié)點(diǎn)以外的位置：D Dy=f(x)-F(x)0（4）插值結(jié)點(diǎn)的選取）插值結(jié)點(diǎn)的選取偏差大小取偏差大小取決結(jié)點(diǎn)數(shù)目決結(jié)點(diǎn)數(shù)目和分布位置和分布位置結(jié)點(diǎn)位置的分布根據(jù)函數(shù)逼近理論按下式選?。航Y(jié)點(diǎn)位置的分布根據(jù)函數(shù)逼近理論按下式選取：結(jié)點(diǎn)數(shù)：最多為結(jié)點(diǎn)數(shù)：最多為5個個i=1、2、m; m為插值結(jié)點(diǎn)總數(shù)。為插值結(jié)點(diǎn)總數(shù)。典型例題分析典型例題分析 按期望函數(shù)設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)（續(xù)）按期望函數(shù)設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)（續(xù)）設(shè)計(jì)要求：要求連桿上某設(shè)計(jì)要求：要求連桿上某點(diǎn)

31、點(diǎn)M能占據(jù)一系列的預(yù)定能占據(jù)一系列的預(yù)定位置位置Mi(xMi, yMi) 且連桿具且連桿具有相應(yīng)的轉(zhuǎn)角有相應(yīng)的轉(zhuǎn)角2i 。設(shè)計(jì)思路：設(shè)計(jì)思路： 建立坐標(biāo)系建立坐標(biāo)系Oxy，將四桿機(jī)構(gòu)分為左，將四桿機(jī)構(gòu)分為左側(cè)雙桿組和右側(cè)雙桿組分側(cè)雙桿組和右側(cè)雙桿組分別討論。別討論。2、按預(yù)定的連桿位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)、按預(yù)定的連桿位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)連桿位置的表示連桿位置的表示連桿上任一基點(diǎn)連桿上任一基點(diǎn)M的坐標(biāo)的坐標(biāo)(xM, yM)連桿方位角連桿方位角2左側(cè)桿組左側(cè)桿組右側(cè)桿組右側(cè)桿組左側(cè)雙桿組分析：左側(cè)雙桿組分析：0)sin(sin0)cos(cos2121MiiiAMiiiAykayxkaxgg0iiiiOMM

32、BABOA由矢量封閉圖得由矢量封閉圖得 寫成分量形式為寫成分量形式為 消去消去1i整理得整理得 0)sin()()cos()(2/ )(22222222iMiAiMiAMiAMiAAAMiMiyykxxkyyxxakyxyxgg式中有式中有5個待定參數(shù)：個待定參數(shù)：xA、yA、a、k、。可按可按5個預(yù)定位置精確求解。個預(yù)定位置精確求解。N 5 時，可預(yù)選參數(shù)數(shù)目時，可預(yù)選參數(shù)數(shù)目N0=5-N，故有無窮多解。，故有無窮多解。2、按預(yù)定的連桿位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)（續(xù)）、按預(yù)定的連桿位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)（續(xù)）當(dāng)預(yù)定連桿位置數(shù)當(dāng)預(yù)定連桿位置數(shù)N=3：0)sin()()cos()(2/ )(22222222iM

33、iAiMiAMiAMiAAAMiMiyykxxkyyxxakyxyxgg可預(yù)選參數(shù)可預(yù)選參數(shù)xA、yA0322110iiiAXAXAXMiAMiAAAMiMiiiMiAiMiAiiMiAiMiAiyyxxyxyxAxxyyAyyxxA2/ )(sin)(cos)(sin)(cos)(22223222221ggsincos2/ )(21220kXkXakX21022221/2XXtgXkaXXkg代入連桿三代入連桿三組位置參數(shù)組位置參數(shù)X0、X1、X2)sin()cos(22iMiBiiMiBikyykxxgg右側(cè)桿組分析：同上右側(cè)桿組分析：同上2222)()()()(DADAciBiciBiy

34、yxxdyyxxb根據(jù)左右桿組各參數(shù)有：根據(jù)左右桿組各參數(shù)有：2、按預(yù)定的連桿位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)（續(xù)）、按預(yù)定的連桿位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)（續(xù)）3、按預(yù)定的運(yùn)動軌跡設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)、按預(yù)定的運(yùn)動軌跡設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要求：確定機(jī)構(gòu)的各尺度設(shè)計(jì)要求：確定機(jī)構(gòu)的各尺度參數(shù)和連桿上的描點(diǎn)位置參數(shù)和連桿上的描點(diǎn)位置M，使該點(diǎn)所描繪的連桿曲線與預(yù)使該點(diǎn)所描繪的連桿曲線與預(yù)定的軌跡相符。定的軌跡相符。設(shè)計(jì)思路：分別按左側(cè)桿組設(shè)計(jì)思路：分別按左側(cè)桿組和右側(cè)桿組的矢量封閉圖形和右側(cè)桿組的矢量封閉圖形寫出方程解析式。寫出方程解析式。2222222sin)()( 2cos)()( 2)()(ayyexxfyyfxxefeyyx

