第5章 平面連桿機(jī)構(gòu) 課件(5)

1、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課件（課件（5）第第5 5章章 平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu) 一、一、 平面運(yùn)動(dòng)副平面運(yùn)動(dòng)副二、二、 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖三、三、 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度四、計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度時(shí)的注意事項(xiàng)四、計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度時(shí)的注意事項(xiàng)第一節(jié)第一節(jié) 平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng) 簡(jiǎn)圖和自由度簡(jiǎn)圖和自由度 1.1.運(yùn)動(dòng)副的定義運(yùn)動(dòng)副的定義兩構(gòu)件直接接觸并能產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的聯(lián)接，稱為兩構(gòu)件直接接觸并能產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的聯(lián)接，稱為運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副。是可動(dòng)連接。是可動(dòng)連接。 例如：軸和軸承、活塞和氣缸，嚙合中的一例如：軸和軸承、活塞和氣缸，嚙合中的一對(duì)齒廓、滑塊與導(dǎo)槽，均保持直接接觸

2、，并能產(chǎn)對(duì)齒廓、滑塊與導(dǎo)槽，均保持直接接觸，并能產(chǎn)生一定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因而它們都構(gòu)成了運(yùn)動(dòng)副。生一定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因而它們都構(gòu)成了運(yùn)動(dòng)副。兩構(gòu)件直接接觸而構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副的點(diǎn)、兩構(gòu)件直接接觸而構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副的點(diǎn)、線、面部分。線、面部分。 例如：軸與軸承間構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副，軸的外圓柱例如：軸與軸承間構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副，軸的外圓柱面與軸承內(nèi)孔為運(yùn)動(dòng)副元素。凸輪與滾子間構(gòu)成面與軸承內(nèi)孔為運(yùn)動(dòng)副元素。凸輪與滾子間構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副，凸輪與滾子接觸部分為運(yùn)動(dòng)副元素。運(yùn)動(dòng)副，凸輪與滾子接觸部分為運(yùn)動(dòng)副元素。 運(yùn)動(dòng)副元素運(yùn)動(dòng)副元素運(yùn)動(dòng)副元素運(yùn)動(dòng)副元素對(duì)運(yùn)動(dòng)副的理解要把握以下三點(diǎn)：對(duì)運(yùn)動(dòng)副的理解要把握以下三點(diǎn)：（）運(yùn)動(dòng)副是一種聯(lián)接；（）運(yùn)動(dòng)副是

3、一種聯(lián)接；（）運(yùn)動(dòng)副由兩個(gè)構(gòu)件組成；（）運(yùn)動(dòng)副由兩個(gè)構(gòu)件組成；（）組成運(yùn)動(dòng)副的兩個(gè)構(gòu)件之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)（）組成運(yùn)動(dòng)副的兩個(gè)構(gòu)件之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)副是機(jī)械原理中最重要的概念之一運(yùn)動(dòng)副是機(jī)械原理中最重要的概念之一組成機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)副的類型決定機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)形式。運(yùn)動(dòng)副有組成機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)副的類型決定機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)形式。運(yùn)動(dòng)副有多種類型，對(duì)運(yùn)動(dòng)副進(jìn)行正確的分類，在機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和綜合多種類型，對(duì)運(yùn)動(dòng)副進(jìn)行正確的分類，在機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和綜合中是非常重要的。中是非常重要的。2.運(yùn)動(dòng)副的分類運(yùn)動(dòng)副的分類()根據(jù)運(yùn)動(dòng)副所引入的約束數(shù)分類根據(jù)運(yùn)動(dòng)副所引入的約束數(shù)分類表2-1 常用運(yùn)動(dòng)副及其簡(jiǎn)圖名稱圖 形簡(jiǎn)圖符號(hào)副級(jí)自由度名稱圖 形簡(jiǎn)圖符號(hào)

4、副級(jí)自由度球面高副I5圓柱套筒副IV2柱面高副II4轉(zhuǎn)動(dòng)副V1球面低副III3移動(dòng)副V1球銷副IV2螺旋副V1()根據(jù)組成運(yùn)動(dòng)副的兩個(gè)運(yùn)動(dòng)副元素的接觸情況分類根據(jù)組成運(yùn)動(dòng)副的兩個(gè)運(yùn)動(dòng)副元素的接觸情況分類球面高副球面高副柱面高副柱面高副運(yùn)動(dòng)副元素運(yùn)動(dòng)副元素以點(diǎn)或線接觸的運(yùn)動(dòng)副以點(diǎn)或線接觸的運(yùn)動(dòng)副稱為稱為高副高副。運(yùn)動(dòng)副元素運(yùn)動(dòng)副元素以面接觸的運(yùn)動(dòng)副以面接觸的運(yùn)動(dòng)副稱為稱為低副低副。球面低副移動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)副()根據(jù)組成運(yùn)動(dòng)副的兩個(gè)構(gòu)件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)形式分類根據(jù)組成運(yùn)動(dòng)副的兩個(gè)構(gòu)件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)形式分類空間運(yùn)動(dòng)副空間運(yùn)動(dòng)副球銷副螺旋副圓柱套筒副運(yùn)動(dòng)鏈與機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)鏈與機(jī)構(gòu)開式運(yùn)動(dòng)鏈開式運(yùn)動(dòng)鏈閉式運(yùn)動(dòng)鏈閉式運(yùn)動(dòng)鏈機(jī)構(gòu)

5、機(jī)構(gòu) 自由度和約束：自由度和約束： 自由度：自由度：構(gòu)件所具有的這種獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目稱為構(gòu)件所具有的這種獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目稱為構(gòu)件的自由度。構(gòu)件的自由度。 一個(gè)作平面運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件可以做沿軸一個(gè)作平面運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件可以做沿軸x x、軸、軸y y和繞垂和繞垂直于直于xoyxoy平面的平面的軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。這軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。這個(gè)自由構(gòu)件有個(gè)自由構(gòu)件有三個(gè)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)三個(gè)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的可能性。所的可能性。所以一個(gè)作平面以一個(gè)作平面運(yùn)動(dòng)的自由構(gòu)運(yùn)動(dòng)的自由構(gòu)件有三個(gè)自由件有三個(gè)自由度。度。但當(dāng)這些構(gòu)件之間以一定的方式聯(lián)接起來成為構(gòu)但當(dāng)這些構(gòu)件之間以一定的方式聯(lián)接起來成為構(gòu)件系統(tǒng)時(shí)，各個(gè)構(gòu)件不再是自由構(gòu)件。兩相互接件系統(tǒng)時(shí)，各個(gè)構(gòu)件不再是

