第3章平面連桿機構

1、 第3章 平面連桿機構1.1.優(yōu)點優(yōu)點（2 2）容易制造，成本較低。）容易制造，成本較低。（1 1）低副面接觸，易潤滑，應力較小，不易磨損。）低副面接觸，易潤滑，應力較小，不易磨損。（2 2）不易精確實現(xiàn)預期運動。）不易精確實現(xiàn)預期運動。（1 1）累計誤差大。）累計誤差大。2.2.缺點缺點平面四桿機構平面四桿機構平面多桿機構平面多桿機構平面機構實例：平面機構實例：3.常見四桿機構分類常見四桿機構分類鉸鏈四鉸鏈四桿機構桿機構含一個移含一個移動副的四動副的四桿機構桿機構含兩個含兩個移動副移動副的四桿的四桿機構機構四桿機構四桿機構曲柄搖桿機構曲柄搖桿機構雙曲柄機構雙曲柄機構雙搖桿機構雙搖桿機構正弦機

2、構正弦機構正切機構正切機構雙轉動滑塊機構雙轉動滑塊機構雙移動滑塊機構雙移動滑塊機構曲柄滑塊機構曲柄滑塊機構定塊機構定塊機構搖塊機構搖塊機構擺動導桿機構擺動導桿機構轉動導桿機構轉動導桿機構縫紉機踏板機構縫紉機踏板機構嘰桶嘰桶自卸車機構自卸車機構搖頭風扇搖頭風扇飛剪飛剪震動篩震動篩開門機構開門機構雷達雷達汽車轉向機構汽車轉向機構連桿步進輸送機構連桿步進輸送機構鶴式起重機鶴式起重機牛頭刨床牛頭刨床攪拌機攪拌機3.1 3.1 鉸鏈四桿機構鉸鏈四桿機構一、一、鉸鏈四桿機構鉸鏈四桿機構的基本類型的基本類型機架機架連架桿連架桿曲柄曲柄搖桿搖桿連桿連桿（1 1）曲柄搖桿機構）曲柄搖桿機構（2 2）雙曲柄機構）

3、雙曲柄機構（3 3）雙搖桿機構）雙搖桿機構機機架架連架桿連架桿連架桿連架桿連連桿桿1.1.曲柄搖桿機構曲柄搖桿機構曲柄搖桿機構曲柄搖桿機構縫紉機踏板機構縫紉機踏板機構飛剪飛剪雷達雷達攪拌機攪拌機腳踏砂輪機腳踏砂輪機2. 雙曲柄機構（了解）雙曲柄機構（了解）（1）一般雙曲柄機構）一般雙曲柄機構雙曲柄機構雙曲柄機構震動篩震動篩（2）平行四邊形機構）平行四邊形機構平行四邊形機構平行四邊形機構平行四邊形機構運動不確定平行四邊形機構運動不確定（3）反平行四邊形機構）反平行四邊形機構12B41CB3CADA1DBC2433. 雙搖桿機構（了解）雙搖桿機構（了解）鶴式起重機鶴式起重機汽車轉向機構汽車轉向機構

4、雙搖桿機構雙搖桿機構P22H4135二、二、 鉸鏈四桿機構曲柄存在的條件鉸鏈四桿機構曲柄存在的條件1. 1. AB桿能相對桿能相對CD桿作整桿作整周轉動的條件周轉動的條件整轉副：整轉副：A A、B B擺轉副：擺轉副：C C、D D（1）若）若da，且能作相對整周轉動，且能作相對整周轉動 在在 B1C1D中中b+ca+d（3-1）在在 B2C2D中中d-ab-c，d-ac-b d+cb+a（3-2） d+bc+a （3-3）baca（3-4）da 即即a為機構中的最短桿，且最短桿為機構中的最短桿，且最短桿與最長桿之和小于或等于其余兩桿之和。與最長桿之和小于或等于其余兩桿之和。（2）若）若a d

5、，且能作相對整周轉動，且能作相對整周轉動 在在 B1C1D中中b+ca+d在在 B2C2D中中a-db-c，a-dc-b a+cb+d a+bc+d adbd（3-4）cd 即即d為機構中的最短桿，且最短桿為機構中的最短桿，且最短桿與最長桿之和小于或等于其余兩桿之和。與最長桿之和小于或等于其余兩桿之和。AB桿能相對桿能相對CD桿作整周轉動的條件：桿作整周轉動的條件：(1)(1)最短桿與最長桿長度之和小于或等于其余兩桿最短桿與最長桿長度之和小于或等于其余兩桿長度之和。長度之和。（必要條件）（必要條件）(2)(2)兩桿中必有一桿為最短桿兩桿中必有一桿為最短桿 ；最短桿上的運動副為整最短桿上的運動副

