第10單元平面連桿機構(gòu)

1、Copyright 機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社機械基礎(chǔ)機械基礎(chǔ)平面連桿機構(gòu)平面連桿機構(gòu)機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社案例導(dǎo)入案例導(dǎo)入牛頭刨床牛頭刨床牛頭刨床機構(gòu)運動簡圖牛頭刨床機構(gòu)運動簡圖 如圖所示為縫紉機踏板機構(gòu)，為其機構(gòu)運動簡圖和結(jié)如圖所示為縫紉機踏板機構(gòu)，為其機構(gòu)運動簡圖和結(jié)構(gòu)示意圖。縫紉機傳動路線為構(gòu)示意圖?？p紉機傳動路線為: :操作者踩踏踏板使搖桿操作者踩踏踏板使搖桿1 1（原（原動件）往復(fù)擺動動件）往復(fù)擺動連桿連桿2 2驅(qū)動驅(qū)動曲柄曲柄3 3（從動件）（從動件）帶動帶輪帶動帶輪使機頭主軸連續(xù)轉(zhuǎn)動。使機頭主軸連續(xù)轉(zhuǎn)動。機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社案例導(dǎo)入案例導(dǎo)入 問題：問題：（1 1

2、）各構(gòu)件的長度如何才能保證實現(xiàn)相關(guān)的運動？）各構(gòu)件的長度如何才能保證實現(xiàn)相關(guān)的運動？ （2 2）該機構(gòu)在工作時，如何實現(xiàn)相關(guān)的運動特性？）該機構(gòu)在工作時，如何實現(xiàn)相關(guān)的運動特性？ 機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社預(yù)備知識預(yù)備知識基本概念：基本概念： 連桿機構(gòu)連桿機構(gòu)：機構(gòu)中各構(gòu)件只采用低副連接的機構(gòu)稱為連：機構(gòu)中各構(gòu)件只采用低副連接的機構(gòu)稱為連桿機構(gòu)。桿機構(gòu)。 平面連桿機構(gòu)平面連桿機構(gòu)：所有構(gòu)件均在同一平面或相互平行的平所有構(gòu)件均在同一平面或相互平行的平面內(nèi)運動的連桿機構(gòu)稱為平面連桿機構(gòu)。面內(nèi)運動的連桿機構(gòu)稱為平面連桿機構(gòu)。 縫紉機腳踏機構(gòu)縫紉機腳踏機構(gòu)鋸管機構(gòu)鋸管機構(gòu)機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社

3、預(yù)備知識預(yù)備知識 四桿機構(gòu)四桿機構(gòu)：由四個構(gòu)件組成的平面連桿機構(gòu)稱為四桿：由四個構(gòu)件組成的平面連桿機構(gòu)稱為四桿機構(gòu)機構(gòu) 腳踏式脫粒機腳踏式脫粒機機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社平面連桿機構(gòu)平面連桿機構(gòu)鉸鏈四桿機構(gòu)的認知鉸鏈四桿機構(gòu)的認知 1 平面四桿機構(gòu)的演化平面四桿機構(gòu)的演化2 平面連桿機構(gòu)的基本特性平面連桿機構(gòu)的基本特性3 平面四桿機構(gòu)的設(shè)計平面四桿機構(gòu)的設(shè)計 4 綜合案例分析綜合案例分析 5 課堂練習(xí)課堂練習(xí) 6 綜合案例分析綜合案例分析 5機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社學(xué)習(xí)目標(biāo) 掌握平面四桿機構(gòu)的基本掌握平面四桿機構(gòu)的基本類型、應(yīng)用及演化類型、應(yīng)用及演化 熟練掌握鉸鏈四桿的類型及熟練掌握鉸鏈

4、四桿的類型及判斷判斷 熟練掌握平面四桿的工作特熟練掌握平面四桿的工作特性性 ，平面四桿機構(gòu)的設(shè)計，平面四桿機構(gòu)的設(shè)計機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社學(xué)習(xí)重點和難點學(xué)習(xí)重點和難點 鉸鏈四桿機構(gòu)類型的判斷鉸鏈四桿機構(gòu)類型的判斷 平面四桿機構(gòu)的基本特性平面四桿機構(gòu)的基本特性 平面四桿機構(gòu)的設(shè)計平面四桿機構(gòu)的設(shè)計機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社10.1 10.1 鉸鏈四桿機構(gòu)的認知鉸鏈四桿機構(gòu)的認知 基本概念：基本概念： （1 1）鉸鏈四桿機構(gòu)：四）鉸鏈四桿機構(gòu)：四個構(gòu)件全部用轉(zhuǎn)動副相連的四桿個構(gòu)件全部用轉(zhuǎn)動副相連的四桿機構(gòu)，稱為機構(gòu)，稱為鉸鏈四桿機構(gòu)。鉸鏈四桿機構(gòu)。 （2 2）機架：機架：機構(gòu)中固定不動的構(gòu)