6、自由構(gòu)件。兩相互接觸的構(gòu)件間只能作一定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，自由度減少。觸的構(gòu)件間只能作一定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，自由度減少。 這種這種對(duì)構(gòu)件獨(dú)立運(yùn)動(dòng)所施加的限制對(duì)構(gòu)件獨(dú)立運(yùn)動(dòng)所施加的限制稱為稱為約束約束。 運(yùn)動(dòng)副每引入一個(gè)約束，構(gòu)件就失去一個(gè)運(yùn)動(dòng)副每引入一個(gè)約束，構(gòu)件就失去一個(gè)自由度。自由度。 運(yùn)動(dòng)副既限制了兩構(gòu)件的某些相對(duì)運(yùn)動(dòng)，又運(yùn)動(dòng)副既限制了兩構(gòu)件的某些相對(duì)運(yùn)動(dòng)，又允許構(gòu)件間有一定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。允許構(gòu)件間有一定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。 兩構(gòu)件以兩構(gòu)件以面接觸面接觸而形成的運(yùn)動(dòng)副。按運(yùn)而形成的運(yùn)動(dòng)副。按運(yùn)動(dòng)特性可分為動(dòng)特性可分為轉(zhuǎn)動(dòng)副和移動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)副和移動(dòng)副只允許兩構(gòu)件作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，又稱作鉸鏈。只允許兩構(gòu)件作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，又稱作鉸

7、鏈。 移動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)副平面運(yùn)動(dòng)副平面運(yùn)動(dòng)副a)固定鉸鏈固定鉸鏈b)活動(dòng)鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)副活動(dòng)鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)副固定鉸鏈和活動(dòng)鉸鏈模型固定鉸鏈和活動(dòng)鉸鏈模型 移動(dòng)副：移動(dòng)副：只允許兩構(gòu)件作相對(duì)移動(dòng)。只允許兩構(gòu)件作相對(duì)移動(dòng)。移動(dòng)副模型移動(dòng)副模型結(jié)論結(jié)論: :兩構(gòu)件用低副聯(lián)接，失去兩個(gè)兩構(gòu)件用低副聯(lián)接，失去兩個(gè)自由度；壓力小。自由度；壓力小。2 2）. .高副高副兩構(gòu)件以點(diǎn)或線接觸而構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副。兩構(gòu)件以點(diǎn)或線接觸而構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副。高副模型高副模型兩構(gòu)件用高副聯(lián)接，失去一個(gè)自由度；壓兩構(gòu)件用高副聯(lián)接，失去一個(gè)自由度；壓力大。力大。 結(jié)論結(jié)論: :二、平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖二、平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖：用簡(jiǎn)單的線條和規(guī)定符

8、號(hào)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖：用簡(jiǎn)單的線條和規(guī)定符號(hào)表示構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副，并按一定的比例確定運(yùn)動(dòng)表示構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副，并按一定的比例確定運(yùn)動(dòng)副的相對(duì)位置及與運(yùn)動(dòng)有關(guān)的尺寸，這種表明副的相對(duì)位置及與運(yùn)動(dòng)有關(guān)的尺寸，這種表明機(jī)構(gòu)組成和各構(gòu)件間真實(shí)運(yùn)動(dòng)關(guān)系的簡(jiǎn)單的圖機(jī)構(gòu)組成和各構(gòu)件間真實(shí)運(yùn)動(dòng)關(guān)系的簡(jiǎn)單的圖形。形。 和運(yùn)動(dòng)有關(guān)的：運(yùn)動(dòng)副的類型、數(shù)目、相對(duì)和運(yùn)動(dòng)有關(guān)的：運(yùn)動(dòng)副的類型、數(shù)目、相對(duì)位置、構(gòu)件數(shù)目；位置、構(gòu)件數(shù)目； 和運(yùn)動(dòng)無關(guān)的：構(gòu)件外形、截面尺寸、組成和運(yùn)動(dòng)無關(guān)的：構(gòu)件外形、截面尺寸、組成構(gòu)件的零件數(shù)目、運(yùn)動(dòng)副的具體構(gòu)造。構(gòu)件的零件數(shù)目、運(yùn)動(dòng)副的具體構(gòu)造。1 1、平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖、平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖1 1）. .構(gòu)

9、件均用直線或小方塊等來表示構(gòu)件均用直線或小方塊等來表示構(gòu)件均用直線或小方塊等來表示，畫有斜線的構(gòu)件均用直線或小方塊等來表示，畫有斜線的表示機(jī)架。表示機(jī)架。2 2、構(gòu)件的分類及帶有運(yùn)動(dòng)副元素構(gòu)件的表示、構(gòu)件的分類及帶有運(yùn)動(dòng)副元素構(gòu)件的表示2 2）、轉(zhuǎn)動(dòng)副表示方法）、轉(zhuǎn)動(dòng)副表示方法構(gòu)件組成轉(zhuǎn)動(dòng)副時(shí)，如下圖表示。構(gòu)件組成轉(zhuǎn)動(dòng)副時(shí)，如下圖表示。圖垂直于回轉(zhuǎn)軸線用圖圖垂直于回轉(zhuǎn)軸線用圖a a表示；表示；圖不垂直于回轉(zhuǎn)軸線時(shí)用圖圖不垂直于回轉(zhuǎn)軸線時(shí)用圖b b表示。表示。表示轉(zhuǎn)動(dòng)副的圓圈，圓心須與回轉(zhuǎn)軸線重合。表示轉(zhuǎn)動(dòng)副的圓圈，圓心須與回轉(zhuǎn)軸線重合。一個(gè)構(gòu)件具有多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副時(shí)，則應(yīng)在兩條交一個(gè)構(gòu)件具有多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)

10、副時(shí)，則應(yīng)在兩條交叉處涂黑，或在其內(nèi)畫上斜線。叉處涂黑，或在其內(nèi)畫上斜線。3 3）、）、 移動(dòng)副移動(dòng)副兩構(gòu)件組成移動(dòng)副，其導(dǎo)路必須與相對(duì)移動(dòng)兩構(gòu)件組成移動(dòng)副，其導(dǎo)路必須與相對(duì)移動(dòng)方向一致。方向一致。4 4）、平面高副）、平面高副 兩構(gòu)件組成平面高副時(shí)，其運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖中應(yīng)畫出兩兩構(gòu)件組成平面高副時(shí)，其運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖中應(yīng)畫出兩構(gòu)件接觸處的曲線輪廓，對(duì)于凸輪、滾子，習(xí)慣劃出構(gòu)件接觸處的曲線輪廓，對(duì)于凸輪、滾子，習(xí)慣劃出其全部輪廓；對(duì)于齒輪，常用點(diǎn)劃線劃出其節(jié)圓。其全部輪廓；對(duì)于齒輪，常用點(diǎn)劃線劃出其節(jié)圓。3 3、平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制步驟：、平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制步驟： 圖上尺寸(mm)mm實(shí)際尺寸l1 1）

