第8章平面連桿機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)

1、第八章第八章 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)8-1 連桿機(jī)構(gòu)及其傳動(dòng)特點(diǎn)連桿機(jī)構(gòu)及其傳動(dòng)特點(diǎn)8-2 連桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用連桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用8-3 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識(shí)平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識(shí)8-4 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)8-5 多桿機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介多桿機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介 連連桿機(jī)構(gòu)常用其所含的桿數(shù)而命名，桿機(jī)構(gòu)常用其所含的桿數(shù)而命名， 故故此類機(jī)構(gòu)統(tǒng)稱為此類機(jī)構(gòu)統(tǒng)稱為連桿機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)。8-1 連桿機(jī)構(gòu)及其傳動(dòng)特點(diǎn)連桿機(jī)構(gòu)及其傳動(dòng)特點(diǎn)1.1.應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例此類機(jī)構(gòu)的共同特點(diǎn)：此類機(jī)構(gòu)的共同特點(diǎn)：l機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件1和從動(dòng)件和從動(dòng)件3運(yùn)動(dòng)都需要經(jīng)過(guò)連桿運(yùn)動(dòng)都需要經(jīng)過(guò)連桿2來(lái)傳動(dòng)來(lái)

2、傳動(dòng)，l機(jī)構(gòu)中的運(yùn)動(dòng)副一般均為低副，機(jī)構(gòu)中的運(yùn)動(dòng)副一般均為低副， 故此類機(jī)構(gòu)也稱故此類機(jī)構(gòu)也稱低副機(jī)構(gòu)低副機(jī)構(gòu)。l連桿機(jī)構(gòu)中的構(gòu)件總呈現(xiàn)桿的形狀，連桿機(jī)構(gòu)中的構(gòu)件總呈現(xiàn)桿的形狀，故有故有四桿機(jī)構(gòu)、四桿機(jī)構(gòu)、六桿機(jī)構(gòu)六桿機(jī)構(gòu)等。等。例例 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu) 故常稱構(gòu)件為故常稱構(gòu)件為桿桿。ABCD1234214A3CEB 構(gòu)件多呈現(xiàn)桿的形狀；構(gòu)件多呈現(xiàn)桿的形狀； 可實(shí)現(xiàn)多種運(yùn)動(dòng)變換和運(yùn)動(dòng)規(guī)律；可實(shí)現(xiàn)多種運(yùn)動(dòng)變換和運(yùn)動(dòng)規(guī)律； 連桿曲線連桿曲線形狀豐富，可滿足各種軌跡要求。形狀豐富，可滿足各種軌跡要求。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 運(yùn)動(dòng)鏈長(zhǎng)，累積誤差大，效率低；運(yùn)動(dòng)鏈長(zhǎng)，累積誤差大，效率低； 慣性力難以平衡，動(dòng)

3、載荷大，不宜應(yīng)用于高速運(yùn)動(dòng)；慣性力難以平衡，動(dòng)載荷大，不宜應(yīng)用于高速運(yùn)動(dòng)； 一般只能近似滿足運(yùn)動(dòng)規(guī)律要求。一般只能近似滿足運(yùn)動(dòng)規(guī)律要求。連桿機(jī)構(gòu)及其傳動(dòng)特點(diǎn)連桿機(jī)構(gòu)及其傳動(dòng)特點(diǎn))2.2.傳動(dòng)特點(diǎn)傳動(dòng)特點(diǎn) 運(yùn)動(dòng)副一般為低副；運(yùn)動(dòng)副一般為低副；優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： (1). (1).實(shí)現(xiàn)構(gòu)件給定位置實(shí)現(xiàn)構(gòu)件給定位置 (2).(2).實(shí)現(xiàn)已知運(yùn)動(dòng)規(guī)律實(shí)現(xiàn)已知運(yùn)動(dòng)規(guī)律 (3).(3).實(shí)現(xiàn)已知運(yùn)動(dòng)軌跡實(shí)現(xiàn)已知運(yùn)動(dòng)軌跡 (1).(1).圖解法圖解法 (2).(2).解析法解析法 (3).(3).圖譜法圖譜法 (4).(4).實(shí)驗(yàn)法實(shí)驗(yàn)法 3. 平面連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本問(wèn)題平面連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本問(wèn)題選型：選型： 確

