連桿機(jī)構(gòu) 楊家軍.

1、華中科技大學(xué)楊家軍第二章第二章 平面連桿機(jī)構(gòu)及其平面連桿機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)華中科技大學(xué)楊家軍二、連桿機(jī)構(gòu)的分類二、連桿機(jī)構(gòu)的分類1 1、根據(jù)構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)分為：、根據(jù)構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)分為：平面連桿機(jī)構(gòu)，空間連桿機(jī)構(gòu)。平面連桿機(jī)構(gòu)，空間連桿機(jī)構(gòu)。2 2、根據(jù)機(jī)構(gòu)中構(gòu)件數(shù)目分為：、根據(jù)機(jī)構(gòu)中構(gòu)件數(shù)目分為：四桿機(jī)構(gòu)、五桿機(jī)構(gòu)、六桿機(jī)構(gòu)等。四桿機(jī)構(gòu)、五桿機(jī)構(gòu)、六桿機(jī)構(gòu)等。一、一、連桿機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)是若干個(gè)構(gòu)件全用低副（轉(zhuǎn)動(dòng)副、是若干個(gè)構(gòu)件全用低副（轉(zhuǎn)動(dòng)副、移動(dòng)副移動(dòng)副、球面副、球銷副、圓柱副及螺旋副）、球面副、球銷副、圓柱副及螺旋副）聯(lián)接而成的機(jī)構(gòu)，也稱之為低副機(jī)構(gòu)。聯(lián)接而成的機(jī)構(gòu)，也稱之為低副機(jī)構(gòu)

2、。華中科技大學(xué)楊家軍三平面連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)三平面連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)1）適用于傳遞較大的動(dòng)力，常用于動(dòng)力機(jī)械。）適用于傳遞較大的動(dòng)力，常用于動(dòng)力機(jī)械。2 2）依靠運(yùn)動(dòng)副元素的幾何形面保持構(gòu)件間的相互）依靠運(yùn)動(dòng)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接觸，且易于制造，易于保證所要求的制造精度3 3）能夠?qū)崿F(xiàn)多種運(yùn)動(dòng)軌跡曲線和運(yùn)動(dòng)規(guī)律，工程）能夠?qū)崿F(xiàn)多種運(yùn)動(dòng)軌跡曲線和運(yùn)動(dòng)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(jī)構(gòu)。上常用來作為直接完成某種軌跡要求的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。4 4）可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳遞的操縱機(jī)構(gòu)。）可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳遞的操縱機(jī)構(gòu)。 不足之處：不足之處：1）不易于傳遞高速

3、運(yùn)動(dòng)。不易于傳遞高速運(yùn)動(dòng)。2 2）可能產(chǎn)生較大的運(yùn)動(dòng)累積誤差。可能產(chǎn)生較大的運(yùn)動(dòng)累積誤差。3 3）平面連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)較為繁難。平面連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)較為繁難。華中科技大學(xué)楊家軍2-1 2-1 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本形式、演變平面四桿機(jī)構(gòu)的基本形式、演變及其應(yīng)用及其應(yīng)用機(jī)架機(jī)架連架桿連架桿連架桿連架桿連桿連桿 在連架桿中，能在連架桿中，能繞其軸線回轉(zhuǎn)繞其軸線回轉(zhuǎn)360360者稱為曲柄；僅能者稱為曲柄；僅能繞其軸線往復(fù)擺動(dòng)繞其軸線往復(fù)擺動(dòng)者稱為搖桿。者稱為搖桿。一、一、平面四桿機(jī)構(gòu)的基本形式平面四桿機(jī)構(gòu)的基本形式1 1）曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu): :兩連架桿中，一個(gè)為曲柄，兩連架桿中，一個(gè)為曲柄，而另一個(gè)

4、為搖桿。而另一個(gè)為搖桿。2 2）雙曲柄機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu) 兩連架桿均為曲柄。兩連架桿均為曲柄。3 3）雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu) 兩連架桿均為搖桿。兩連架桿均為搖桿。4 41 12 23 3華中科技大學(xué)楊家軍2-2 2-2 平面四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中的共性問題平面四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中的共性問題一、平面四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件一、平面四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件二、二、平面四桿機(jī)構(gòu)輸出件的急回特性平面四桿機(jī)構(gòu)輸出件的急回特性三、三、平面機(jī)構(gòu)的壓力角和傳動(dòng)角、死點(diǎn)平面機(jī)構(gòu)的壓力角和傳動(dòng)角、死點(diǎn)華中科技大學(xué)楊家軍平面連桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件：平面連桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件：1 1）連架桿與機(jī)架中必有一桿為四桿機(jī)構(gòu)中的最）連架桿與機(jī)架中必有一桿為

5、四桿機(jī)構(gòu)中的最短桿；短桿；2 2）最短桿與最長桿之和應(yīng)小于或等于其余兩桿）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）的桿長之和。（桿長和條件）華中科技大學(xué)楊家軍鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)類型的判斷條件鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)類型的判斷條件：2 2）若不滿足桿長和條件，該機(jī)構(gòu)只能是雙搖桿）若不滿足桿長和條件，該機(jī)構(gòu)只能是雙搖桿機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)。注意：鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)必須滿足四構(gòu)件組成的封閉多邊形注意：鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)必須滿足四構(gòu)件組成的封閉多邊形條件：最長桿的桿長條件：最長桿的桿長 2 2 , : t, : t1 1tt2 2 , , v v1 1v00。華中科技大學(xué)楊家軍B BA AC CB1B1B2B2C2C