11、分析機(jī)構(gòu)，觀察相對(duì)運(yùn)動(dòng)，數(shù)清所有構(gòu)件）分析機(jī)構(gòu)，觀察相對(duì)運(yùn)動(dòng)，數(shù)清所有構(gòu)件的數(shù)目；的數(shù)目；2 2）確定所有運(yùn)動(dòng)副的類型和數(shù)目；）確定所有運(yùn)動(dòng)副的類型和數(shù)目；3 3）選擇合理的位置（即能充分反映機(jī)構(gòu)的特性）；）選擇合理的位置（即能充分反映機(jī)構(gòu)的特性）；4 4）確定比例尺：）確定比例尺：5 5）用規(guī)定的符號(hào)和線條繪制成簡(jiǎn)圖。（從原）用規(guī)定的符號(hào)和線條繪制成簡(jiǎn)圖。（從原動(dòng)件開始畫動(dòng)件開始畫) )注意：要明確三類構(gòu)件注意：要明確三類構(gòu)件固定件（機(jī)架）：機(jī)架中只有一個(gè)為機(jī)固定件（機(jī)架）：機(jī)架中只有一個(gè)為機(jī)架。架。原動(dòng)件：機(jī)構(gòu)中有驅(qū)動(dòng)力或已知運(yùn)動(dòng)規(guī)原動(dòng)件：機(jī)構(gòu)中有驅(qū)動(dòng)力或已知運(yùn)動(dòng)規(guī)律的構(gòu)件。律的構(gòu)件。從動(dòng)

12、件：除原動(dòng)件以外的所有活動(dòng)構(gòu)件。從動(dòng)件：除原動(dòng)件以外的所有活動(dòng)構(gòu)件。例例2-1 2-1 試?yán)L制內(nèi)燃機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖試?yán)L制內(nèi)燃機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖氣缸體氣缸體1活塞活塞2進(jìn)氣閥進(jìn)氣閥3排氣閥排氣閥4連桿連桿5曲軸曲軸6凸輪凸輪7頂桿頂桿8齒輪齒輪10解：解：1 1）分析運(yùn)動(dòng)，確）分析運(yùn)動(dòng)，確定構(gòu)件的類型和數(shù)量定構(gòu)件的類型和數(shù)量 2 2）確定運(yùn)動(dòng)副的類型）確定運(yùn)動(dòng)副的類型和數(shù)目和數(shù)目 3 3）選擇視圖平面）選擇視圖平面 4 4）選取比例尺，根）選取比例尺，根據(jù)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)尺寸，定出據(jù)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)尺寸，定出各運(yùn)動(dòng)副間的相對(duì)位置各運(yùn)動(dòng)副間的相對(duì)位置 5 5）畫出各運(yùn)動(dòng)副和）畫出各運(yùn)動(dòng)副和機(jī)構(gòu)符號(hào)，并表示出各機(jī)構(gòu)符

13、號(hào)，并表示出各構(gòu)件構(gòu)件內(nèi)燃機(jī)工作原理內(nèi)燃機(jī)工作原理例例5-1 5-1 試?yán)L制顎式破碎機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖試?yán)L制顎式破碎機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖解：顎式破碎機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制步驟解：顎式破碎機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制步驟構(gòu)件自由度（復(fù)習(xí)）構(gòu)件自由度（復(fù)習(xí)） 一個(gè)自由的平面構(gòu)件有一個(gè)自由的平面構(gòu)件有三個(gè)自由度三個(gè)自由度。三、平面機(jī)構(gòu)的自由度三、平面機(jī)構(gòu)的自由度構(gòu)件間構(gòu)件間 低副聯(lián)接低副聯(lián)接 減少減少2 2個(gè)自由度個(gè)自由度 高副聯(lián)接高副聯(lián)接 減少減少1 1個(gè)自由度個(gè)自由度 平面機(jī)構(gòu)的每個(gè)活動(dòng)構(gòu)件在未構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副之前都是平面機(jī)構(gòu)的每個(gè)活動(dòng)構(gòu)件在未構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副之前都是三個(gè)自三個(gè)自由度由度自由構(gòu)件。自由構(gòu)件。但當(dāng)這些構(gòu)件之間

14、以一定的方式聯(lián)接起來成為構(gòu)件系統(tǒng)時(shí)，但當(dāng)這些構(gòu)件之間以一定的方式聯(lián)接起來成為構(gòu)件系統(tǒng)時(shí)，各個(gè)構(gòu)件不再是自由構(gòu)件。兩相互接觸的構(gòu)件間只能作一各個(gè)構(gòu)件不再是自由構(gòu)件。兩相互接觸的構(gòu)件間只能作一定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，自由度減少。定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，自由度減少。約束：運(yùn)動(dòng)副對(duì)構(gòu)件獨(dú)立運(yùn)動(dòng)所加的限制約束：運(yùn)動(dòng)副對(duì)構(gòu)件獨(dú)立運(yùn)動(dòng)所加的限制不同類型的運(yùn)動(dòng)副引入的約束數(shù)不同，每引入一個(gè)約束，不同類型的運(yùn)動(dòng)副引入的約束數(shù)不同，每引入一個(gè)約束，構(gòu)件就失去構(gòu)件就失去一個(gè)自由度。一個(gè)自由度。 1 1、機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件 23411四桿機(jī)構(gòu)，四桿機(jī)構(gòu)，F(xiàn)=1F=1，只有，只有1 1個(gè)原動(dòng)件，運(yùn)動(dòng)可確定。個(gè)原動(dòng)

