第8章 平面連桿機構(gòu)及其設(shè)計

1、第八章第八章 平面連桿機構(gòu)及其設(shè)計平面連桿機構(gòu)及其設(shè)計8-3 平面四桿機構(gòu)的基本知識平面四桿機構(gòu)的基本知識8-4 平面四桿機構(gòu)的設(shè)計平面四桿機構(gòu)的設(shè)計8-1 連桿機構(gòu)及其傳動特點連桿機構(gòu)及其傳動特點8-2 平面四桿機構(gòu)的類型和應(yīng)用平面四桿機構(gòu)的類型和應(yīng)用8-1 連桿機構(gòu)及其傳動特點連桿機構(gòu)及其傳動特點1.連桿機構(gòu)曲柄搖桿機構(gòu)曲柄搖桿機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)擺動導(dǎo)桿機構(gòu)擺動導(dǎo)桿機構(gòu)此類機構(gòu)的共同特點：l機構(gòu)的原動件和從動件的運動都需要經(jīng)過連桿來傳動。故此類機構(gòu)統(tǒng)稱為連桿機構(gòu)。l機構(gòu)中的運動副一般均為低副。故此類機構(gòu)也稱低副機構(gòu)。l連桿機構(gòu)中的構(gòu)件多呈現(xiàn)桿的形狀，故常稱構(gòu)件為桿。連桿機構(gòu)常用其

2、所含的桿數(shù)而命名，有四桿機構(gòu)、六桿機構(gòu)等。2.傳動特點構(gòu)件多呈現(xiàn)桿的形狀；可實現(xiàn)多種運動變換和運動規(guī)律；連桿曲線形狀豐富，可滿足各種軌跡要求。缺點：運動鏈長，累積誤差大，效率低；慣性力難以平衡，動載荷大，不宜用于高速運動；一般只能近似滿足運動規(guī)律要求。運動副一般為低副；優(yōu)點：第八章第八章 平面連桿機構(gòu)及其設(shè)計平面連桿機構(gòu)及其設(shè)計8-3 平面四桿機構(gòu)的基本知識平面四桿機構(gòu)的基本知識8-4 平面四桿機構(gòu)的設(shè)計平面四桿機構(gòu)的設(shè)計8-1 連桿機構(gòu)及其傳動特點連桿機構(gòu)及其傳動特點8-2 平面四桿機構(gòu)的類型和應(yīng)用平面四桿機構(gòu)的類型和應(yīng)用（1）基本型式1.四桿機構(gòu)的類型鉸鏈四桿機構(gòu)等腰梯形機構(gòu)（2）演化形式

3、 其他型式的四桿機構(gòu)可以認(rèn)為是由基本型式的四桿機構(gòu)演化而來的， 其演化方法有：1）改變構(gòu)件的形狀及運動尺寸2）改變運動副的尺寸曲柄搖桿機構(gòu)雙曲柄機構(gòu)雙搖桿機構(gòu)平行四邊形機構(gòu)逆平行四邊形機構(gòu)例8-2 鉸鏈四桿機構(gòu)的倒置曲柄滑塊機構(gòu)的倒置雙滑塊機構(gòu)的倒置4）運動副元素的逆換3）選用不同的構(gòu)件為機架（即機構(gòu)的倒置）2.四桿機構(gòu)的應(yīng)用（1）基本型式四桿機構(gòu)的應(yīng)用（2）演化型式四桿機構(gòu)的應(yīng)用第八章第八章 平面連桿機構(gòu)及其設(shè)計平面連桿機構(gòu)及其設(shè)計8-3 平面四桿機構(gòu)的基本知識平面四桿機構(gòu)的基本知識8-4 平面四桿機構(gòu)的設(shè)計平面四桿機構(gòu)的設(shè)計8-1 連桿機構(gòu)及其傳動特點連桿機構(gòu)及其傳動特點8-2 平面四桿機

4、構(gòu)的類型和應(yīng)用平面四桿機構(gòu)的類型和應(yīng)用 最短桿與最長桿長度之和小于或等于其余兩桿長度之和；最短桿與最長桿長度之和小于或等于其余兩桿長度之和； 連架桿與機架中必有一桿為最短桿。連架桿與機架中必有一桿為最短桿。一、曲柄存在條件一、曲柄存在條件DCB11cbda+cadb+-)(badc+-)(曲柄存在條件曲柄存在條件格拉?；舴蚋窭；舴?Grashoff)(Grashoff)判據(jù)或桿長之和條件判據(jù)或桿長之和條件構(gòu)構(gòu)件件1 1為為機機架架取不同構(gòu)件為機架時的鉸鏈四桿機構(gòu)型式取不同構(gòu)件為機架時的鉸鏈四桿機構(gòu)型式構(gòu)構(gòu)件件4 4為為機機架架構(gòu)構(gòu)件件2 2為為機機架架構(gòu)構(gòu)件件3 3為為機機架架 一、曲柄存在

5、條件一、曲柄存在條件若不存在曲柄，為何種機構(gòu)？若不存在曲柄，為何種機構(gòu)？如果各桿長度不滿足桿長條件，如果各桿長度不滿足桿長條件，則機構(gòu)無周轉(zhuǎn)副，則機構(gòu)無周轉(zhuǎn)副，此時不此時不論以何桿為機架，機構(gòu)均為論以何桿為機架，機構(gòu)均為雙搖桿機構(gòu)雙搖桿機構(gòu)。偏置曲柄滑塊機構(gòu)有曲柄的條件：連架桿長度偏距連桿的長度；連架桿為最短桿。對心曲柄滑塊機構(gòu)有曲柄的條件：連架桿長度連桿的長度；連架桿為最短桿。一、曲柄存在條件一、曲柄存在條件二、急回特性二、急回特性 極位夾角極位夾角 當(dāng)從動搖桿處于左、當(dāng)從動搖桿處于左、右右 兩極限位置時，主動曲兩極限位置時，主動曲 柄兩位置所夾的銳角柄兩位置所夾的銳角搖桿的擺角搖桿的擺角