5、件。機構(gòu)中固定不動的構(gòu)件。 （3 3）連架桿連架桿：與機架連接的構(gòu)架。：與機架連接的構(gòu)架。 機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社10.1 10.1 鉸鏈四桿機構(gòu)的認知鉸鏈四桿機構(gòu)的認知 曲柄：曲柄：若能繞機架作整周轉(zhuǎn)動的連架桿則稱為曲柄。若能繞機架作整周轉(zhuǎn)動的連架桿則稱為曲柄。 搖桿搖桿：只能繞著機架在一定范圍內(nèi)擺動的連架桿只能繞著機架在一定范圍內(nèi)擺動的連架桿。 （4 4）連桿連桿：不直接與機架相連的構(gòu)件。：不直接與機架相連的構(gòu)件。機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社10.1.1 10.1.1 鉸鏈四桿機構(gòu)類型鉸鏈四桿機構(gòu)類型 鉸鏈四桿機構(gòu)按是否存在曲柄可分為三類：鉸鏈四桿機構(gòu)按是否存在曲柄可分為三類： 1.

6、1.曲柄搖桿機構(gòu)曲柄搖桿機構(gòu) （1 1）概念概念：鉸鏈四桿機構(gòu)的兩個連架桿中，若一個是鉸鏈四桿機構(gòu)的兩個連架桿中，若一個是曲柄，另一個是搖桿，則稱為曲柄，另一個是搖桿，則稱為曲柄搖桿機構(gòu)曲柄搖桿機構(gòu)。 10.1 10.1 鉸鏈四桿機構(gòu)的認知鉸鏈四桿機構(gòu)的認知機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社10.1 10.1 鉸鏈四桿機構(gòu)的認知鉸鏈四桿機構(gòu)的認知 （2 2）應(yīng)用案例應(yīng)用案例：雷達天線、：雷達天線、腳踏式脫粒機腳踏式脫粒機、攪拌機、攪拌機、水水稻插秧機的秧爪運動機構(gòu)。稻插秧機的秧爪運動機構(gòu)。 腳踏式脫粒機腳踏式脫粒機雷達天線俯仰角調(diào)整機構(gòu)雷達天線俯仰角調(diào)整機構(gòu)機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社10.1 10

7、.1 鉸鏈四桿機構(gòu)的認知鉸鏈四桿機構(gòu)的認知 攪拌機機構(gòu)攪拌機機構(gòu)水稻插秧機的秧爪運動機構(gòu)水稻插秧機的秧爪運動機構(gòu) （3 3）功能功能：將連續(xù)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為擺動，或者將擺動轉(zhuǎn)換為：將連續(xù)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為擺動，或者將擺動轉(zhuǎn)換為連續(xù)轉(zhuǎn)動。連續(xù)轉(zhuǎn)動。機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社10.1 10.1 鉸鏈四桿機構(gòu)的認知鉸鏈四桿機構(gòu)的認知 2.2.雙曲柄機構(gòu)雙曲柄機構(gòu) （1 1）概念概念：具有兩個曲柄的鉸鏈四桿機構(gòu)，稱為雙曲柄：具有兩個曲柄的鉸鏈四桿機構(gòu)，稱為雙曲柄機構(gòu)。機構(gòu)。 機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社10.1 10.1 鉸鏈四桿機構(gòu)的認知鉸鏈四桿機構(gòu)的認知 （2 2）應(yīng)用案例應(yīng)用案例：慣性篩機構(gòu)：慣性篩機構(gòu) （

8、3 3）功能功能：將等速轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為不等速同向轉(zhuǎn)動。將等速轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為不等速同向轉(zhuǎn)動。慣性篩機構(gòu)慣性篩機構(gòu)機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社10.1 10.1 鉸鏈四桿機構(gòu)的認知鉸鏈四桿機構(gòu)的認知 （4 4）雙曲柄機構(gòu)的其他類型雙曲柄機構(gòu)的其他類型 1 1）平行四邊形機構(gòu)平行四邊形機構(gòu)：如果兩曲柄的長度相等，且連桿和：如果兩曲柄的長度相等，且連桿和機架的長度也相等，則稱為四邊形機構(gòu)或平行雙曲柄機構(gòu)。機架的長度也相等，則稱為四邊形機構(gòu)或平行雙曲柄機構(gòu)。 案例案例：掘土機的驅(qū)動鏟斗機構(gòu)等掘土機的驅(qū)動鏟斗機構(gòu)等 平行四邊形機構(gòu)平行四邊形機構(gòu)掘土機的驅(qū)動鏟斗機構(gòu)掘土機的驅(qū)動鏟斗機構(gòu)機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社1