15、件，運(yùn)動(dòng)可確定。 要使所設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)鏈成為機(jī)構(gòu)，組成運(yùn)動(dòng)鏈的各構(gòu)件之要使所設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)鏈成為機(jī)構(gòu)，組成運(yùn)動(dòng)鏈的各構(gòu)件之間必須具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。不能產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)或作無規(guī)則運(yùn)動(dòng)間必須具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。不能產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)或作無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)鏈均不能成為機(jī)構(gòu)。的運(yùn)動(dòng)鏈均不能成為機(jī)構(gòu)。 上圖表明該運(yùn)動(dòng)鏈中各構(gòu)件間已無相對(duì)運(yùn)動(dòng)，只構(gòu)成了上圖表明該運(yùn)動(dòng)鏈中各構(gòu)件間已無相對(duì)運(yùn)動(dòng)，只構(gòu)成了一個(gè)剛性桁架，因而不能成為機(jī)構(gòu)。一個(gè)剛性桁架，因而不能成為機(jī)構(gòu)。剛性桁架剛性桁架12345AEBCCDD14從動(dòng)件位置不確定。從動(dòng)件位置不確定。 五桿機(jī)構(gòu)，五桿機(jī)構(gòu)，F(xiàn)=2F=2，只有，只有1 1個(gè)原動(dòng)件，給定角度個(gè)原動(dòng)件，給定角度后，

16、構(gòu)件后，構(gòu)件2 2、3 3、4 4既可在實(shí)線位置又可在虛既可在實(shí)線位置又可在虛線位置，運(yùn)動(dòng)不確定。線位置，運(yùn)動(dòng)不確定。原動(dòng)件數(shù)原動(dòng)件數(shù)=F0=F0，運(yùn)動(dòng)確定，運(yùn)動(dòng)確定原動(dòng)件數(shù)原動(dòng)件數(shù)FFF，機(jī)構(gòu)破壞，機(jī)構(gòu)破壞2A5B14E4D CCD311412314132結(jié)論：結(jié)論： 平面機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件：機(jī)構(gòu)原動(dòng)件平面機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件：機(jī)構(gòu)原動(dòng)件個(gè)數(shù)應(yīng)等于機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)目，個(gè)數(shù)應(yīng)等于機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)目，W=F0W=F0。 原動(dòng)件數(shù)自由度數(shù)，機(jī)構(gòu)無確定運(yùn)動(dòng)原動(dòng)件數(shù)自由度數(shù)，機(jī)構(gòu)無確定運(yùn)動(dòng) 原動(dòng)件數(shù)自由度數(shù)，機(jī)構(gòu)在薄弱處損壞原動(dòng)件數(shù)自由度數(shù)，機(jī)構(gòu)在薄弱處損壞 2.2.平面運(yùn)動(dòng)鏈的自由度計(jì)算公式平面運(yùn)

17、動(dòng)鏈的自由度計(jì)算公式n n ：機(jī)構(gòu)中活動(dòng)構(gòu)件數(shù)，：機(jī)構(gòu)中活動(dòng)構(gòu)件數(shù)，n=n=總的構(gòu)件數(shù)總的構(gòu)件數(shù)-1; -1; P PL L ：機(jī)構(gòu)中低副數(shù)；：機(jī)構(gòu)中低副數(shù)； P PH H ：機(jī)構(gòu)中高副數(shù)；機(jī)構(gòu)中高副數(shù)；F F ：機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)；機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)；F = 3n - 2PF = 3n - 2PL L - P- PH H 構(gòu)件間構(gòu)件間 低副聯(lián)接低副聯(lián)接 減少減少2 2個(gè)自由度個(gè)自由度 高副聯(lián)接高副聯(lián)接 減少減少1 1個(gè)自由度個(gè)自由度 1 1）四桿機(jī)構(gòu)）四桿機(jī)構(gòu)：n=3 Pn=3 PL L=4 P=4 PH H=0=0F=3n-2PF=3n-2PL L-P-PH H=3=33-23-24-0=1 4-

18、0=1 2 2）五桿機(jī)構(gòu)：）五桿機(jī)構(gòu)： n=4 Pn=4 PL L=5 P=5 PH H=0 =0 F=3n-2PF=3n-2PL L-P-PH H=3=34-24-25-0=2 5-0=2 3 3）凸輪機(jī)構(gòu)：）凸輪機(jī)構(gòu)： n=2 Pn=2 PL L=2 P=2 PH H=1 =1 F=3n-2PF=3n-2PL L-P-PH H=1 =1 3.3.常見機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算常見機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算計(jì)算實(shí)例計(jì)算實(shí)例 n = 3, PL = 4, PH = 0 F = 3n - 2PL - PH =33 - 24 - 0= 1 v計(jì)算實(shí)例計(jì)算實(shí)例 n =6, PL = 8, PH = 0 F = 3n 2

19、PL PH = 36 28 0= 2解：1273564四、計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度時(shí)的注意事項(xiàng)四、計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度時(shí)的注意事項(xiàng) 1.1.復(fù)合鉸鏈復(fù)合鉸鏈 兩個(gè)以上構(gòu)件在同一軸線處用轉(zhuǎn)動(dòng)副連兩個(gè)以上構(gòu)件在同一軸線處用轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，就形成了復(fù)合鉸鏈。接，就形成了復(fù)合鉸鏈。 慣性篩機(jī)構(gòu)慣性篩機(jī)構(gòu)C C處為復(fù)合鉸鏈處為復(fù)合鉸鏈n = 5, PL = 7, PH= 0= 35 -27 0 = 1F = 3n - 2PL PH三個(gè)構(gòu)件在同一軸線處，兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副。三個(gè)構(gòu)件在同一軸線處，兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副。推理推理：m m個(gè)構(gòu)件時(shí)，有個(gè)構(gòu)件時(shí)，有m m1 1個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副。個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副。 鋸鋸床床進(jìn)進(jìn)給給機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu) 典型例子：典型例子：

20、滾子滾子的轉(zhuǎn)動(dòng)自的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度并不影響整個(gè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，由度并不影響整個(gè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，屬局部自由度。屬局部自由度。 計(jì)入局部自由度時(shí)計(jì)入局部自由度時(shí) n = 3, Pl = 3, Ph = 1 F =33 - 2- 1 = 2 與實(shí)際不符與實(shí)際不符2.2.局部自由度局部自由度 機(jī)構(gòu)中與輸出構(gòu)件運(yùn)動(dòng)無機(jī)構(gòu)中與輸出構(gòu)件運(yùn)動(dòng)無關(guān)的自由度稱為局部自由度。關(guān)的自由度稱為局部自由度。 凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)除去局部自由度，把滾子和從動(dòng)件看作一個(gè)構(gòu)件。除去局部自由度，把滾子和從動(dòng)件看作一個(gè)構(gòu)件。處理方法：處理方法： 注意：注意：實(shí)際結(jié)構(gòu)上為減小摩擦采用局部自由度，實(shí)際結(jié)構(gòu)上為減小摩擦采用局部自由度，“除去除去”指計(jì)算中

