四桿機(jī)構(gòu)的基本型式及演化

1、2021/8/1414-1 4-1 概述概述（1）由若干剛性構(gòu)件用低副聯(lián)接而成的）由若干剛性構(gòu)件用低副聯(lián)接而成的機(jī)構(gòu)稱為連桿機(jī)構(gòu)稱為連桿機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu) 連桿機(jī)構(gòu)又稱為低副機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)又稱為低副機(jī)構(gòu)一、定義與分類一、定義與分類2021/8/142（2）連桿機(jī)構(gòu)可分為）連桿機(jī)構(gòu)可分為 空間連桿機(jī)構(gòu)空間連桿機(jī)構(gòu)和和 平面連桿平面連桿機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)空間連桿機(jī)空間連桿機(jī)構(gòu)構(gòu)平面連桿機(jī)平面連桿機(jī)構(gòu)構(gòu)2021/8/143二、連桿機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)二、連桿機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn) 承受載荷大，便于潤滑承受載荷大，便于潤滑 制造方便，易獲得較高的精度制造方便，易獲得較高的精度 兩構(gòu)件之間的接觸靠幾何封閉兩構(gòu)件之間的接觸靠幾何封閉實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn) 實(shí)現(xiàn)多

2、種運(yùn)動(dòng)規(guī)律和軌跡要求實(shí)現(xiàn)多種運(yùn)動(dòng)規(guī)律和軌跡要求2021/8/144三、連桿機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)三、連桿機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn) 慣性力不易平衡慣性力不易平衡 不易精確實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)動(dòng)規(guī)律和軌跡不易精確實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)動(dòng)規(guī)律和軌跡要求要求2021/8/1454.4 4.4 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本型式及演化鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本型式及演化4.4.1 4.4.1 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的類型鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的類型一、 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 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)二、二、 平面四桿機(jī)構(gòu)的名詞解釋平面四桿機(jī)構(gòu)的名詞解釋連架桿連架桿機(jī)架機(jī)架連架桿連架桿連桿連桿2021/8/1461A423CBD能繞其軸線轉(zhuǎn)能繞其軸線轉(zhuǎn)360360的連

3、架桿。的連架桿。僅能繞其軸線作往復(fù)擺動(dòng)的連架桿。僅能繞其軸線作往復(fù)擺動(dòng)的連架桿。曲柄曲柄搖桿搖桿連架桿連架桿三、平面四桿機(jī)構(gòu)的分類三、平面四桿機(jī)構(gòu)的分類1 1、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 按照兩連架桿的運(yùn)動(dòng)形式的按照兩連架桿的運(yùn)動(dòng)形式的不同（即有無曲柄），可將鉸不同（即有無曲柄），可將鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)分為：鏈四桿機(jī)構(gòu)分為：曲柄為主動(dòng)件時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)曲柄為主動(dòng)件時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng) 擺動(dòng)擺動(dòng)搖桿為原動(dòng)件時(shí)，擺動(dòng)搖桿為原動(dòng)件時(shí)，擺動(dòng) 轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng) 兩連架桿中兩連架桿中一個(gè)為曲柄一個(gè)為曲柄，另，另一個(gè)為搖桿一個(gè)為搖桿的四桿機(jī)構(gòu)，稱為曲的四桿機(jī)構(gòu)，稱為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。柄搖桿機(jī)構(gòu)。 2021/8/147縫紉機(jī)縫紉機(jī)雷達(dá)天線雷達(dá)天線