6、為整轉副轉副2. 2. 鉸鏈四桿機構曲柄存在的條件鉸鏈四桿機構曲柄存在的條件(1)(1)最短桿與最長桿長度之和小于或等于其余兩桿最短桿與最長桿長度之和小于或等于其余兩桿長度之和。（必要條件）長度之和。（必要條件）(2)(2)連架桿和機架必有一桿為最短桿；連架桿和機架必有一桿為最短桿；連架桿連架桿ABAB最短，且滿足桿長條件：最短，且滿足桿長條件：雙曲柄機構雙曲柄機構雙搖桿機構雙搖桿機構說明說明: :不滿足桿長條件，永遠無曲柄。不滿足桿長條件，永遠無曲柄。改換機架改換機架CB4321ADCB4321ADCB4321ADADCB4321曲柄搖桿機構曲柄搖桿機構實例分析實例分析: AB: AB70,

7、 BC70, BC90, CD90, CD110, AD110, AD4040，取不同的構件為機架時機構的類型取不同的構件為機架時機構的類型ADADCDCD4040110110150150ABABBCBC160160當：當：ADAD為機架為機架 雙曲柄機構雙曲柄機構曲柄搖桿機構曲柄搖桿機構雙搖桿機構雙搖桿機構A AB BC CD DABAB或或DCDC為機架為機架 BCBC為機架為機架3.23.2鉸鏈四桿機構的基本性質(zhì)鉸鏈四桿機構的基本性質(zhì)1.急回運動急回運動（會畫極限位置和極位夾角）（會畫極限位置和極位夾角）（1 1）極位夾角）極位夾角( () )：輸出構件在兩個極限位置時，主：輸出構件在兩

8、個極限位置時，主動曲柄的兩個位置之間的所夾的銳角動曲柄的兩個位置之間的所夾的銳角 。（2 2）行程速比系數(shù)）行程速比系數(shù)K K12VVK1801801 1K K1 1K K1 18 80 0o oo180o180曲柄搖桿機構曲柄搖桿機構K=1K=1曲柄搖桿機構曲柄搖桿機構2.傳動角與壓力角傳動角與壓力角傳動角與壓力角傳動角與壓力角（1 1）壓力角和傳動角的定義（熟知）壓力角和傳動角的定義（熟知）壓力角壓力角：輸出構件受力方向與受力點速度方向之間：輸出構件受力方向與受力點速度方向之間所夾銳角。所夾銳角。 傳動角：壓力角的余角傳動角：壓力角的余角。 （2 2）含義：表征機構傳力性能的指標（熟知）含

9、義：表征機構傳力性能的指標（熟知）設計時要求設計時要求: : min （3 3）min 出現(xiàn)的位置：出現(xiàn)的位置：曲柄與機架共線的兩個位置之一。曲柄與機架共線的兩個位置之一。3.3.死點位置死點位置（1）出現(xiàn)）出現(xiàn)死點位置的條件死點位置的條件往復運動構件為主動件，曲柄為輸出構件。往復運動構件為主動件，曲柄為輸出構件。（2）死點的位置特征死點的位置特征0 0或連桿與曲柄共線?；蜻B桿與曲柄共線。（3）克服死點位置的措施：克服死點位置的措施：縫紉機縫紉機火車火車（1）慣性）慣性（2）錯位安裝）錯位安裝（4）利用死點位置：利用死點位置：飛機起落架飛機起落架夾具夾具以曲柄為主動件的極限位置。以曲柄為主動件

10、的極限位置。0 03.3 3.3 平面四桿機構的演化平面四桿機構的演化一、了解內(nèi)容一、了解內(nèi)容 曲柄搖桿機構是四桿機構的最基本形式，其它類曲柄搖桿機構是四桿機構的最基本形式，其它類型的四桿機構都可以通過適當途徑演化而成。型的四桿機構都可以通過適當途徑演化而成。途徑一：途徑一：改變桿長改變桿長途徑二：途徑二：改換機架改換機架途徑三：途徑三：擴大運動副尺寸擴大運動副尺寸途徑四：途徑四：改換軌跡的包容關系改換軌跡的包容關系多桿機構的概念：多桿機構的概念：連桿步進輸送機構連桿步進輸送機構牛頭刨床牛頭刨床二、掌握內(nèi)容二、掌握內(nèi)容掌握三種典型機構的四個基本問題：掌握三種典型機構的四個基本問題：三種典型機構