21、不計(jì)入，并非實(shí)際拆除。指計(jì)算中不計(jì)入，并非實(shí)際拆除。n = 2, Pl = 2, Ph = 1, F = 32 - 22 1 = 1與實(shí)際相符與實(shí)際相符n = 4, Pn = 4, Pl l =6, =6, P Ph h = 0 = 0 與實(shí)際不符與實(shí)際不符 F=3F=34-24-26 60=00=0AMBN1O3O 在特殊的幾何條件下，有些約束所起的限在特殊的幾何條件下，有些約束所起的限制作用是重復(fù)的，這種不起獨(dú)立限制作用的約制作用是重復(fù)的，這種不起獨(dú)立限制作用的約束稱為虛約束。束稱為虛約束。3.3.虛約束虛約束 虛約束常見情況及處理虛約束常見情況及處理1 1）兩構(gòu)件上聯(lián)接點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡互相重

22、合，將產(chǎn)生）兩構(gòu)件上聯(lián)接點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡互相重合，將產(chǎn)生虛約束。虛約束。中圖：中圖：00624323 HLPPnF（錯(cuò)誤）（錯(cuò)誤）右圖：右圖：00423323 HLPPnF（正確）（正確）2 2）兩構(gòu)件形成多個(gè)具有相同作用的運(yùn)動(dòng)副。）兩構(gòu)件形成多個(gè)具有相同作用的運(yùn)動(dòng)副。 處理方法：處理方法：計(jì)算中只計(jì)入一計(jì)算中只計(jì)入一 個(gè)移動(dòng)副。個(gè)移動(dòng)副。 (1) (1)兩構(gòu)件組成多個(gè)移動(dòng)副，且導(dǎo)路相互平行兩構(gòu)件組成多個(gè)移動(dòng)副，且導(dǎo)路相互平行或重合時(shí)，只有一個(gè)移動(dòng)副起約束作用，其余為或重合時(shí)，只有一個(gè)移動(dòng)副起約束作用，其余為虛約束。虛約束。F=3n-2PF=3n-2PL L-P-PH H=3x3-2x4=1=3x

23、3-2x4=1移動(dòng)副其導(dǎo)路相互平行時(shí)，只有移動(dòng)副其導(dǎo)路相互平行時(shí)，只有一個(gè)移動(dòng)副起約束作用，其余都是虛一個(gè)移動(dòng)副起約束作用，其余都是虛約束。如圖約束。如圖2-20所示機(jī)構(gòu)所示機(jī)構(gòu)D、D之一為之一為虛約束。虛約束。這時(shí)：這時(shí)：104233 23 HLPPnFF=3n-2PF=3n-2PL L-P-PH H=3x1-2x1=1=3x1-2x1=1移動(dòng)方向移動(dòng)方向一致引入一致引入的虛約束的虛約束 (2) (2) 兩構(gòu)件組成多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，且軸線重合，只有一兩構(gòu)件組成多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，且軸線重合，只有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副起約束作用，其余為約束個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副起約束作用，其余為約束。（動(dòng)畫演示）。（動(dòng)畫演示） 處理方法：處理方法：

24、計(jì)算中只計(jì)入一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副。計(jì)算中只計(jì)入一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副。 (3) (3)兩構(gòu)件組成多處接觸點(diǎn)公法線重合的高副，兩構(gòu)件組成多處接觸點(diǎn)公法線重合的高副，只考慮一處高副。只考慮一處高副。 12處理方法：處理方法：計(jì)算中只計(jì)入一處高副。計(jì)算中只計(jì)入一處高副。F=3n-2PF=3n-2PL L-P-PH H=3x2-2x2-1=1=3x2-2x2-1=1處理方法：處理方法：計(jì)算中應(yīng)將對(duì)稱部分除去不計(jì)。計(jì)算中應(yīng)將對(duì)稱部分除去不計(jì)。 3 3、機(jī)構(gòu)中對(duì)運(yùn)動(dòng)不起獨(dú)立作用的對(duì)稱部分，、機(jī)構(gòu)中對(duì)運(yùn)動(dòng)不起獨(dú)立作用的對(duì)稱部分，將產(chǎn)生虛約束。將產(chǎn)生虛約束。虛約束對(duì)機(jī)構(gòu)的影響虛約束對(duì)機(jī)構(gòu)的影響 虛約束是在一些特定的幾何條件下引入的

25、，如虛約束是在一些特定的幾何條件下引入的，如“平行平行”、“重合重合”、“距離不變距離不變”等。如果幾何等。如果幾何條件不滿足，虛約束會(huì)轉(zhuǎn)化為有效約束。條件不滿足，虛約束會(huì)轉(zhuǎn)化為有效約束。 機(jī)構(gòu)中引入虛約束是為了受力均衡，增大剛機(jī)構(gòu)中引入虛約束是為了受力均衡，增大剛度等，同時(shí)也提高了對(duì)制造和裝配精度的要求。度等，同時(shí)也提高了對(duì)制造和裝配精度的要求。 注意：注意：機(jī)構(gòu)中虛約束是實(shí)際存在的，計(jì)算機(jī)構(gòu)中虛約束是實(shí)際存在的，計(jì)算中所謂中所謂“除去不計(jì)除去不計(jì)”是從運(yùn)動(dòng)觀點(diǎn)分析做的假是從運(yùn)動(dòng)觀點(diǎn)分析做的假想處理，并非實(shí)際拆除。想處理，并非實(shí)際拆除。 例題：計(jì)算篩料機(jī)構(gòu)的自由度例題：計(jì)算篩料機(jī)構(gòu)的自由度F

26、=3n-2PF=3n-2PL L-P-PH H=3x7-2x9-1=2=3x7-2x9-1=2局部自由度局部自由度虛約束虛約束P L=1復(fù)合鉸鏈復(fù)合鉸鏈PL=21532467CDABGFoEE計(jì)算圖示大篩機(jī)構(gòu)的自由度。計(jì)算圖示大篩機(jī)構(gòu)的自由度。位置位置C ，2個(gè)個(gè)低副低副復(fù)合鉸鏈復(fù)合鉸鏈:局部自由度局部自由度 1個(gè)個(gè)虛約束虛約束En= 7PL = 9PH = 1F=3n 2PL PH =37 29 1 =2CDABGFoE橢橢圓圓儀儀F=3324=1P94頁(yè)頁(yè) 作業(yè)作業(yè) 第四題（第四題（2）（）（b）（）（C）概念 缺點(diǎn)缺點(diǎn)：效率低；累計(jì)運(yùn)動(dòng)誤差較大；高：效率低；累計(jì)運(yùn)動(dòng)誤差較大；高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不