4、定連桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成：構(gòu)件數(shù)目，運(yùn)動(dòng)副類型、數(shù)目。確定連桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成：構(gòu)件數(shù)目，運(yùn)動(dòng)副類型、數(shù)目。運(yùn)動(dòng)尺寸設(shè)計(jì)：運(yùn)動(dòng)尺寸設(shè)計(jì)：確定機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的參數(shù)：確定機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的參數(shù)：轉(zhuǎn)動(dòng)副中心之間的距離；移動(dòng)副位置尺寸轉(zhuǎn)動(dòng)副中心之間的距離；移動(dòng)副位置尺寸4. 設(shè)計(jì)方法：設(shè)計(jì)方法：連桿機(jī)構(gòu)及其傳動(dòng)特點(diǎn)連桿機(jī)構(gòu)及其傳動(dòng)特點(diǎn))8-2 連桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用連桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用1.1.四桿機(jī)構(gòu)的類型四桿機(jī)構(gòu)的類型（1）基本型式）基本型式鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)等腰梯形機(jī)構(gòu)等腰梯形機(jī)構(gòu)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)平行四邊形機(jī)構(gòu)平行四邊形機(jī)構(gòu)逆平行四邊形機(jī)構(gòu)逆平行四邊形機(jī)構(gòu)機(jī)

5、架機(jī)架固定不動(dòng)固定不動(dòng)連架桿連架桿定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定軸轉(zhuǎn)動(dòng)曲柄：作整周轉(zhuǎn)動(dòng)的連架桿曲柄：作整周轉(zhuǎn)動(dòng)的連架桿搖桿：非整周轉(zhuǎn)動(dòng)的連架桿搖桿：非整周轉(zhuǎn)動(dòng)的連架桿連桿連桿連接兩連架桿的桿件連接兩連架桿的桿件整轉(zhuǎn)副：二構(gòu)件相對(duì)運(yùn)動(dòng)為整周轉(zhuǎn)動(dòng)。整轉(zhuǎn)副：二構(gòu)件相對(duì)運(yùn)動(dòng)為整周轉(zhuǎn)動(dòng)。擺動(dòng)副：二構(gòu)件相對(duì)運(yùn)動(dòng)不為整周轉(zhuǎn)動(dòng)。擺動(dòng)副：二構(gòu)件相對(duì)運(yùn)動(dòng)不為整周轉(zhuǎn)動(dòng)。ABCD1234ABCE3124連桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用連桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用整轉(zhuǎn)副：整轉(zhuǎn)副：A,BA,B擺動(dòng)副：擺動(dòng)副：C,DC,D播放播放ppt8ppt8（2）演化形式）演化形式(改變受力狀況以及滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上需要改變受力狀況以及滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上需要) 其他型式的四桿機(jī)構(gòu)可

6、以認(rèn)為是由基本型式的四桿機(jī)構(gòu)演化其他型式的四桿機(jī)構(gòu)可以認(rèn)為是由基本型式的四桿機(jī)構(gòu)演化而來(lái)的，而來(lái)的，1）改變構(gòu)件的形狀及相對(duì)尺寸改變構(gòu)件的形狀及相對(duì)尺寸 其演化方法有：其演化方法有：連桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用連桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用2）改變運(yùn)動(dòng)副的尺寸）改變運(yùn)動(dòng)副的尺寸連桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用連桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用1234B2C3D41AB2C3D41AB2C3D41ACrank-rockerDouble-crankDouble-rockerCrank-rockerCDAB例例鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的倒置的倒置連桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用連桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用3）選用不同的構(gòu)件為機(jī)架）選用不同的構(gòu)件為機(jī)架（即（即機(jī)構(gòu)