6、2C1C1B1C2AC1BB2CA AB1B1D DC CB2B2 = = 華中科技大學(xué)楊家軍A AB B三、三、平面機(jī)構(gòu)的壓力角平面機(jī)構(gòu)的壓力角和傳動(dòng)角、死點(diǎn)和傳動(dòng)角、死點(diǎn)C CD DF FvcvcF1F1F2F2F1 = FcosF1 = FcosF2 = FsinF2 = Fsin1 1、機(jī)構(gòu)壓力角、機(jī)構(gòu)壓力角: :在不計(jì)摩擦力、慣性力和重在不計(jì)摩擦力、慣性力和重力的條件下，機(jī)構(gòu)中驅(qū)使輸出件運(yùn)動(dòng)的力的力的條件下，機(jī)構(gòu)中驅(qū)使輸出件運(yùn)動(dòng)的力的方向線與輸出件上受力點(diǎn)的速度方向間所夾方向線與輸出件上受力點(diǎn)的速度方向間所夾的銳角，稱為機(jī)構(gòu)壓力角，通常用的銳角，稱為機(jī)構(gòu)壓力角，通常用表示。表示。,

7、,F F1 1 華中科技大學(xué)楊家軍傳動(dòng)角：壓力角的余角。傳動(dòng)角：壓力角的余角。機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角和壓力角作出如下規(guī)定：機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角和壓力角作出如下規(guī)定：minmin ；= 30= 306060；maxmax。、分別為許用傳動(dòng)角和許用壓力角。分別為許用傳動(dòng)角和許用壓力角。vcvcA AB BC CD DF FF1F1F2F2通常用通常用表示表示. . F F1 1 華中科技大學(xué)楊家軍v vB3B3A AB BC CF F1 12 23 3v vB3B3A AB BC CF F1 12 23 3= 0= 0 = 90= 90A AB BC CF F2 23 31 1v vB3B3華中科技大學(xué)楊家軍min

8、=min , 180-maxmin2 2、最小傳動(dòng)角的確定、最小傳動(dòng)角的確定F2F2F2F2A AB BC CD D F Fv vc cF1F1B BB BC CC Cmaxmaxminmin a ab bc cd d 華中科技大學(xué)楊家軍B BA AC CB BB BC CC C minminB BC CA ACCB BB BC C 為提高機(jī)械傳動(dòng)效率，應(yīng)使其最小傳動(dòng)角處于工作為提高機(jī)械傳動(dòng)效率，應(yīng)使其最小傳動(dòng)角處于工作阻力較小的空回行程中。阻力較小的空回行程中。華中科技大學(xué)楊家軍3 3 機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置 在不計(jì)構(gòu)件的重力、慣性力和運(yùn)動(dòng)副中的摩擦阻力在不計(jì)構(gòu)件的重力、慣性力和運(yùn)動(dòng)副

9、中的摩擦阻力的條件下，當(dāng)機(jī)構(gòu)處于傳動(dòng)角的條件下，當(dāng)機(jī)構(gòu)處于傳動(dòng)角=0=0（或（或=90=90）的位）的位置下，無論給機(jī)構(gòu)主動(dòng)件的驅(qū)動(dòng)力或驅(qū)動(dòng)力矩有多大，置下，無論給機(jī)構(gòu)主動(dòng)件的驅(qū)動(dòng)力或驅(qū)動(dòng)力矩有多大，均不能使機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，這個(gè)位置稱為機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置。均不能使機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，這個(gè)位置稱為機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置。F1 = FcosF1 = FcosF2 = FsinF2 = FsinB BD DA AC CF FD DA AB BC CF Fv v華中科技大學(xué)楊家軍華中科技大學(xué)楊家軍23、平面四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)、平面四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)1、基本問題、基本問題 根據(jù)機(jī)構(gòu)所提出的運(yùn)動(dòng)條件，確定機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)尺寸，根據(jù)機(jī)構(gòu)所

10、提出的運(yùn)動(dòng)條件，確定機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)尺寸，畫出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖。畫出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖。1）根據(jù)給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律（位移、速度和加速度）設(shè)）根據(jù)給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律（位移、速度和加速度）設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)；計(jì)四桿機(jī)構(gòu)；a a 實(shí)現(xiàn)連桿的幾個(gè)位置實(shí)現(xiàn)連桿的幾個(gè)位置c c 實(shí)現(xiàn)兩連架桿的對(duì)應(yīng)角位移、角速度和角加速度實(shí)現(xiàn)兩連架桿的對(duì)應(yīng)角位移、角速度和角加速度（顎式碎礦機(jī)、慣性篩）（顎式碎礦機(jī)、慣性篩）b b 實(shí)現(xiàn)輸出構(gòu)件的急回特性實(shí)現(xiàn)輸出構(gòu)件的急回特性2）根據(jù)給定的運(yùn)動(dòng)軌跡設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)；）根據(jù)給定的運(yùn)動(dòng)軌跡設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)；3) 3) 綜合功能綜合功能華中科技大學(xué)楊家軍一一 根據(jù)給定的連桿位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)根據(jù)給定的連桿位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)B B1 1B B2 2B B3 3C C2 2C C3 3C C1 1A AD Dc c2323c c1212b b2323b b1212華中科技大學(xué)楊家軍二二 按給定行程速度變化系數(shù)設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)按給定行程速度變化系數(shù)設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)AB=(ACAB=(AC2 2-AC-AC1 1)/2)/2BC=(ACBC=(AC1 1+AC+AC2 2)/2)/2ACAC1 1=BC-AB=BC-ABACAC2 2=BC+AB=BC+AB180180（K-1K-1） （K+1K+1）=確定比例尺確定比例尺llADlBClABAD