9、0.1 10.1 鉸鏈四桿機構(gòu)的認知鉸鏈四桿機構(gòu)的認知 2 2）反平行四邊形機構(gòu)：反平行四邊形機構(gòu)：兩相對構(gòu)件長度相等，一對構(gòu)兩相對構(gòu)件長度相等，一對構(gòu)件互相平行的雙曲柄機構(gòu)。件互相平行的雙曲柄機構(gòu)。 應(yīng)用案例應(yīng)用案例：公共汽車的車門開關(guān)機構(gòu)公共汽車的車門開關(guān)機構(gòu) 反平行四邊形機構(gòu)反平行四邊形機構(gòu)公共汽車的車門開關(guān)機構(gòu)公共汽車的車門開關(guān)機構(gòu) 機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社10.1 10.1 鉸鏈四桿機構(gòu)的認知鉸鏈四桿機構(gòu)的認知 3 3）功能功能：將等速轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為等速同向、不等速同向、將等速轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為等速同向、不等速同向、等多種轉(zhuǎn)動等多種轉(zhuǎn)動。 ） 反平行四邊形機構(gòu)反平行四邊形機構(gòu)平行四邊形機構(gòu)平

10、行四邊形機構(gòu)機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社10.1 10.1 鉸鏈四桿機構(gòu)的認知鉸鏈四桿機構(gòu)的認知 3. 3.雙搖桿機構(gòu)雙搖桿機構(gòu) （1 1）概念概念：鉸鏈四桿機構(gòu)的兩個連架桿若都是搖桿，鉸鏈四桿機構(gòu)的兩個連架桿若都是搖桿，則稱為雙搖桿機構(gòu)。則稱為雙搖桿機構(gòu)。 港口鶴式起重機港口鶴式起重機雙搖桿機構(gòu)雙搖桿機構(gòu)機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社10.1 10.1 鉸鏈四桿機構(gòu)的認知鉸鏈四桿機構(gòu)的認知 （2 2）應(yīng)用案例應(yīng)用案例：港口鶴式起重機：港口鶴式起重機 、汽車轉(zhuǎn)向機構(gòu)、電、汽車轉(zhuǎn)向機構(gòu)、電風(fēng)扇搖頭機構(gòu)、飛機起落架等機構(gòu)。風(fēng)扇搖頭機構(gòu)、飛機起落架等機構(gòu)。電風(fēng)扇搖頭機構(gòu)電風(fēng)扇搖頭機構(gòu)機械工業(yè)出版社機械

11、工業(yè)出版社10.1 10.1 鉸鏈四桿機構(gòu)的認知鉸鏈四桿機構(gòu)的認知 （3 3）功能：功能：將一種擺動轉(zhuǎn)換為另一種擺動將一種擺動轉(zhuǎn)換為另一種擺動。汽車前輪轉(zhuǎn)向機構(gòu)汽車前輪轉(zhuǎn)向機構(gòu)機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社10.1 10.1 鉸鏈四桿機構(gòu)的認知鉸鏈四桿機構(gòu)的認知 想一想想一想 練一練練一練 請根據(jù)所學(xué)知識判斷圖請根據(jù)所學(xué)知識判斷圖10-12和圖和圖10-13所示機構(gòu)屬于鉸所示機構(gòu)屬于鉸鏈四桿機構(gòu)中哪類鉸鏈四桿機構(gòu)？同時簡述其工作原理？鏈四桿機構(gòu)中哪類鉸鏈四桿機構(gòu)？同時簡述其工作原理？ 天平機構(gòu)天平機構(gòu)腳踏砂輪機構(gòu)腳踏砂輪機構(gòu)機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社10.1 10.1 鉸鏈四桿機構(gòu)的認知鉸鏈四

12、桿機構(gòu)的認知10.1.2 10.1.2 鉸鏈四桿機構(gòu)類型的判斷鉸鏈四桿機構(gòu)類型的判斷 1 1. .鉸鏈四桿機構(gòu)存在曲柄的條件鉸鏈四桿機構(gòu)存在曲柄的條件 機構(gòu)中相鄰構(gòu)件能否相對轉(zhuǎn)整周，由各構(gòu)件長度間的機構(gòu)中相鄰構(gòu)件能否相對轉(zhuǎn)整周，由各構(gòu)件長度間的關(guān)系決定。關(guān)系決定。 （1 1）長度和條件長度和條件：機構(gòu)中最短構(gòu)件與最長構(gòu)件長度：機構(gòu)中最短構(gòu)件與最長構(gòu)件長度之和小于或等于其余兩構(gòu)件長度之和，即之和小于或等于其余兩構(gòu)件長度之和，即 llll minmax機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社10.1 10.1 鉸鏈四桿機構(gòu)的認知鉸鏈四桿機構(gòu)的認知 （2 2）最短構(gòu)件條件最短構(gòu)件條件：連架桿與機架中必有一桿為最

13、短：連架桿與機架中必有一桿為最短構(gòu)件。構(gòu)件。 機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社10.1 10.1 鉸鏈四桿機構(gòu)的認知鉸鏈四桿機構(gòu)的認知 2 2. .鉸鏈四桿機構(gòu)基本類型的判別方法鉸鏈四桿機構(gòu)基本類型的判別方法 （1 1）滿足長度和條件滿足長度和條件，即，即 1) 1)若以最短構(gòu)件相鄰邊為機架時，機構(gòu)為曲柄搖桿機構(gòu)；若以最短構(gòu)件相鄰邊為機架時，機構(gòu)為曲柄搖桿機構(gòu)； 2 2）若以最短構(gòu)件為機架，則機構(gòu)為雙曲柄機構(gòu)；若以最短構(gòu)件為機架，則機構(gòu)為雙曲柄機構(gòu)； 3 3）若以最短構(gòu)件對邊為機架，則機構(gòu)為雙搖桿機構(gòu)。若以最短構(gòu)件對邊為機架，則機構(gòu)為雙搖桿機構(gòu)。 llll minmax機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社