7、的倒置機(jī)構(gòu)的倒置）1234B2C3D41AB2C3D41AB2C3D41ACrank-rockerDouble-crankDouble-rockerCrank-rockerCDAB1234B2C3D41AB2C3D41AB2C3D41ACrank-rockerDouble-crankDouble-rockerCrank-rockerCDAB1234B2C3D41AB2C3D41AB2C3D41ACrank-rockerDouble-crankDouble-rockerCrank-rockerCDAB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)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)平行四邊

8、形機(jī)構(gòu)平行四邊形機(jī)構(gòu)逆平行四邊形機(jī)構(gòu)逆平行四邊形機(jī)構(gòu)ABC1234eABC1221A4B2C3EeA1BC3344曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的倒置的倒置連桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用連桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用1B24AC3E(b)1B24AC3E(d)1B24AC3E(c)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)定塊機(jī)構(gòu)定塊機(jī)構(gòu)曲柄搖塊機(jī)構(gòu)曲柄搖塊機(jī)構(gòu)ABC12341B24ACE連桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用連桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用ABBC:擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)雙滑塊機(jī)構(gòu)雙滑塊機(jī)構(gòu)的倒置的倒置連桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用連桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用曲柄移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)曲柄移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)AB123432A41BABCL413y2AB12

9、3432A41BABC4X1R32連桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用連桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用雙滑塊機(jī)構(gòu)雙滑塊機(jī)構(gòu)雙轉(zhuǎn)塊機(jī)構(gòu)雙轉(zhuǎn)塊機(jī)構(gòu)正切函數(shù)發(fā)生器機(jī)構(gòu)正切函數(shù)發(fā)生器機(jī)構(gòu)4）運(yùn)動(dòng)副元素的逆換運(yùn)動(dòng)副元素的逆換連桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用連桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用AAAABBBBDDDD4444ABD4323333111112222（1）基本型式四桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用基本型式四桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用連桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用連桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用1234B2C3D41AB2C3D41AB2C3D41ACrank-rockerDouble-crankDouble-rockerCrank-rockerCDAB曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用連桿機(jī)構(gòu)

10、的類型和應(yīng)用（2）演化型式四桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用演化型式四桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用連桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用連桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用1234B2C3D41AB2C3D41AB2C3D41ACrank-rockerDouble-crankDouble-rockerCrank-rockerCDAB雙曲柄機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)（2）演化型式四桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用演化型式四桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用連桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用連桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用1234B2C3D41AB2C3D41AB2C3D41ACrank-rockerDouble-crankDouble-rockerCrank-rockerCDAB雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)ABD124C3ABD124C3連桿機(jī)構(gòu)的類

11、型和應(yīng)用連桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用連桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用連桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用ABC1234eABC1221A4B2C3EeA1BC3344曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用連桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用1B24AC3E(c)曲柄搖塊機(jī)構(gòu)曲柄搖塊機(jī)構(gòu)ABC1234ABC1234BAC1234連桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用連桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用1B24AC3E(d)定塊機(jī)構(gòu)定塊機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用連桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用AB123432A41B雙滑塊機(jī)構(gòu)雙滑塊機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用連桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用AB123432A41B雙轉(zhuǎn)塊機(jī)構(gòu)雙轉(zhuǎn)塊機(jī)構(gòu)8-3 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識(shí)平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識(shí)1.1.鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)

12、有曲柄的條件鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件（1）周轉(zhuǎn)副的條件）周轉(zhuǎn)副的條件()()bacdbadc（曲柄曲柄AB轉(zhuǎn)到轉(zhuǎn)到AB1時(shí)有時(shí)有曲柄曲柄AB轉(zhuǎn)到轉(zhuǎn)到AB2時(shí)有時(shí)有dcbadabaca 最短桿長(zhǎng)度最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度最短桿長(zhǎng)度最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度其余兩桿長(zhǎng)度之和；其余兩桿長(zhǎng)度之和； 最短桿為曲柄。最短桿為曲柄。周轉(zhuǎn)副的條件周轉(zhuǎn)副的條件平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識(shí)平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識(shí)由上述關(guān)系可以推出：由上述關(guān)系可以推出：曲柄搖桿曲柄搖桿雙曲柄雙曲柄雙搖桿雙搖桿（2）四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件）四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件 最短桿為連架桿或機(jī)架。最短桿為連架桿或機(jī)架。 各桿長(zhǎng)度應(yīng)滿足桿長(zhǎng)條件各桿長(zhǎng)度應(yīng)滿足桿長(zhǎng)條件平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識(shí)