11、：三種典型機構：曲柄搖桿機構曲柄搖桿機構曲柄滑塊機構曲柄滑塊機構擺動導桿機構擺動導桿機構急回運動急回運動傳動角與壓力角傳動角與壓力角死點位置死點位置曲柄存在的條件曲柄存在的條件1.曲柄滑塊機構的曲柄滑塊機構的四個基本問題：四個基本問題：（1）急回運動）急回運動對心式對心式=0=0，K K1 1，無急回特性。無急回特性。偏心式偏心式00，K1K1，有急回特性。有急回特性。（2）傳動角與壓力角）傳動角與壓力角畫法畫法 min min 出現(xiàn)的位置出現(xiàn)的位置對心式對心式偏心式偏心式曲柄與導路垂直的兩個位置之一。曲柄與導路垂直的兩個位置之一。（3 3）死點位置）死點位置出現(xiàn)出現(xiàn)死點位置的條件死點位置的條

12、件往復運動構件（滑塊）為主動件，曲柄為輸出構件。往復運動構件（滑塊）為主動件，曲柄為輸出構件。會出現(xiàn)會出現(xiàn)死點位置死點位置（4 4）曲柄存在的條件）曲柄存在的條件對心式對心式123L1L2123eL1L2對心式：對心式：L L1 1 L L2 2偏心式：偏心式：L L1 1e e L L2 2偏心式偏心式2.導桿機構的四個基本問題導桿機構的四個基本問題（1）急回運動）急回運動00，K1K1，有急回特性。有急回特性。擺動導桿機構擺動導桿機構轉動導桿機構轉動導桿機構擺動導桿機構：擺動導桿機構： （2）傳動角與壓力角）傳動角與壓力角0 90 （3 3）死點位置）死點位置1 1）出現(xiàn)死點位置的條件）出

13、現(xiàn)死點位置的條件往復運動構件為主動件，曲柄為輸出構件。往復運動構件為主動件，曲柄為輸出構件。2 2）死點的位置特征）死點的位置特征（4 4）曲柄存在的條件）曲柄存在的條件擺動導桿機構擺動導桿機構轉動導桿機構轉動導桿機構無條件存在曲柄無條件存在曲柄3.4 平面四桿機構的設計平面四桿機構的設計根據(jù)給定的運動條件根據(jù)給定的運動條件運動簡圖的尺寸參數(shù)運動簡圖的尺寸參數(shù)1.1.實現(xiàn)已知實現(xiàn)已知( (從動件從動件) )運動規(guī)律運動規(guī)律( (位置位置, ,速度速度, ,加速度加速度) )設計的基本問題：設計的基本問題：常見的兩種設計：常見的兩種設計：2.2.實現(xiàn)給定點的運動軌跡實現(xiàn)給定點的運動軌跡常用的設計

14、方法：常用的設計方法：1.1.解析法解析法精確精確2.2.作圖法作圖法直觀直觀3.3.實驗法實驗法簡便簡便一、按行程速比系數(shù)設計（掌握）一、按行程速比系數(shù)設計（掌握）按行程速比系數(shù)綜合按行程速比系數(shù)綜合已知：搖桿的長度已知：搖桿的長度l4、擺角、擺角 、行程速比系數(shù)行程速比系數(shù)K。求：固定鉸鏈中心求：固定鉸鏈中心A A點的位置，其余三桿的尺寸點的位置，其余三桿的尺寸l1、 l2、 l3。1.1.設計曲柄搖桿機構設計曲柄搖桿機構 A AD DB BC CC C1 1C C2 2B B1 1B B2 2已知：滑塊的行程已知：滑塊的行程H、偏距、偏距e、行程速比系數(shù)行程速比系數(shù)K。求：固定鉸鏈中心求：固定鉸鏈中心A點的位置，曲柄和搖桿的尺寸點的位置，曲柄和搖桿的尺寸 l2、 l3。2.2.設計曲柄滑塊機構設計曲柄滑塊機構123el1l2 已知：機架長度已知：機架長度l1 、行程速比系數(shù)行程速比系