14、10.1 10.1 鉸鏈四桿機構(gòu)的認知鉸鏈四桿機構(gòu)的認知 （2 2）不滿足長度和條件，不滿足長度和條件，則無論取哪個構(gòu)件為機架，則無論取哪個構(gòu)件為機架，均為雙搖桿機構(gòu)。均為雙搖桿機構(gòu)。機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社10.1 10.1 平面連桿機構(gòu)的類型平面連桿機構(gòu)的類型- -課堂練習(xí)課堂練習(xí)想一想想一想 練一練練一練 請判斷圖所示各機構(gòu)屬于何類鉸鏈四桿機構(gòu)？請判斷圖所示各機構(gòu)屬于何類鉸鏈四桿機構(gòu)？ 機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社10.1 10.1 鉸鏈四桿機構(gòu)的認知鉸鏈四桿機構(gòu)的認知 案例案例10-1 如圖如圖10-15所示縫紉機踏板機構(gòu)，已知所示縫紉機踏板機構(gòu)，已知AB=4cm、AD =11 c

15、m、BC =16 cm，若，若BC為機構(gòu)的最長構(gòu)為機構(gòu)的最長構(gòu)件，請問縫紉機踏板機構(gòu)中各構(gòu)件應(yīng)滿足什么條件，縫紉件，請問縫紉機踏板機構(gòu)中各構(gòu)件應(yīng)滿足什么條件，縫紉機踏板機構(gòu)才能為曲柄搖桿機構(gòu)？機踏板機構(gòu)才能為曲柄搖桿機構(gòu)？ 機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社10.2 10.2 平面四桿機構(gòu)的演化平面四桿機構(gòu)的演化 在實際工作機械中，鉸鏈四桿機構(gòu)還遠遠不能滿足需要，生產(chǎn)實踐在實際工作機械中，鉸鏈四桿機構(gòu)還遠遠不能滿足需要，生產(chǎn)實踐中，常常采用多種不同外形、結(jié)構(gòu)和特性的四桿機構(gòu)，都可以認為是鉸中，常常采用多種不同外形、結(jié)構(gòu)和特性的四桿機構(gòu)，都可以認為是鉸鏈四桿機構(gòu)的演化形式。鏈四桿機構(gòu)的演化形式。 常用

16、的的演化方法常用的的演化方法： （1 1）變轉(zhuǎn)動副為移動副；（）變轉(zhuǎn)動副為移動副；（2 2）取不同的構(gòu)件作機架；）取不同的構(gòu)件作機架； （3 3）擴大轉(zhuǎn)動副和移動副的尺寸。）擴大轉(zhuǎn)動副和移動副的尺寸。 機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社10.2 10.2 平面四桿機構(gòu)的演化平面四桿機構(gòu)的演化 10.2.1 10.2.1 曲柄滑塊機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu) （ 1）由曲柄搖桿機構(gòu)由曲柄搖桿機構(gòu)，將，將CD無窮大，無窮大，C點軌跡變成直線；點軌跡變成直線； （ 2）演化方法演化方法：將轉(zhuǎn)動副：將轉(zhuǎn)動副移動副；移動副； （ 3）類型類型： a.偏心曲柄滑塊機構(gòu)偏心曲柄滑塊機構(gòu) ，e0 偏距：曲柄轉(zhuǎn)動中心距導(dǎo)路偏距：

17、曲柄轉(zhuǎn)動中心距導(dǎo)路的距離。的距離。 b.對心曲柄滑塊機構(gòu)，對心曲柄滑塊機構(gòu)，e=0機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社10.2 10.2 平面四桿機構(gòu)的演化平面四桿機構(gòu)的演化（4 4）應(yīng)用案例應(yīng)用案例：內(nèi)燃機、空氣壓縮機、沖床和送料機構(gòu)等。：內(nèi)燃機、空氣壓縮機、沖床和送料機構(gòu)等?；钊絻?nèi)燃機活塞式內(nèi)燃機沖床沖床機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社10.2 10.2 平面四桿機構(gòu)的演化平面四桿機構(gòu)的演化 （5 5）功能功能：將轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為滑塊的往復(fù)移動：將轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為滑塊的往復(fù)移動機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社10.2 10.2 平面四桿機構(gòu)的演化平面四桿機構(gòu)的演化 在曲柄滑塊機構(gòu)或其他含有曲柄的四桿機構(gòu)中，當(dāng)曲在曲