13、平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識(shí) 此時(shí)不此時(shí)不論以任何桿為機(jī)架，機(jī)構(gòu)均為論以任何桿為機(jī)架，機(jī)構(gòu)均為雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)。 則機(jī)構(gòu)為則機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)； 當(dāng)最短桿為連當(dāng)最短桿為連架桿時(shí)，架桿時(shí)，如果各桿長(zhǎng)度不滿足桿長(zhǎng)條件，如果各桿長(zhǎng)度不滿足桿長(zhǎng)條件，則機(jī)構(gòu)無(wú)周轉(zhuǎn)副，則機(jī)構(gòu)無(wú)周轉(zhuǎn)副，偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)有曲柄的條件：偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)有曲柄的條件： 最短桿長(zhǎng)度偏距最短桿長(zhǎng)度偏距連桿的長(zhǎng)度；連桿的長(zhǎng)度； 連架桿為最短桿。連架桿為最短桿。對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)有曲柄的條件：對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)有曲柄的條件： 最短桿長(zhǎng)度最短桿長(zhǎng)度連桿的長(zhǎng)度；連桿的長(zhǎng)度； 連架桿為最短桿。連架桿為最短桿。平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識(shí)平面四桿機(jī)

14、構(gòu)的基本知識(shí)則機(jī)構(gòu)為則機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)；當(dāng)最短桿的相對(duì)桿為機(jī)架時(shí)，當(dāng)最短桿的相對(duì)桿為機(jī)架時(shí)， 當(dāng)最短桿為機(jī)架時(shí)，當(dāng)最短桿為機(jī)架時(shí)，機(jī)構(gòu)為機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)。結(jié)論：結(jié)論：如果如果鉸鏈鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)四桿機(jī)構(gòu)各桿長(zhǎng)度滿足桿長(zhǎng)條件，各桿長(zhǎng)度滿足桿長(zhǎng)條件，ABCBCaeb2.2.急回運(yùn)動(dòng)和行程速比系數(shù)急回運(yùn)動(dòng)和行程速比系數(shù)（1）急回運(yùn)動(dòng)）急回運(yùn)動(dòng) 當(dāng)主動(dòng)件曲柄等速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)件搖桿擺回的平均速度大于當(dāng)主動(dòng)件曲柄等速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)件搖桿擺回的平均速度大于擺出的平均速度，搖桿的這種運(yùn)動(dòng)特性稱為擺出的平均速度，搖桿的這種運(yùn)動(dòng)特性稱為急回運(yùn)動(dòng)急回運(yùn)動(dòng)。平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識(shí)平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知

15、識(shí)ADabcd1maxBC11BC221801801)1801)180(maxmaxoooofssfsfttttK（2 2）行程速比系數(shù)）行程速比系數(shù)K K結(jié)論結(jié)論且且角越大，角越大，K值越大，機(jī)構(gòu)的急回性質(zhì)也越顯著。值越大，機(jī)構(gòu)的急回性質(zhì)也越顯著。當(dāng)機(jī)構(gòu)存在極位夾角當(dāng)機(jī)構(gòu)存在極位夾角 時(shí)，機(jī)構(gòu)便具有急回運(yùn)動(dòng)特性。時(shí)，機(jī)構(gòu)便具有急回運(yùn)動(dòng)特性。平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識(shí)平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識(shí) 從動(dòng)件的受力方向與速度方向之間所夾銳角稱為四桿機(jī)構(gòu)從動(dòng)件的受力方向與速度方向之間所夾銳角稱為四桿機(jī)構(gòu)在此位置的壓力角在此位置的壓力角 壓力角的余角為傳動(dòng)角壓力角的余角為傳動(dòng)角 90 90為了保證機(jī)構(gòu)傳力性能良好