4、 電風(fēng)扇搖頭機(jī)構(gòu)電風(fēng)扇搖頭機(jī)構(gòu)2021/8/148兩連架桿兩連架桿均為曲柄均為曲柄的四桿機(jī)構(gòu)稱為雙曲柄機(jī)構(gòu)的四桿機(jī)構(gòu)稱為雙曲柄機(jī)構(gòu)2 2、雙曲柄機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu) 主動(dòng)曲柄等速轉(zhuǎn)動(dòng)主動(dòng)曲柄等速轉(zhuǎn)動(dòng) 從動(dòng)曲柄也同速同向轉(zhuǎn)從動(dòng)曲柄也同速同向轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng) 2021/8/149慣性篩機(jī)構(gòu)慣性篩機(jī)構(gòu) 主動(dòng)曲柄等速轉(zhuǎn)動(dòng)主動(dòng)曲柄等速轉(zhuǎn)動(dòng) 從動(dòng)曲柄變速轉(zhuǎn)動(dòng)從動(dòng)曲柄變速轉(zhuǎn)動(dòng)2021/8/1410兩連架桿兩連架桿均為搖桿均為搖桿的四桿機(jī)構(gòu)稱為雙搖桿機(jī)構(gòu)。的四桿機(jī)構(gòu)稱為雙搖桿機(jī)構(gòu)。 3 3、雙搖桿機(jī)構(gòu)、雙搖桿機(jī)構(gòu)飛機(jī)飛機(jī)起落起落架機(jī)架機(jī)構(gòu)構(gòu)2021/8/14114.4.2 4.4.2 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化演

5、化的途徑：演化的途徑：1 1、轉(zhuǎn)動(dòng)副變?yōu)橐苿?dòng)副、轉(zhuǎn)動(dòng)副變?yōu)橐苿?dòng)副 2 2、變更機(jī)架、桿長、變更機(jī)架、桿長 3 3、擴(kuò)大轉(zhuǎn)動(dòng)副、擴(kuò)大轉(zhuǎn)動(dòng)副 改變從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)方式或運(yùn)動(dòng)規(guī)律，改變從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)方式或運(yùn)動(dòng)規(guī)律，改善構(gòu)件受力改善構(gòu)件受力 演化的目的：演化的目的：一、一、 轉(zhuǎn)動(dòng)副變成移動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)副變成移動(dòng)副 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)若若D D處的轉(zhuǎn)動(dòng)副變成移動(dòng)副處的轉(zhuǎn)動(dòng)副變成移動(dòng)副(D(D的的中心移到無窮遠(yuǎn)處中心移到無窮遠(yuǎn)處)轉(zhuǎn)化成曲柄滑塊機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化成曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 2021/8/14122021/8/1413 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中滑塊曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中滑塊C點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡稱為點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡稱為導(dǎo)路，導(dǎo)路，C點(diǎn)在兩個(gè)極限位置之間

6、的距離稱點(diǎn)在兩個(gè)極限位置之間的距離稱為行程，用為行程，用H表示，如果導(dǎo)路通過曲柄的表示，如果導(dǎo)路通過曲柄的回轉(zhuǎn)中心稱為回轉(zhuǎn)中心稱為對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。對(duì)心曲對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)行程柄滑塊機(jī)構(gòu)行程H=2LAB，如果導(dǎo)路不通，如果導(dǎo)路不通過曲柄的回轉(zhuǎn)中心稱為過曲柄的回轉(zhuǎn)中心稱為偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)2021/8/1414含有一個(gè)移動(dòng)副的平面四桿機(jī)構(gòu)含有一個(gè)移動(dòng)副的平面四桿機(jī)構(gòu) 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)：鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，擴(kuò)大轉(zhuǎn)動(dòng)副，使鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，擴(kuò)大轉(zhuǎn)動(dòng)副，使轉(zhuǎn)動(dòng)副變成移動(dòng)副。轉(zhuǎn)動(dòng)副變成移動(dòng)副。根據(jù)滑塊往復(fù)移動(dòng)根據(jù)滑塊往復(fù)移動(dòng)的導(dǎo)路中心線是否的導(dǎo)路中心線是否通過曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)中