35、xAAAAAA2222222sin)()( 2cos)()( 2)()(ayyexxfyyfxxefeyyxxAAAAAA聯(lián)聯(lián)立立求求解解左側(cè)桿組左側(cè)桿組右側(cè)桿組右側(cè)桿組2222222sin)()( 2cos)()( 2)()(ayyexxfyyfxxefeyyxxAAAAAA2222222sin)()( 2cos)()( 2)()(ayyexxfyyfxxefeyyxxAAAAAA待定參數(shù)待定參數(shù)9個：個：xA、yA、 xD、yD 、 a、c、e、f、g在按預(yù)定軌跡設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)時在按預(yù)定軌跡設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)時 可按可按9個點(diǎn)精確設(shè)計(jì)個點(diǎn)精確設(shè)計(jì) 常用常用46點(diǎn)設(shè)計(jì)，以利于機(jī)構(gòu)優(yōu)化點(diǎn)設(shè)計(jì)，以利于機(jī)

36、構(gòu)優(yōu)化3、按預(yù)定的運(yùn)動軌跡設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)（續(xù)）、按預(yù)定的運(yùn)動軌跡設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)（續(xù)）（1）首先根據(jù)實(shí)際需要和給定條件選定四桿機(jī)構(gòu)類型）首先根據(jù)實(shí)際需要和給定條件選定四桿機(jī)構(gòu)類型（2）建立坐標(biāo)系和桿矢量）建立坐標(biāo)系和桿矢量（3）根據(jù)不同要求建立桿矢量封閉圖形）根據(jù)不同要求建立桿矢量封閉圖形（4）列桿矢量封閉方程解析式）列桿矢量封閉方程解析式（5）代入已知條件列方程組）代入已知條件列方程組（6）求解未知參數(shù)（計(jì)算機(jī)編程）求解未知參數(shù)（計(jì)算機(jī)編程）用解析法設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)小結(jié)：用解析法設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)小結(jié)：三、用圖解法設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)三、用圖解法設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)1. 按預(yù)定的連桿位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)按預(yù)定的連桿位置設(shè)計(jì)四桿

37、機(jī)構(gòu) C12Ab12D已知連桿長度及兩預(yù)定位置已知連桿長度及兩預(yù)定位置B1C1、B2C2，設(shè)計(jì)該四桿機(jī)構(gòu)。，設(shè)計(jì)該四桿機(jī)構(gòu)。設(shè)計(jì)步驟：設(shè)計(jì)步驟：B1C1C2B2設(shè)計(jì)分析：設(shè)計(jì)分析：和分別在和分別在B1B和和C1C的垂直平分線上。的垂直平分線上。鉸鏈和位置已知，固定鉸鏈和未知。鉸鏈和位置已知，固定鉸鏈和未知。鉸鏈和軌跡為圓弧，其圓心分別為點(diǎn)和。鉸鏈和軌跡為圓弧，其圓心分別為點(diǎn)和。動畫演示動畫演示已知連桿長度，要求機(jī)構(gòu)在運(yùn)動過程中占據(jù)圖示已知連桿長度，要求機(jī)構(gòu)在運(yùn)動過程中占據(jù)圖示B1C1、B2C2、B3C3三個位置，試設(shè)計(jì)該四桿機(jī)構(gòu)。三個位置，試設(shè)計(jì)該四桿機(jī)構(gòu)。b12DAB1B2B3b23C1C2

38、C3c23設(shè)計(jì)步驟：設(shè)計(jì)步驟：動畫演示動畫演示1. 按預(yù)定的連桿位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)（續(xù)）按預(yù)定的連桿位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)（續(xù)） 分析：分析： 在連桿上任取一點(diǎn)為鉸鏈點(diǎn)，則在連桿四個預(yù)定在連桿上任取一點(diǎn)為鉸鏈點(diǎn)，則在連桿四個預(yù)定位置上的該點(diǎn)不一定在同一圓周上，導(dǎo)致無解。位置上的該點(diǎn)不一定在同一圓周上，導(dǎo)致無解。 給定連桿的給定連桿的4個位置，設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)個位置，設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu) 當(dāng)按當(dāng)按5個位個位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)時，一般只構(gòu)時，一般只能近似求解。能近似求解。 怎么辦？怎么辦？中心點(diǎn)：圓點(diǎn)所在圓弧的中心點(diǎn)：圓點(diǎn)所在圓弧的圓心。即為固定鉸接點(diǎn)圓心。即為固定鉸接點(diǎn)。1. 按預(yù)定的連桿位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)按