16、，為了保證機(jī)構(gòu)傳力性能良好，應(yīng)使應(yīng)使min40 50。3 3四桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角四桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識(shí)平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識(shí) ABCDFrFCVFtaFFFFrtsincosABCm i nDACBm i nD 最小傳動(dòng)角的確定最小傳動(dòng)角的確定： 對(duì)于曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，對(duì)于曲柄搖桿機(jī)構(gòu)， min出現(xiàn)在主動(dòng)件出現(xiàn)在主動(dòng)件曲柄與機(jī)架共線的兩位置之一。曲柄與機(jī)架共線的兩位置之一。平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識(shí)平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識(shí) min =min min , min .bcadcbDCB2)(arccos222orbcadcb2)(arccos1802220ABCDFrFCVFtBBAFVDCae

17、ABCFVCbabemaxminABC平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識(shí)平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識(shí) 以搖桿以搖桿CD為主動(dòng)件，則當(dāng)連桿與從動(dòng)件曲柄共線時(shí)，機(jī)構(gòu)為主動(dòng)件，則當(dāng)連桿與從動(dòng)件曲柄共線時(shí)，機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角的傳動(dòng)角0， 這時(shí)主動(dòng)件這時(shí)主動(dòng)件CD通過(guò)連桿作用于從動(dòng)件通過(guò)連桿作用于從動(dòng)件AB上的上的力恰好通過(guò)其回轉(zhuǎn)中心，出現(xiàn)了不能使構(gòu)件力恰好通過(guò)其回轉(zhuǎn)中心，出現(xiàn)了不能使構(gòu)件AB轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)的“頂死頂死”現(xiàn)現(xiàn)象，象，機(jī)構(gòu)的這種位置稱為機(jī)構(gòu)的這種位置稱為“死點(diǎn)死點(diǎn)”4.4.死點(diǎn)死點(diǎn)平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識(shí)平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識(shí)ABBCCDabcd1122例例1 1 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)位置平面四桿機(jī)

18、構(gòu)的基本知識(shí)平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識(shí)ABBCC1122e（1）克服死點(diǎn)的方法）克服死點(diǎn)的方法 1）利用安裝飛輪加大慣性的方法，借慣性作用使機(jī)構(gòu)闖過(guò)死）利用安裝飛輪加大慣性的方法，借慣性作用使機(jī)構(gòu)闖過(guò)死點(diǎn)。點(diǎn)。 2）采用將兩組以上的同樣機(jī)構(gòu)組合使用，而使各組機(jī)構(gòu)的死）采用將兩組以上的同樣機(jī)構(gòu)組合使用，而使各組機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置相互錯(cuò)開(kāi)排列的方法。點(diǎn)位置相互錯(cuò)開(kāi)排列的方法。平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識(shí)平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識(shí)GGEFEF（2）利用死點(diǎn)平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識(shí)平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識(shí)小結(jié)小結(jié)u 曲柄存在條件曲柄存在條件 l l 桿長(zhǎng)條件桿長(zhǎng)條件 l l 最短桿條件最短桿條件u 急回特性急回特性 l l