27、平衡動(dòng)載荷較大，且難于消速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不平衡動(dòng)載荷較大，且難于消除。除。運(yùn)動(dòng)副全是轉(zhuǎn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副全是轉(zhuǎn)動(dòng)副機(jī)架機(jī)架連架桿連架桿連架桿連架桿連桿連桿4 41 12 23 3定義定義: 全由低副（轉(zhuǎn)動(dòng)副、移動(dòng)副）構(gòu)成全由低副（轉(zhuǎn)動(dòng)副、移動(dòng)副）構(gòu)成的平面機(jī)構(gòu)稱為的平面機(jī)構(gòu)稱為平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu) 特點(diǎn)：特點(diǎn)：面接觸，承載能力強(qiáng)，耐面接觸，承載能力強(qiáng)，耐磨損；易于制造和獲得較高的制磨損；易于制造和獲得較高的制造精度；能實(shí)現(xiàn)多種運(yùn)動(dòng)規(guī)律造精度；能實(shí)現(xiàn)多種運(yùn)動(dòng)規(guī)律。內(nèi)容：內(nèi)容：類型、應(yīng)用及其特性，平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)類型、應(yīng)用及其特性，平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 在此機(jī)構(gòu)中，AD固定不動(dòng)，稱為機(jī)架；AB、CD兩構(gòu)件與機(jī)

28、架組成轉(zhuǎn)動(dòng)副，稱為連架桿；BC稱為連桿。在連架桿中，能作整周回轉(zhuǎn)的構(gòu)件稱為曲柄，而只能在一定角度范圍內(nèi)擺動(dòng)的構(gòu)件稱為搖桿。是平面四桿機(jī)構(gòu)的基本型式，是平面四桿機(jī)構(gòu)的基本型式，其它四桿機(jī)構(gòu)都是由它演變其它四桿機(jī)構(gòu)都是由它演變得到的得到的。構(gòu)件之間都是構(gòu)件之間都是轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)副連接的平面四桿結(jié)構(gòu)稱為連接的平面四桿結(jié)構(gòu)稱為鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)第二節(jié) 平面四桿機(jī)構(gòu)的類型一、平面四桿機(jī)構(gòu)的組成一、平面四桿機(jī)構(gòu)的組成平面四桿機(jī)構(gòu)的類型平面四桿機(jī)構(gòu)的類型鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu) 1 1曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 2 2雙曲柄機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu) 3 3雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu) 平面四桿機(jī)構(gòu)的演化型式平面四桿機(jī)構(gòu)的演化

29、型式 1 1曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 2 2導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) 3 3偏心輪機(jī)構(gòu)偏心輪機(jī)構(gòu) 運(yùn)動(dòng)副全是轉(zhuǎn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副全是轉(zhuǎn)動(dòng)副 1.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，另一個(gè)為搖桿另一個(gè)為搖桿。 搖桿為主動(dòng)件時(shí)，搖桿為主動(dòng)件時(shí)，則可以將搖桿的擺動(dòng)轉(zhuǎn)換為則可以將搖桿的擺動(dòng)轉(zhuǎn)換為曲柄的整周回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)曲柄的整周回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例： 雷達(dá)天線調(diào)整機(jī)構(gòu)雷達(dá)天線調(diào)整機(jī)構(gòu) 縫紉機(jī)的踏板機(jī)構(gòu)縫紉機(jī)的踏板機(jī)構(gòu) 二、平面四桿機(jī)構(gòu)的類型二、平面四桿機(jī)構(gòu)的類型 曲柄為主動(dòng)件時(shí)曲柄為主動(dòng)件時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)由曲柄的整周回轉(zhuǎn)可以實(shí)現(xiàn)由曲柄的整周回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)到搖桿往復(fù)擺動(dòng)的運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)到搖桿往復(fù)擺動(dòng)的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換。

30、轉(zhuǎn)換。攪拌器攪拌器碎石機(jī)碎石機(jī)連桿機(jī)構(gòu)碎石機(jī) 2.雙曲柄機(jī)構(gòu)兩個(gè)連架桿都能作整周回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)兩個(gè)連架桿都能作整周回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)兩曲柄不等長(zhǎng) 在雙曲柄機(jī)構(gòu)中，如果組成四邊形的對(duì)邊長(zhǎng)度分別相在雙曲柄機(jī)構(gòu)中，如果組成四邊形的對(duì)邊長(zhǎng)度分別相等，即，則根據(jù)曲柄相對(duì)位置的不同，可得到等，即，則根據(jù)曲柄相對(duì)位置的不同，可得到正平行四邊正平行四邊形機(jī)構(gòu)和反平行四邊形機(jī)構(gòu)。形機(jī)構(gòu)和反平行四邊形機(jī)構(gòu)。反平行四邊形機(jī)構(gòu)反平行四邊形機(jī)構(gòu)正平行四邊形機(jī)構(gòu)正平行四邊形機(jī)構(gòu)慣性篩慣性篩插床機(jī)構(gòu)插床機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)應(yīng)用實(shí)例（二）設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云ABCD耕地耕地料斗料斗DCAB耕地耕地料斗料斗DCAB實(shí)例實(shí)

31、例：火車輪火車輪（）正平行四邊形機(jī)構(gòu)（）正平行四邊形機(jī)構(gòu)AB = CD特征：兩連架桿等長(zhǎng)且平行，特征：兩連架桿等長(zhǎng)且平行， 連桿作平動(dòng)連桿作平動(dòng)BC = ADABDC攝影平臺(tái)攝影平臺(tái)ADBCBC天平天平播種機(jī)料斗機(jī)構(gòu)播種機(jī)料斗機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云反平行四邊形機(jī)構(gòu)反平行四邊形機(jī)構(gòu) -車門開閉機(jī)構(gòu)（動(dòng)畫演示）車門開閉機(jī)構(gòu)（動(dòng)畫演示）反向反向平行四邊形機(jī)構(gòu)在共線位置出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)不確定。平行四邊形機(jī)構(gòu)在共線位置出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)不確定。3.雙搖桿機(jī)構(gòu)兩連架桿均為搖桿兩連架桿均為搖桿雙搖桿機(jī)構(gòu)應(yīng)用實(shí)例（一）港口起重機(jī)港口起重機(jī)動(dòng)畫展示動(dòng)畫展示雙搖桿機(jī)構(gòu)應(yīng)用實(shí)例（二）飛機(jī)起落架飛機(jī)起落架動(dòng)畫展示動(dòng)畫展示ACDB