18、柄滑塊機構(gòu)或其他含有曲柄的四桿機構(gòu)中，當(dāng)曲柄長度很短時，由于存在結(jié)構(gòu)設(shè)計困難，工程中常將曲柄柄長度很短時，由于存在結(jié)構(gòu)設(shè)計困難，工程中常將曲柄設(shè)計成偏心輪或偏心軸的形式。設(shè)計成偏心輪或偏心軸的形式。 這樣這樣不僅克服了結(jié)構(gòu)設(shè)計問題，而且還提高了偏心軸不僅克服了結(jié)構(gòu)設(shè)計問題，而且還提高了偏心軸的強度和剛度。曲柄為偏心輪結(jié)構(gòu)的連桿機構(gòu)稱為的強度和剛度。曲柄為偏心輪結(jié)構(gòu)的連桿機構(gòu)稱為偏心輪偏心輪機構(gòu)機構(gòu)。1-1-偏心輪偏心輪2-2-連桿連桿 3-3-滑塊滑塊4-4-機架機架 機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社10.2 10.2 平面四桿機構(gòu)的演化平面四桿機構(gòu)的演化 10.2.2 10.2.2 導(dǎo)桿機構(gòu)導(dǎo)桿

19、機構(gòu) （1 1）演化過程演化過程：改變對心曲柄滑塊中的機架而演化來：改變對心曲柄滑塊中的機架而演化來的；的； （2 2）演化方法演化方法：改變曲柄滑塊機構(gòu)的機架：改變曲柄滑塊機構(gòu)的機架, ,以構(gòu)件以構(gòu)件1 1為為機架機架。機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社10.2 10.2 平面四桿機構(gòu)的演化平面四桿機構(gòu)的演化導(dǎo)桿機構(gòu)類型：導(dǎo)桿機構(gòu)類型：l1 l2轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機構(gòu)轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機構(gòu)擺動導(dǎo)桿機構(gòu)擺動導(dǎo)桿機構(gòu)機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社10.2 10.2 平面四桿機構(gòu)的演化平面四桿機構(gòu)的演化（4 4）應(yīng)用案例應(yīng)用案例：常用于牛頭刨床、插床和回轉(zhuǎn)油泵中。：常用于牛頭刨床、插床和回轉(zhuǎn)油泵中。插刀插床機構(gòu)插刀插床機構(gòu)牛

20、頭刨床驅(qū)動機構(gòu)牛頭刨床驅(qū)動機構(gòu)機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社10.2 10.2 平面四桿機構(gòu)的演化平面四桿機構(gòu)的演化 10.2.3 10.2.3 搖塊機構(gòu)和定塊機構(gòu)搖塊機構(gòu)和定塊機構(gòu) 1.1.搖塊機構(gòu)搖塊機構(gòu) （1 1）演化方法：演化方法：以構(gòu)件以構(gòu)件2 2為機架，可得搖塊機構(gòu)為機架，可得搖塊機構(gòu)。 （2 2）應(yīng)用實例：應(yīng)用實例：卡車車廂自動卸料機構(gòu)卡車車廂自動卸料機構(gòu) 卡車車廂自動卸料機構(gòu)卡車車廂自動卸料機構(gòu)搖塊機構(gòu)的演化搖塊機構(gòu)的演化機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社10.2 10.2 平面四桿機構(gòu)的演化平面四桿機構(gòu)的演化 2. 2.移動導(dǎo)桿移動導(dǎo)桿機構(gòu)機構(gòu)： （1 1）演化方法：演化方法：以構(gòu)件

21、以構(gòu)件3 3為機架，得到定塊機構(gòu)。為機架，得到定塊機構(gòu)。 （2 2）應(yīng)用實例：應(yīng)用實例：手動抽水機手動抽水機 移動導(dǎo)桿移動導(dǎo)桿機構(gòu)的演化機構(gòu)的演化手動抽水機手動抽水機機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社10.3 10.3 平面四桿機構(gòu)的基本特性平面四桿機構(gòu)的基本特性 請觀察下列動畫：請觀察下列動畫： 問題：問題：1.1.牛頭刨床的往返速度是否相同？牛頭刨床的往返速度是否相同？ 2. 2.縫紉機的腳踏機構(gòu)出現(xiàn)卡死現(xiàn)象時，該怎么辦？縫紉機的腳踏機構(gòu)出現(xiàn)卡死現(xiàn)象時，該怎么辦？ 牛頭刨床牛頭刨床縫紉機的腳踏機構(gòu)縫紉機的腳踏機構(gòu)機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社10.3 10.3 平面四桿機構(gòu)的基本特性平面四桿機構(gòu)的

22、基本特性 10.3.1 10.3.1 急回特性和行程數(shù)比系數(shù)急回特性和行程數(shù)比系數(shù) 1. 1.基本概念基本概念：（以曲柄搖桿機構(gòu)為例，曲柄為原動件）（以曲柄搖桿機構(gòu)為例，曲柄為原動件） （1 1）四桿機構(gòu)的極限位置四桿機構(gòu)的極限位置：當(dāng)曲柄與連桿二次共線時，搖桿位于：當(dāng)曲柄與連桿二次共線時，搖桿位于機構(gòu)的最左或最右的位置。機構(gòu)的最左或最右的位置。 （2 2）極位夾角（極位夾角（）：從動件處于二個極限位置時，相對應(yīng)的原：從動件處于二個極限位置時，相對應(yīng)的原動件曲柄所夾的銳角。動件曲柄所夾的銳角。 機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社10.3 10.3 平面四桿機構(gòu)的基本特性平面四桿機構(gòu)的基本特性 （3