19、 極位夾角極位夾角 l l 行程速比系數(shù)行程速比系數(shù)1. 運(yùn)動(dòng)特性運(yùn)動(dòng)特性 壓力角和傳動(dòng)角壓力角和傳動(dòng)角 死點(diǎn)死點(diǎn)2. 傳力特性傳力特性要求：要求： 正確理解和掌握平面機(jī)構(gòu)正確理解和掌握平面機(jī)構(gòu) 工作特性的有關(guān)概念；工作特性的有關(guān)概念； 用有關(guān)工作特性檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)用有關(guān)工作特性檢驗(yàn)機(jī)構(gòu) 的運(yùn)動(dòng)和傳力性能；的運(yùn)動(dòng)和傳力性能； 運(yùn)用有關(guān)概念設(shè)計(jì)性能優(yōu)運(yùn)用有關(guān)概念設(shè)計(jì)性能優(yōu) 良的機(jī)構(gòu)。良的機(jī)構(gòu)。一一. 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本問(wèn)題連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本問(wèn)題 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本問(wèn)題是根據(jù)給定的要求選定機(jī)構(gòu)的型式，連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本問(wèn)題是根據(jù)給定的要求選定機(jī)構(gòu)的型式，確定各構(gòu)件的尺寸，同時(shí)還要滿足結(jié)構(gòu)條件、動(dòng)力條件等

20、。確定各構(gòu)件的尺寸，同時(shí)還要滿足結(jié)構(gòu)條件、動(dòng)力條件等。1 1. 實(shí)現(xiàn)給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律實(shí)現(xiàn)給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律如：滿足兩連架桿預(yù)定的對(duì)應(yīng)位置要求如：滿足兩連架桿預(yù)定的對(duì)應(yīng)位置要求, 又稱（又稱（實(shí)現(xiàn)函數(shù)的問(wèn)題實(shí)現(xiàn)函數(shù)的問(wèn)題); 滿足給定行程速比系數(shù)滿足給定行程速比系數(shù)K的要求等的要求等.即要求在機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，連桿上某些點(diǎn)的軌跡能滿足預(yù)定的即要求在機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，連桿上某些點(diǎn)的軌跡能滿足預(yù)定的軌跡要求。軌跡要求。3. 實(shí)現(xiàn)給定的運(yùn)動(dòng)軌跡實(shí)現(xiàn)給定的運(yùn)動(dòng)軌跡 8-48-4 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)圖解法、解析法、圖譜法和實(shí)驗(yàn)法。圖解法、解析法、圖譜法和實(shí)驗(yàn)法。連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法：連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)

21、計(jì)方法：鶴式起重機(jī)鶴式起重機(jī)攪拌機(jī)構(gòu)攪拌機(jī)構(gòu)流量指示機(jī)構(gòu)流量指示機(jī)構(gòu)牛頭刨床機(jī)構(gòu)牛頭刨床機(jī)構(gòu)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占據(jù)一系列預(yù)定位置即要求連桿能占據(jù)一系列預(yù)定位置小型電爐爐門的開(kāi)閉機(jī)構(gòu)小型電爐爐門的開(kāi)閉機(jī)構(gòu)（又稱（又稱剛體導(dǎo)引問(wèn)題剛體導(dǎo)引問(wèn)題）。）。二二. 用圖解法設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)用圖解法設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)（一）（一）. 按連桿預(yù)定的位置設(shè)計(jì)按連桿預(yù)定的位置設(shè)計(jì)固定鉸鏈固定鉸鏈 A、D ：活動(dòng)鉸鏈活動(dòng)鉸鏈 B、C ： 圓心圓心 圓或圓弧圓或圓弧圖解設(shè)計(jì)問(wèn)題圖解設(shè)計(jì)問(wèn)題作圖求解各鉸鏈中心的位置問(wèn)題作圖求解各鉸鏈中心的位置問(wèn)題各鉸鏈間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系：各鉸鏈間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系：A

22、BCDBiCii =1、2、NEiFi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)（1）. 按給定連桿的兩位置設(shè)計(jì)按給定連桿的兩位置設(shè)計(jì)當(dāng)當(dāng)N2時(shí)，時(shí)，有無(wú)窮多解；有無(wú)窮多解；（2）. 按給定連桿的三位置設(shè)計(jì)按給定連桿的三位置設(shè)計(jì)當(dāng)當(dāng)N3時(shí)，時(shí)，有唯一解；有唯一解；思考：若給定連桿的四個(gè)或五個(gè)位置？思考：若給定連桿的四個(gè)或五個(gè)位置？ 1. 已知活動(dòng)鉸鏈中心的位置已知活動(dòng)鉸鏈中心的位置 2. 已知固定鉸鏈中心的位置已知固定鉸鏈中心的位置 機(jī)構(gòu)的倒置原理機(jī)構(gòu)的倒置原理例例. 按給定連桿的三位置設(shè)計(jì)按給定連桿的三位置設(shè)計(jì)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)(二二). 按給定的行程速比系數(shù)按給定的行程速比系數(shù)