6、從動搖桿兩極限位從動搖桿兩極限位 置間的夾角置間的夾角行程速比系數(shù)行程速比系數(shù)K212211122121180180C CvttKvtC Ct+-11180+-KK 急回特性急回特性 當(dāng)曲柄等速轉(zhuǎn)動時，搖桿往復(fù)擺動的平均速度當(dāng)曲柄等速轉(zhuǎn)動時，搖桿往復(fù)擺動的平均速度不不 同的運動特性。急回特性的相對程度，通常用同的運動特性。急回特性的相對程度，通常用v2 2 與與v1 1的比值的比值K來衡量，來衡量，K稱為行程速比系數(shù)。稱為行程速比系數(shù)。 且 角越大，K值越大，機構(gòu)的急回性質(zhì)也越顯著。當(dāng)機構(gòu)存在極位夾角 時，機構(gòu)便具有急回運動特性；結(jié)論結(jié)論如何求曲柄滑塊機構(gòu)、導(dǎo)桿機構(gòu)的急回特性？如何求曲柄滑塊機

7、構(gòu)、導(dǎo)桿機構(gòu)的急回特性？B1C1BACB2C2ABCB1C1C2B2C1C2BAC 二、急回特性二、急回特性 傳動角傳動角壓力角的余角。壓力角的余角。三、壓力角和傳動角三、壓力角和傳動角壓力角壓力角從動件受力點從動件受力點（C C點）的受力方向與受力點點）的受力方向與受力點的速度方向之間所夾的銳角。的速度方向之間所夾的銳角。設(shè)計條件設(shè)計條件如何確定如何確定minmin？ min min 可能發(fā)生在主動曲柄與機架兩次共線（可能發(fā)生在主動曲柄與機架兩次共線（ABAB，ABAB）的位置之一處，即的位置之一處，即 處。處。 oo0180 （或）ABDBCD結(jié)論結(jié)論最小傳動角最小傳動角曲柄滑塊機構(gòu)曲柄滑

8、塊機構(gòu) min 在什么位置？在什么位置？四、死點位置四、死點位置死點位置死點位置在搖桿在搖桿CDCD為為主動件的曲柄搖桿機構(gòu)中主動件的曲柄搖桿機構(gòu)中，連桿，連桿BCBC與從動曲柄與從動曲柄ABAB出出現(xiàn)共線的位置?，F(xiàn)共線的位置。特征特征=0=0（=90=90）曲柄滑塊機構(gòu)、導(dǎo)桿機構(gòu)的死點位置？曲柄滑塊機構(gòu)、導(dǎo)桿機構(gòu)的死點位置？ dacaba克服死點的方法克服死點的方法順利通過死點位置的措施順利通過死點位置的措施：利用系統(tǒng)的慣性；利用系統(tǒng)的慣性；利用特殊機構(gòu)利用特殊機構(gòu)蒸汽機車驅(qū)動輪聯(lián)動機構(gòu)蒸汽機車驅(qū)動輪聯(lián)動機構(gòu) 利用機構(gòu)錯位排列利用機構(gòu)錯位排列縫紉機踏板機構(gòu)縫紉機踏板機構(gòu)利用慣性利用慣性死點的

9、利用死點的利用ADCB1324第八章第八章 平面連桿機構(gòu)及其設(shè)計平面連桿機構(gòu)及其設(shè)計8-3 平面四桿機構(gòu)的基本知識平面四桿機構(gòu)的基本知識8-4 平面四桿機構(gòu)的設(shè)計平面四桿機構(gòu)的設(shè)計8-1 連桿機構(gòu)及其傳動特點連桿機構(gòu)及其傳動特點8-2 平面四桿機構(gòu)的類型和應(yīng)用平面四桿機構(gòu)的類型和應(yīng)用一、作圖法設(shè)計四桿機構(gòu)的基本原理一、作圖法設(shè)計四桿機構(gòu)的基本原理ABCD固定鉸鏈 A、D ：活動鉸鏈 B、C ： 圓心 圓或圓弧BiCii =1、2、NEiFi圖解設(shè)計問題作圖求解各鉸鏈中心的位置問題。各鉸鏈間的運動關(guān)系： 接下來，將原機構(gòu)的各位置的構(gòu)型均視為剛體，并向某一選定位置相對移動，使新機架的各桿位置重合，便可得新連桿相對于新機架的各個位置，即實現(xiàn)了機構(gòu)的倒置。 這樣，就將求活動鉸鏈的位置問題轉(zhuǎn)化為求固定鉸鏈的位置問題了。這種方法又稱為反轉(zhuǎn)法。 為了求活動鉸鏈的位置，可將待求活動鉸鏈所在的桿視作新機架，而將其相對的桿視為新連桿。機構(gòu)的倒置原理機構(gòu)的倒置原理二、圖解設(shè)計法二、圖解設(shè)計法（一）按連桿的預(yù)定位置設(shè)計（一）按連桿的預(yù)定位置設(shè)計1已知活動鉸鏈中心的位置2已知固定鉸