23、3）擺角（擺角（）：）：搖桿（從動件）在兩個極限位置搖桿（從動件）在兩個極限位置z z之間所夾角稱為搖桿的之間所夾角稱為搖桿的擺角，擺角，用用表示。表示。機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社10.3 10.3 平面四桿機構(gòu)的基本特性平面四桿機構(gòu)的基本特性 2.2.急回特性急回特性：原動件曲柄作連續(xù)轉(zhuǎn)動時，作往復(fù)運動：原動件曲柄作連續(xù)轉(zhuǎn)動時，作往復(fù)運動的搖桿在空回行程的平均速度大于工作行程的特性稱為的搖桿在空回行程的平均速度大于工作行程的特性稱為急急回特性?；靥匦?。 . .行程速比系數(shù)（行程速比系數(shù)（K）：）：從動件空回行程與工作行程從動件空回行程與工作行程的平均速度之比。的平均速度之比。 機械工業(yè)出版

24、社機械工業(yè)出版社10.3 10.3 平面四桿機構(gòu)的基本特性平面四桿機構(gòu)的基本特性 極位夾角為極位夾角為： 討論討論：a、0K1此時機構(gòu)具有急回特性，此時機構(gòu)具有急回特性， K 急急 回特性越顯著。回特性越顯著。 b、=0K=1，此時機構(gòu)無急回特性，此時機構(gòu)無急回特性。11180KK機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社10.3 10.3 平面四桿機構(gòu)的基本特性平面四桿機構(gòu)的基本特性 想一想想一想 練一練練一練 圖圖10-30a所示為牛頭刨床傳動示意圖，圖所示為牛頭刨床傳動示意圖，圖10-30b b為牛頭刨床刨刀驅(qū)為牛頭刨床刨刀驅(qū)動機構(gòu)，該機構(gòu)在曲柄的帶動下驅(qū)動導(dǎo)桿作往復(fù)擺動，擺桿帶動滑枕往動機構(gòu)，該機構(gòu)

25、在曲柄的帶動下驅(qū)動導(dǎo)桿作往復(fù)擺動，擺桿帶動滑枕往復(fù)移動。請利用所學(xué)知識分析牛頭刨床的運動特性，并判斷其是利用什復(fù)移動。請利用所學(xué)知識分析牛頭刨床的運動特性，并判斷其是利用什么特性來提高生產(chǎn)效率？么特性來提高生產(chǎn)效率？a）牛頭刨床機構(gòu)運動簡圖）牛頭刨床機構(gòu)運動簡圖b b） 牛頭刨床刨刀驅(qū)動機構(gòu)牛頭刨床刨刀驅(qū)動機構(gòu) 機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社10.3 10.3 平面四桿機構(gòu)的基本特性平面四桿機構(gòu)的基本特性 10.3.2 10.3.2 壓力角和傳動角壓力角和傳動角 1.1.壓力角（壓力角（）：從動件上的作用力：從動件上的作用力F與該點速度與該點速度vc所夾銳所夾銳角角稱為機構(gòu)的壓力角。稱為機構(gòu)的壓

26、力角。 F的兩個分力：的兩個分力： Fn=Fsin引起摩擦力，有害分力引起摩擦力，有害分力 Ft=Fcos有效分力有效分力 機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社10.3 10.3 平面四桿機構(gòu)的基本特性平面四桿機構(gòu)的基本特性 2. 2.傳動角（傳動角（）：）：壓力角壓力角的余角，即的余角，即=90-稱為稱為傳動角傳動角。 討論討論：（） Fn傳力性能差。傳力性能差。 （ ） Fn 傳力性能好。傳力性能好。機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社10.3 10.3 平面四桿機構(gòu)的基本特性平面四桿機構(gòu)的基本特性 為保證機構(gòu)的傳力性能良好，必須限定機構(gòu)的最小傳為保證機構(gòu)的傳力性能良好，必須限定機構(gòu)的最小傳動角，通常動角

27、，通常min 。 對于一般機械，通常對于一般機械，通常min 40, =4050;對于傳遞對于傳遞功率大的機械功率大的機械min 50，對于一些非傳力機構(gòu)，也可取，對于一些非傳力機構(gòu)，也可取 min 40,但不能過小。但不能過小。機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社10.3 10.3 平面四桿機構(gòu)的基本特性平面四桿機構(gòu)的基本特性 3.min 的確定的確定 （1）曲柄搖桿機構(gòu)的）曲柄搖桿機構(gòu)的min位置位置 搖桿搖桿CD為從動件，曲柄為從動件，曲柄AB為原動時，當(dāng)原動件為原動時，當(dāng)原動件AB與機架與機架AD共線時，共線時，傳動角最小。比較兩者兩次共線的傳動角最小。比較兩者兩次共線的min，并取小值為該機