23、 K 設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu) 1. 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 已知已知 搖桿搖桿CD的長(zhǎng)度，搖桿的擺角的長(zhǎng)度，搖桿的擺角 ，行程速比系數(shù)，行程速比系數(shù)K，設(shè)，設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)。計(jì)四桿機(jī)構(gòu)。 2. 偏置曲柄滑快機(jī)構(gòu)偏置曲柄滑快機(jī)構(gòu) 已知已知 滑塊的行程滑塊的行程S，偏距，偏距E，行程速比系數(shù)，行程速比系數(shù)K，設(shè)計(jì)偏置曲柄，設(shè)計(jì)偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)?；瑝K機(jī)構(gòu)。(三三). 按兩連架桿預(yù)定的對(duì)應(yīng)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)按兩連架桿預(yù)定的對(duì)應(yīng)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu) 1. 已知兩連架桿的三位置來(lái)設(shè)計(jì)已知兩連架桿的三位置來(lái)設(shè)計(jì) 2. 已知兩連架桿的四位置來(lái)設(shè)計(jì)已知兩連架桿的四位置來(lái)設(shè)計(jì)(點(diǎn)位歸并法點(diǎn)位歸并法)機(jī)構(gòu)的倒置原理機(jī)構(gòu)的

24、倒置原理平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)8-5 多桿機(jī)構(gòu)多桿機(jī)構(gòu)1.1.多桿機(jī)構(gòu)的功用多桿機(jī)構(gòu)的功用（1）取得有利的傳動(dòng)角取得有利的傳動(dòng)角（2）獲得較大的機(jī)械利益獲得較大的機(jī)械利益（3）改變從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)特性改變從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)特性（4）實(shí)現(xiàn)從動(dòng)件帶停歇的運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)從動(dòng)件帶停歇的運(yùn)動(dòng)（5）擴(kuò)大機(jī)構(gòu)從動(dòng)件的行程擴(kuò)大機(jī)構(gòu)從動(dòng)件的行程（6）使機(jī)構(gòu)從動(dòng)件的行程可調(diào)使機(jī)構(gòu)從動(dòng)件的行程可調(diào)（7）實(shí)現(xiàn)特定要求下平面導(dǎo)引實(shí)現(xiàn)特定要求下平面導(dǎo)引 結(jié)論結(jié)論 由于導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的尺度參數(shù)較多，因此它可以滿足更為由于導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的尺度參數(shù)較多，因此它可以滿足更為復(fù)雜的或?qū)崿F(xiàn)更加精確的運(yùn)動(dòng)規(guī)律要求和軌跡要求。但其設(shè)計(jì)也復(fù)雜的或?qū)崿F(xiàn)更

25、加精確的運(yùn)動(dòng)規(guī)律要求和軌跡要求。但其設(shè)計(jì)也較困難。較困難。（1）多桿機(jī)構(gòu)的分類）多桿機(jī)構(gòu)的分類1）按桿數(shù)分）按桿數(shù)分五桿、六桿、八桿機(jī)構(gòu)等五桿、六桿、八桿機(jī)構(gòu)等；2）按自由度分）按自由度分單自由度、兩自由度和三自由度多桿機(jī)構(gòu)。單自由度、兩自由度和三自由度多桿機(jī)構(gòu)。（2）六桿機(jī)構(gòu)的分類）六桿機(jī)構(gòu)的分類1）瓦特（）瓦特（Watt）型，有）型，有型、型、型兩種。型兩種。多桿機(jī)構(gòu)多桿機(jī)構(gòu)2.2.多桿機(jī)構(gòu)的類型多桿機(jī)構(gòu)的類型a)b)a)b)瓦特型瓦特型斯蒂芬森型斯蒂芬森型瓦特瓦特型型瓦特瓦特型型2）斯蒂芬森（）斯蒂芬森（Stephenson）型，有）型，有型、型、型、型、型三種。型三種。c)d)e)斯蒂