32、風(fēng)扇搖頭機(jī)構(gòu)風(fēng)扇搖頭機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)應(yīng)用實(shí)例（三）雙搖桿機(jī)構(gòu)應(yīng)用實(shí)例（三） 1.曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 一連架桿為曲柄，另一連架桿相對(duì)機(jī)架作往復(fù)移動(dòng)而稱為滑塊一連架桿為曲柄，另一連架桿相對(duì)機(jī)架作往復(fù)移動(dòng)而稱為滑塊應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例：內(nèi)燃機(jī)、空氣壓縮機(jī)、沖床和縫紉機(jī)等。：內(nèi)燃機(jī)、空氣壓縮機(jī)、沖床和縫紉機(jī)等。對(duì)心式曲柄滑塊機(jī)構(gòu)對(duì)心式曲柄滑塊機(jī)構(gòu)偏置式曲柄滑塊機(jī)構(gòu)偏置式曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)三、平面四桿機(jī)構(gòu)的其他類型三、平面四桿機(jī)構(gòu)的其他類型（改變構(gòu)件的形狀和長(zhǎng)度）（改變構(gòu)件的形狀和長(zhǎng)度）設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云(1)(1) 改變構(gòu)件的形狀和運(yùn)動(dòng)尺寸改變構(gòu)件的形狀

33、和運(yùn)動(dòng)尺寸鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化偏心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)偏心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)雙滑塊機(jī)構(gòu)雙滑塊機(jī)構(gòu) 正弦機(jī)構(gòu)正弦機(jī)構(gòu)s=l sin l曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 雙曲柄機(jī)構(gòu) 曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 雙搖桿機(jī)構(gòu)2.2.通過選用不同構(gòu)件為機(jī)架而演化成的四桿機(jī)構(gòu)通過選用不同構(gòu)件為機(jī)架而演化成的四桿機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中：對(duì)心滑塊機(jī)構(gòu)對(duì)心滑塊機(jī)構(gòu)對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)偏心滑塊機(jī)構(gòu)偏心滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)應(yīng)用實(shí)例（一）自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)：潘存云(2)(2)改變運(yùn)動(dòng)副的尺寸改變運(yùn)動(dòng)副的尺寸偏心輪機(jī)構(gòu)偏心輪機(jī)構(gòu)擴(kuò)大轉(zhuǎn)動(dòng)副，使轉(zhuǎn)動(dòng)副變成移

34、動(dòng)副曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 取曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中的取曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中的不同構(gòu)件作為機(jī)架不同構(gòu)件作為機(jī)架，可以，可以得到以下四種不同的機(jī)構(gòu)。得到以下四種不同的機(jī)構(gòu)。2.導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)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)搖塊機(jī)構(gòu)搖塊機(jī)構(gòu)定塊機(jī)構(gòu)定塊機(jī)構(gòu)314A2BC導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)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)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)簡(jiǎn)易刨床的主運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)易刨床的主運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)3.搖塊機(jī)構(gòu)搖塊機(jī)構(gòu) 在對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，將與滑塊鉸接的在對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，將與滑塊鉸接的構(gòu)件固定為機(jī)架，使滑塊只能搖擺不能移動(dòng)，構(gòu)件固定為機(jī)架，使滑塊只能搖擺不能移動(dòng)，搖塊機(jī)構(gòu)

35、搖塊機(jī)構(gòu)滑塊鉸鏈點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方位線不通過曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)中心，偏距為偏距為e,滑滑塊動(dòng)程大于兩倍曲柄長(zhǎng)度，有塊動(dòng)程大于兩倍曲柄長(zhǎng)度，有急回運(yùn)動(dòng)特性。 滑塊鉸鏈點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方位線通過曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)中心，滑塊動(dòng)程滑塊鉸鏈點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方位線通過曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)中心，滑塊動(dòng)程等于兩倍曲柄曲柄1的長(zhǎng)度，無的長(zhǎng)度，無急回運(yùn)動(dòng)特性。主動(dòng)件可以為曲柄，也可以為滑塊。 無無急回運(yùn)動(dòng)特性有有急回運(yùn)動(dòng)特性自卸卡車翻斗機(jī)構(gòu)自卸卡車翻斗機(jī)構(gòu)曲柄搖塊機(jī)構(gòu)應(yīng)用設(shè)計(jì)：潘存云應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例B234C1A自卸卡車舉升機(jī)構(gòu)自卸卡車舉升機(jī)構(gòu)應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例B34C1A2應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例4A1B23C應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例13C4AB2應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例A1C234B搖塊機(jī)

36、構(gòu)搖塊機(jī)構(gòu)4. 定塊機(jī)構(gòu)定塊機(jī)構(gòu) 在對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中的滑塊固定為機(jī)架。在對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中的滑塊固定為機(jī)架。區(qū)別區(qū)別應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例抽水裝置抽水裝置手動(dòng)沖床機(jī)構(gòu)手動(dòng)沖床機(jī)構(gòu)一、一、曲柄存在條件曲柄存在條件 二、二、急回特性和行程速比系數(shù)急回特性和行程速比系數(shù)三、三、壓力角和傳動(dòng)角壓力角和傳動(dòng)角四、死點(diǎn)位置死點(diǎn)位置第三節(jié) 平面連桿機(jī)構(gòu)的基本特性設(shè)計(jì)：潘存云（2）連架桿或機(jī)架之一為最短桿。連架桿或機(jī)架之一為最短桿。1 1、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中曲柄存在的條件：、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中曲柄存在的條件：（1） 最長(zhǎng)桿與最短桿的長(zhǎng)度之和應(yīng)最長(zhǎng)桿與最短桿的長(zhǎng)度之和應(yīng)其他兩桿長(zhǎng)其他兩桿長(zhǎng)度之和度之和 稱稱為桿長(zhǎng)條件為桿長(zhǎng)

37、條件。 ABCDl1l2l3l4一、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的類型判斷一、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的類型判斷雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(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)雙曲柄機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)cbda 最短桿為連架桿最短桿為連架桿最短桿為連桿最短桿為連桿最短桿為機(jī)架最短桿為機(jī)架NYdcba、2 2、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)基本類型的判別準(zhǔn)則、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)基本類型的判別準(zhǔn)則 當(dāng)滿足桿長(zhǎng)條件時(shí)，當(dāng)選擇不同的構(gòu)件作為機(jī)架時(shí)，當(dāng)滿足桿長(zhǎng)條件時(shí)，當(dāng)選擇不同的構(gòu)件作為機(jī)架時(shí)，可得不同的機(jī)構(gòu)。如：可得不同的機(jī)構(gòu)。如： 曲柄搖桿曲柄搖桿1 1 雙曲柄雙曲柄 雙搖桿雙搖桿 曲柄搖桿曲柄搖桿2曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 雙曲柄機(jī)構(gòu) 雙搖桿機(jī)構(gòu) 曲柄搖桿機(jī)構(gòu) L