28、構(gòu)的最小傳動角，并取小值為該機構(gòu)的最小傳動角min 。機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社10.3 10.3 平面四桿機構(gòu)的基本特性平面四桿機構(gòu)的基本特性（2）曲柄滑塊機構(gòu)）曲柄滑塊機構(gòu)max位置位置 對于曲柄滑塊機構(gòu)，當(dāng)主動件為曲柄時，最大壓力角對于曲柄滑塊機構(gòu)，當(dāng)主動件為曲柄時，最大壓力角出現(xiàn)在曲柄與滑塊導(dǎo)路垂直時的位置。出現(xiàn)在曲柄與滑塊導(dǎo)路垂直時的位置。偏心曲柄滑塊機構(gòu)偏心曲柄滑塊機構(gòu)機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社10.3 10.3 平面四桿機構(gòu)的基本特性平面四桿機構(gòu)的基本特性 （3 3）擺動導(dǎo)桿機構(gòu)）擺動導(dǎo)桿機構(gòu) 1 1）以曲柄為原動件，傳動角）以曲柄為原動件，傳動角恒恒等于等于9090 ，具有

29、良好的，具有良好的傳力性能。傳力性能。 2 2）以導(dǎo)桿為原動件，傳動角）以導(dǎo)桿為原動件，傳動角min= =0 0，位置出現(xiàn)在導(dǎo)桿，位置出現(xiàn)在導(dǎo)桿與曲柄垂直處。與曲柄垂直處。機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社10.3 10.3 平面四桿機構(gòu)的基本特性平面四桿機構(gòu)的基本特性10.3.3 10.3.3 死點位置死點位置 1.1.概念：概念：如如圖圖10-34所示，以搖桿所示，以搖桿CD為原動件，為原動件，機構(gòu)的機構(gòu)的傳動角傳動角=0=0 （=90=90），這時轉(zhuǎn)動力矩為零，從動件不轉(zhuǎn)這時轉(zhuǎn)動力矩為零，從動件不轉(zhuǎn)動，機構(gòu)處于停頓位置稱為動，機構(gòu)處于停頓位置稱為死點位置死點位置。 機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社

30、10.3 10.3 平面四桿機構(gòu)的基本特性平面四桿機構(gòu)的基本特性2.2.死點位置的利弊死點位置的利弊 利利：工程上利用死點位置進行工作。：工程上利用死點位置進行工作。 夾具機構(gòu)夾具機構(gòu)飛機起落架機構(gòu)飛機起落架機構(gòu)機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社10.3 10.3 平面四桿機構(gòu)的基本特性平面四桿機構(gòu)的基本特性 弊弊：機構(gòu)有死點，從動件出現(xiàn)卡死或運動方向不確定：機構(gòu)有死點，從動件出現(xiàn)卡死或運動方向不確定現(xiàn)象，對傳動不利，如縫紉機的腳踏機構(gòu)?，F(xiàn)象，對傳動不利，如縫紉機的腳踏機構(gòu)?？p紉機的腳踏機構(gòu)縫紉機的腳踏機構(gòu)機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社10.3 10.3 平面四桿機構(gòu)的基本特性平面四桿機構(gòu)的基本特性

31、3.3.克服死點的方法克服死點的方法 （1 1）增大從動件的質(zhì)量，利用慣性度過死點位置。增大從動件的質(zhì)量，利用慣性度過死點位置。 （2 2）在從動曲柄上施加外力或安裝飛輪以增加慣性。）在從動曲柄上施加外力或安裝飛輪以增加慣性。 （3 3）采用相同的機構(gòu)錯位排列。）采用相同的機構(gòu)錯位排列?；疖囓囕喡?lián)動裝置火車車輪聯(lián)動裝置縫紉機的腳踏機構(gòu)縫紉機的腳踏機構(gòu)機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社10.4 10.4 平面四桿機構(gòu)的設(shè)計平面四桿機構(gòu)的設(shè)計 平面四桿機構(gòu)的設(shè)計，主要考慮給定的運動條件，確平面四桿機構(gòu)的設(shè)計，主要考慮給定的運動條件，確定機構(gòu)運動簡圖。有時為了使設(shè)計可靠、合理，還應(yīng)考慮定機構(gòu)運動簡圖。有時

32、為了使設(shè)計可靠、合理，還應(yīng)考慮幾何條件和動力條件。幾何條件和動力條件。 生產(chǎn)實踐中的四桿機構(gòu)設(shè)計問題可歸納為兩類生產(chǎn)實踐中的四桿機構(gòu)設(shè)計問題可歸納為兩類： （1 1）實現(xiàn)給定的從動件運動規(guī)律）實現(xiàn)給定的從動件運動規(guī)律, ,或使從動件具有急或使從動件具有急回特性?；靥匦浴?（2 2）實現(xiàn)給定的運動規(guī)律。）實現(xiàn)給定的運動規(guī)律。 平面四桿機構(gòu)運動設(shè)計的方法有幾何作圖法、實驗法平面四桿機構(gòu)運動設(shè)計的方法有幾何作圖法、實驗法和解析法。本節(jié)主要介紹和解析法。本節(jié)主要介紹幾何作圖法。幾何作圖法。機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社10.4 10.4 平面四桿機構(gòu)的設(shè)計平面四桿機構(gòu)的設(shè)計10.4.1 10.4.1 按