7、心，通過曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)中心，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)可分曲柄滑塊機(jī)構(gòu)可分為對(duì)心曲柄滑塊機(jī)為對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)和偏置曲柄滑塊構(gòu)和偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)。特點(diǎn)：可以特點(diǎn)：可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)和往復(fù)移動(dòng)的變換實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)和往復(fù)移動(dòng)的變換。應(yīng)用：活塞式內(nèi)燃機(jī)、空氣壓縮機(jī)、沖床等機(jī)械等。應(yīng)用：活塞式內(nèi)燃機(jī)、空氣壓縮機(jī)、沖床等機(jī)械等。2021/8/1415對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)2021/8/1416ABCe321偏心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)偏心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)2021/8/1417B BA AC C21 3A A3sB BC C21sinABls 2021/8/1418二、二、 擴(kuò)大轉(zhuǎn)動(dòng)副擴(kuò)大轉(zhuǎn)動(dòng)副 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)BB處轉(zhuǎn)動(dòng)副擴(kuò)大，

8、包括了處轉(zhuǎn)動(dòng)副擴(kuò)大，包括了A A轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)化成偏心輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化成偏心輪機(jī)構(gòu) 經(jīng)過這樣的轉(zhuǎn)化提高了偏心軸的強(qiáng)度和剛度，結(jié)構(gòu)簡經(jīng)過這樣的轉(zhuǎn)化提高了偏心軸的強(qiáng)度和剛度，結(jié)構(gòu)簡化。常應(yīng)用于傳力較大的碎礦機(jī)和沖床等機(jī)械中化。常應(yīng)用于傳力較大的碎礦機(jī)和沖床等機(jī)械中 2021/8/1419(0360)(0360)(360)(360)1234ABCD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)(0360)(0360)(360)(360)1234ABDC雙雙搖桿機(jī)構(gòu)搖桿機(jī)構(gòu)(0360)(0360)(360)1234ABCD(360) 取不同構(gòu)件為機(jī)架取不同構(gòu)件為機(jī)架各構(gòu)件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)各構(gòu)件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系不

9、變系不變整周轉(zhuǎn)動(dòng)副整周轉(zhuǎn)動(dòng)副三、取不同的構(gòu)件為機(jī)架三、取不同的構(gòu)件為機(jī)架 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)若取不同的構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)若取不同的構(gòu)件為機(jī)架，可得到不同的機(jī)構(gòu)件為機(jī)架，可得到不同的機(jī)構(gòu) 2021/8/1420 同樣，對(duì)于曲柄滑塊機(jī)構(gòu)（同樣，對(duì)于曲柄滑塊機(jī)構(gòu)（a a），選取不同構(gòu)件為機(jī)架），選取不同構(gòu)件為機(jī)架也可以得到不同型式的機(jī)構(gòu)也可以得到不同型式的機(jī)構(gòu) 如桿如桿1 1為機(jī)架，得到導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)為機(jī)架，得到導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)( (圖圖b) b) 注注：當(dāng)：當(dāng)L1 L2L1 L2L1 L2， 桿桿2 2轉(zhuǎn)動(dòng)、桿轉(zhuǎn)動(dòng)、桿4 4只能擺動(dòng)，為擺動(dòng)導(dǎo)只能擺動(dòng)，為擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)桿機(jī)構(gòu) 擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)應(yīng)用在回轉(zhuǎn)式油泵、牛頭刨床擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)應(yīng)用在回轉(zhuǎn)式油泵、牛頭刨床等裝置上等裝置上 擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)擺動(dòng)導(dǎo)桿機(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)2021/8/1422擺動(dòng)式油缸擺動(dòng)式油缸3 3內(nèi)的壓力油推動(dòng)活塞桿內(nèi)的壓力油推動(dòng)活塞桿4 4從油缸從油缸3 3中伸出，從而中伸出，從而車廂車廂1 1繞車身繞車身2 2的的B B點(diǎn)反轉(zhuǎn)，將貨物自動(dòng)卸下。點(diǎn)反轉(zhuǎn)，將貨物自動(dòng)卸下。 如桿如桿2 2為機(jī)架，得到搖塊機(jī)構(gòu)為機(jī)架，得到搖塊機(jī)構(gòu)( (圖圖c) c) 2021/8/1423如滑塊如滑塊3 3為機(jī)架，得到定塊機(jī)構(gòu)（即移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)）為機(jī)