38、L1 1+L+L2 2 L L3 3+L+L4 4L L1 1+L+L2 2 L L3 3+L+L4 4課堂練習(xí)課堂練習(xí) 1. 試判別下面二個(gè)圖分別屬于什么類型并說明連架桿的名稱？ABCD15201830BCAD10281722此機(jī)構(gòu)屬于雙搖桿機(jī)構(gòu)此機(jī)構(gòu)屬于雙曲柄機(jī)構(gòu)15+3020+1810+2817+22又最短桿AB固定作為機(jī)架其中AB、CD都為搖桿其中AB、CD都為曲柄 2.試判別下面二個(gè)圖分別屬于什么類型并說明連架桿的名稱？此機(jī)構(gòu)屬于曲柄搖桿機(jī)構(gòu)此機(jī)構(gòu)屬于雙搖桿機(jī)構(gòu)BACD13201924BADC2511261513+2420+19又桿AD是最短桿相鄰的桿件其中AB為曲柄、CD為搖桿11

39、+2615+25又桿CD是最短桿相對(duì)的桿件其中AD、BC均為搖桿牛頭刨床機(jī)構(gòu)牛頭刨床機(jī)構(gòu)急回特性的應(yīng)用急回特性的應(yīng)用二、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性二、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性1.1.急回特性急回特性 : :搖桿的擺角搖桿的擺角， 極位夾角極位夾角。 為描述從動(dòng)搖桿的急為描述從動(dòng)搖桿的急回特性，在此引入行回特性，在此引入行程速比系數(shù)程速比系數(shù) K K，即：，即：K =K =180 + 180 + 180 - 180 - K K值的大小反映了急回運(yùn)動(dòng)特性的顯著程度。值的大小反映了急回運(yùn)動(dòng)特性的顯著程度。K K值的大值的大小取決于極位夾角小取決于極位夾角 ， 角越大，角越大，K K值越大，急回運(yùn)動(dòng)值越大，

40、急回運(yùn)動(dòng)特性越明顯；反之，則愈不明顯。當(dāng)時(shí)特性越明顯；反之，則愈不明顯。當(dāng)時(shí) ，K=1 K=1 ，機(jī)構(gòu)無急回特性。機(jī)構(gòu)無急回特性。 0若在設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)時(shí)若在設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)時(shí)先給定先給定K K值，則值，則 :11180 KK在生產(chǎn)實(shí)際中，常利用機(jī)構(gòu)的急回運(yùn)動(dòng)來縮在生產(chǎn)實(shí)際中，常利用機(jī)構(gòu)的急回運(yùn)動(dòng)來縮短非生產(chǎn)時(shí)間，提高生產(chǎn)率，如牛頭刨床、短非生產(chǎn)時(shí)間，提高生產(chǎn)率，如牛頭刨床、往復(fù)式運(yùn)輸機(jī)等。往復(fù)式運(yùn)輸機(jī)等。 1.1.壓力角與傳動(dòng)角壓力角與傳動(dòng)角costFFsinnFF壓力角愈小，機(jī)構(gòu)的傳力效果愈好。所以，壓力角愈小，機(jī)構(gòu)的傳力效果愈好。所以，衡量機(jī)構(gòu)傳力性能，可用壓力角作為標(biāo)志。衡量機(jī)構(gòu)傳力性能，可用壓力角

41、作為標(biāo)志。 CvtFnFF壓力角：從動(dòng)件壓力角：從動(dòng)件受力方向與受力受力方向與受力點(diǎn)線速度方向之點(diǎn)線速度方向之間所夾的銳角。間所夾的銳角。 傳動(dòng)角傳動(dòng)角: :壓力角壓力角的余角即連桿與的余角即連桿與從動(dòng)件間所夾的從動(dòng)件間所夾的銳角。銳角。 三、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的傳力特性三、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的傳力特性在連桿機(jī)構(gòu)中，為度在連桿機(jī)構(gòu)中，為度量方便，常用壓力角量方便，常用壓力角的余角即連桿與從動(dòng)的余角即連桿與從動(dòng)件間所夾的銳角件間所夾的銳角( (傳傳動(dòng)角動(dòng)角) )檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)的傳檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)的傳力性能。力性能。 min傳動(dòng)角愈大，機(jī)構(gòu)的傳力性能愈好，反之則不利于機(jī)構(gòu)傳動(dòng)角愈大，機(jī)構(gòu)的傳力性能愈好，反之則不利于機(jī)構(gòu)中力

42、的傳遞。機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，傳動(dòng)角是變化的，機(jī)構(gòu)中力的傳遞。機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，傳動(dòng)角是變化的，機(jī)構(gòu)出現(xiàn)最小傳動(dòng)角的位置正好是傳力效果最差的位置，也出現(xiàn)最小傳動(dòng)角的位置正好是傳力效果最差的位置，也是檢驗(yàn)其傳力性能的關(guān)鍵位置。是檢驗(yàn)其傳力性能的關(guān)鍵位置。 CvtFnFF設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)要求：死點(diǎn)狀態(tài)死點(diǎn)狀態(tài) 0機(jī)構(gòu)傳動(dòng)角機(jī)構(gòu)傳動(dòng)角 （即（即 ）的位置稱為）的位置稱為死點(diǎn)位置。死點(diǎn)位置。 90機(jī)構(gòu)處于死點(diǎn)位置，從動(dòng)件會(huì)出機(jī)構(gòu)處于死點(diǎn)位置，從動(dòng)件會(huì)出現(xiàn)現(xiàn)卡死卡死（機(jī)構(gòu)自鎖）或（機(jī)構(gòu)自鎖）或運(yùn)動(dòng)方向運(yùn)動(dòng)方向不確定不確定的現(xiàn)象。的現(xiàn)象。 2 2止點(diǎn)止點(diǎn)設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云F死點(diǎn)位置死點(diǎn)位置搖桿為主動(dòng)件，搖桿為主動(dòng)件，且連桿與曲且連桿與曲柄兩次共線柄兩次共線時(shí)時(shí)，有，有：此時(shí)此時(shí)機(jī)構(gòu)不能運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)不能