39、預(yù)定的連桿位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu) （續(xù)）（續(xù)）找圓點(diǎn)：找圓點(diǎn)： 連桿上總能找到一些點(diǎn)，使其在連桿連桿上總能找到一些點(diǎn)，使其在連桿4個位置上的對個位置上的對應(yīng)點(diǎn)位于同一個圓周上，稱這些點(diǎn)為圓點(diǎn)。并取為活動應(yīng)點(diǎn)位于同一個圓周上，稱這些點(diǎn)為圓點(diǎn)。并取為活動鉸鏈點(diǎn)。鉸鏈點(diǎn)。（1）設(shè)計(jì)方法）設(shè)計(jì)方法 機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化法或反轉(zhuǎn)法：指根據(jù)機(jī)構(gòu)的倒置理論，通機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化法或反轉(zhuǎn)法：指根據(jù)機(jī)構(gòu)的倒置理論，通過取不同構(gòu)件為機(jī)架，將按連架桿預(yù)定位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)過取不同構(gòu)件為機(jī)架，將按連架桿預(yù)定位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化為按連桿預(yù)定位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)的方法。構(gòu)轉(zhuǎn)化為按連桿預(yù)定位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)的方法。2. 按兩連架桿的預(yù)定位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)按兩連架

40、桿的預(yù)定位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)倒置機(jī)構(gòu)倒置2. 按兩連架桿的預(yù)定位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)（續(xù)）按兩連架桿的預(yù)定位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)（續(xù)）用機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化法設(shè)計(jì)過程用機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化法設(shè)計(jì)過程 動畫演示動畫演示設(shè)計(jì)要求：已知機(jī)架長度設(shè)計(jì)要求：已知機(jī)架長度d，要求原動件順時針轉(zhuǎn)過，要求原動件順時針轉(zhuǎn)過12角時，從動件相應(yīng)的順時針轉(zhuǎn)過角時，從動件相應(yīng)的順時針轉(zhuǎn)過12，試設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)。，試設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)。給定連架桿的兩個對應(yīng)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)。給定連架桿的兩個對應(yīng)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)。設(shè)計(jì)步驟：設(shè)計(jì)步驟：動畫演示動畫演示2. 按兩連架桿的預(yù)定位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)（續(xù)）按兩連架桿的預(yù)定位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)（續(xù)）設(shè)計(jì)要求：已知機(jī)架長度設(shè)計(jì)要求：已知

41、機(jī)架長度d，要求原動件順時針轉(zhuǎn)過，要求原動件順時針轉(zhuǎn)過12、13角角時，從動件相應(yīng)的順時針轉(zhuǎn)過時，從動件相應(yīng)的順時針轉(zhuǎn)過12、13，試設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)。試設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)。 給定連架桿的給定連架桿的3個對應(yīng)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)。個對應(yīng)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)。設(shè)計(jì)步驟：設(shè)計(jì)步驟：動畫演示動畫演示2. 按兩連架桿的預(yù)定位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)（續(xù)）按兩連架桿的預(yù)定位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)（續(xù)）設(shè)計(jì)要求：已知機(jī)架長度設(shè)計(jì)要求：已知機(jī)架長度d，要求原動件順時針轉(zhuǎn)過，要求原動件順時針轉(zhuǎn)過12、13、14角時，從動件相應(yīng)的順時針轉(zhuǎn)過角時，從動件相應(yīng)的順時針轉(zhuǎn)過12、13、14，給定連架桿的給定連架桿的4個對應(yīng)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)。個對應(yīng)位置設(shè)

42、計(jì)四桿機(jī)構(gòu)。2. 按兩連架桿的預(yù)定位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)（續(xù)）按兩連架桿的預(yù)定位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)（續(xù)）設(shè)計(jì)步驟：設(shè)計(jì)步驟：動畫演示動畫演示曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求：已知搖桿的長度已知搖桿的長度CD、擺角、擺角及行程速比系數(shù)及行程速比系數(shù)K。設(shè)計(jì)過程：設(shè)計(jì)過程：3. 按給定的行程速比系數(shù)按給定的行程速比系數(shù)K設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟：設(shè)計(jì)步驟：動畫演示動畫演示已知條件：滑塊行程已知條件：滑塊行程H、偏矩、偏矩e和行程速比系數(shù)和行程速比系數(shù)K。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)3. 按給定的行程速比系數(shù)按給定的行程速比系數(shù)K設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)（續(xù)）設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)（續(xù)）設(shè)計(jì)步驟：設(shè)計(jì)步驟：動畫演示動畫演示四、用實(shí)驗(yàn)法設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)四、用實(shí)驗(yàn)法設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)1. 按兩連架桿對應(yīng)角位移設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)按兩連架桿對應(yīng)角位移設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)要求： 原動件角位移（順時針）和從動件角位移（逆原