33、給定的行程速比系數(shù)設(shè)計四桿機構(gòu)按給定的行程速比系數(shù)設(shè)計四桿機構(gòu) 已知條件：（已知條件：（1 1）行程速比系數(shù)）行程速比系數(shù)K （2 2）機構(gòu)的極限位置處的幾何關(guān)）機構(gòu)的極限位置處的幾何關(guān)系系 （3 3）其他輔助條件）其他輔助條件 1.1.曲柄搖桿機構(gòu)曲柄搖桿機構(gòu) 已知條件已知條件：搖桿的長度：搖桿的長度lCD 、擺角、擺角和行程速比系數(shù)和行程速比系數(shù)K 設(shè)計設(shè)計：1）確定鉸鏈）確定鉸鏈A的位置；的位置；2）確定其他三個構(gòu)件的長度）確定其他三個構(gòu)件的長度 機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社10.4 10.4 平面四桿機構(gòu)的設(shè)計平面四桿機構(gòu)的設(shè)計 案例案例10-2 已知曲柄搖桿機構(gòu)的行程速度變化系數(shù)已知

34、曲柄搖桿機構(gòu)的行程速度變化系數(shù)K=1.32、搖桿長度搖桿長度lCD=450mm、擺角、擺角 =35，機架長度，機架長度lAD=420mm，試用圖解法設(shè)計該機構(gòu)。試用圖解法設(shè)計該機構(gòu)。 機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社10.4 10.4 平面四桿機構(gòu)的設(shè)計平面四桿機構(gòu)的設(shè)計 曲柄搖桿機構(gòu)的設(shè)計步驟：曲柄搖桿機構(gòu)的設(shè)計步驟： （1 1）按給定行程速比系數(shù)按給定行程速比系數(shù)K，計算出極位夾角，計算出極位夾角 11180KK機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社10.4 10.4 平面四桿機構(gòu)的設(shè)計平面四桿機構(gòu)的設(shè)計 （2）選）選取適當(dāng)?shù)拈L度比例尺取適當(dāng)?shù)拈L度比例尺l ，作出搖桿的兩個極限作出搖桿的兩個極限位置位置

35、C1D和和C2D。機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社10.4 10.4 平面四桿機構(gòu)的設(shè)計平面四桿機構(gòu)的設(shè)計 （3）做輔助圓）做輔助圓 連接連接C1和和C2，作，作 C1C2O= C2C1O=90-,得交點得交點O，以，以O(shè)為圓心，為圓心， C1O為半徑做輔助圓為半徑做輔助圓 。 機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社10.4 10.4 平面四桿機構(gòu)的設(shè)計平面四桿機構(gòu)的設(shè)計 （5）確定）確定A點位置，獲得點位置，獲得AC1、AC2尺寸。尺寸。 AB=（AC2 - AC1 ）/2，BC=（AC2 + AC1 ） 實際構(gòu)件長度實際構(gòu)件長度lAB =l AB， lBC =l BC， lCD =l CD機械工業(yè)出版社

36、機械工業(yè)出版社10.4 10.4 平面四桿機構(gòu)的設(shè)計平面四桿機構(gòu)的設(shè)計 10.4.2 按連桿給定的預(yù)定位置設(shè)計四桿機構(gòu)按連桿給定的預(yù)定位置設(shè)計四桿機構(gòu) 案例案例10-3 如圖所示為鑄工車間翻臺振實造型機的翻轉(zhuǎn)如圖所示為鑄工車間翻臺振實造型機的翻轉(zhuǎn)機構(gòu)。它是應(yīng)用一個鉸鏈四桿機構(gòu)來實現(xiàn)翻臺的兩個工作機構(gòu)。它是應(yīng)用一個鉸鏈四桿機構(gòu)來實現(xiàn)翻臺的兩個工作位置。翻臺在位置位置。翻臺在位置I處造型，在位置處造型，在位置II處起模，翻臺與連桿處起模，翻臺與連桿BC固聯(lián)成一體，固聯(lián)成一體，lBC=0.5m，機架，機架AD為水平位置，試設(shè)計為水平位置，試設(shè)計該砂箱翻轉(zhuǎn)機構(gòu)。該砂箱翻轉(zhuǎn)機構(gòu)。機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社10.4 10.4 平面四桿機構(gòu)的設(shè)計平面四桿機構(gòu)的設(shè)計 已知鉸鏈四桿機構(gòu)連桿已知鉸鏈四桿機構(gòu)連桿B1C1、B2C2的兩個位置，試設(shè)的兩個位置，試設(shè)計鉸鏈四桿機構(gòu)。計鉸鏈四桿機構(gòu)。機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社10.4 10.4 平面四桿機構(gòu)的設(shè)計平面四桿機構(gòu)的設(shè)計想一想