26、芬森斯蒂芬森型型斯蒂芬森斯蒂芬森型型斯蒂芬森斯蒂芬森型型多桿機(jī)構(gòu)多桿機(jī)構(gòu)契貝謝夫四足機(jī)器人契貝謝夫四足機(jī)器人 它是利用連桿曲線特性，當(dāng)一對(duì)角足運(yùn)動(dòng)處在曲線的直線段時(shí)則著地它是利用連桿曲線特性，當(dāng)一對(duì)角足運(yùn)動(dòng)處在曲線的直線段時(shí)則著地靜止不動(dòng)，而另一對(duì)角足則處在曲線段作邁足運(yùn)動(dòng)，從而可實(shí)現(xiàn)類似動(dòng)物靜止不動(dòng)，而另一對(duì)角足則處在曲線段作邁足運(yùn)動(dòng)，從而可實(shí)現(xiàn)類似動(dòng)物的足行運(yùn)動(dòng)。的足行運(yùn)動(dòng)。 接下來(lái)將原機(jī)構(gòu)的各位置的構(gòu)型均視為剛體，并向某一選接下來(lái)將原機(jī)構(gòu)的各位置的構(gòu)型均視為剛體，并向某一選定位置相對(duì)移動(dòng)，使作為新機(jī)架桿的各個(gè)位置重合，便可得新定位置相對(duì)移動(dòng)，使作為新機(jī)架桿的各個(gè)位置重合，便可得新連桿相對(duì)

27、于新機(jī)架的各個(gè)位置，即實(shí)現(xiàn)了機(jī)構(gòu)的倒置。連桿相對(duì)于新機(jī)架的各個(gè)位置，即實(shí)現(xiàn)了機(jī)構(gòu)的倒置。 為了求活動(dòng)鉸鏈的位置，可將待求的活動(dòng)鉸鏈所在的桿視為了求活動(dòng)鉸鏈的位置，可將待求的活動(dòng)鉸鏈所在的桿視作作新機(jī)架新機(jī)架，而將其相對(duì)的桿視作，而將其相對(duì)的桿視作新連桿新連桿。機(jī)構(gòu)的倒置原理機(jī)構(gòu)的倒置原理 這樣，就將求活動(dòng)鉸鏈的位置問(wèn)題轉(zhuǎn)化為求固定鉸鏈的位這樣，就將求活動(dòng)鉸鏈的位置問(wèn)題轉(zhuǎn)化為求固定鉸鏈的位置問(wèn)題了。置問(wèn)題了。這種方法又稱為這種方法又稱為反轉(zhuǎn)法反轉(zhuǎn)法。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)B1C1B3C3B2C2第一步第一步第二步第二步第三步第三步第四步第四步第五步第五步平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)例例1 已知連桿已知連桿BC在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中必須經(jīng)過(guò)圖示在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中必須經(jīng)過(guò)圖示三個(gè)位置，試設(shè)計(jì)該四桿機(jī)構(gòu)。三個(gè)位置，試設(shè)計(jì)該四桿機(jī)構(gòu)。DB1C1B3C3B2C2A第一步第一步第四步第四步第五步第五步平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。 例例2 已知四桿機(jī)構(gòu)已知四桿機(jī)構(gòu)CD的兩個(gè)位置，行程速比的兩個(gè)位置，行程速比系數(shù)為系數(shù)為K.設(shè)計(jì)該四桿機(jī)構(gòu)。設(shè)計(jì)該四桿機(jī)構(gòu)。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)D。 1 計(jì)算極位交角計(jì)算極位交角 =180（K-1）/（K+1）2 任選固