第7章連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)-2013

1、第第7章章 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)第第7章章 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)第第7章章 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)一、應(yīng)用一、應(yīng)用原動(dòng)機(jī)：原動(dòng)機(jī)：內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃機(jī)工作機(jī)：工作機(jī)：鶴式吊、鶴式吊、急回沖床急回沖床、牛頭刨床牛頭刨床、翻箱機(jī)翻箱機(jī)、機(jī)械手爪機(jī)械手爪儀器：儀器：橢圓儀橢圓儀二、應(yīng)用廣泛的原因二、應(yīng)用廣泛的原因1 1、面接觸面接觸, ,壓應(yīng)力小壓應(yīng)力小, ,便于潤(rùn)滑、摩損小便于潤(rùn)滑、摩損小, ,壽命長(zhǎng)；壽命長(zhǎng)；2 2、加工比較方便、加工比較方便, ,精度易保證精度易保證, ,成本低。成本低。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 不能完成所需要的任何運(yùn)動(dòng)不能完成所需要的任何運(yùn)動(dòng), ,有的能完成有的能完成, ,但機(jī)構(gòu)比較復(fù)

2、雜但機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜, ,設(shè)設(shè)計(jì)比較困難計(jì)比較困難, ,有有動(dòng)載荷（慣性力），不適合高速；動(dòng)載荷（慣性力），不適合高速；7 .1 概概 述述7.1.1 連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)第第7章章 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)一、一、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本型式鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本型式2134ADBC機(jī)架機(jī)架連架桿連架桿連桿連桿連架桿連架桿曲柄曲柄搖桿搖桿整轉(zhuǎn)副整轉(zhuǎn)副擺轉(zhuǎn)副擺轉(zhuǎn)副7.1.2 連桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用連桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用第第7章章 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)的名稱用兩個(gè)連架桿的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)來(lái)的命名。四桿機(jī)構(gòu)的名稱用兩個(gè)連架桿的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)來(lái)的命名。1 1、演化演化以曲柄為機(jī)架以曲柄為機(jī)架以曲柄為連桿以曲柄為

3、連桿通過(guò)更換機(jī)架而得到的機(jī)構(gòu)稱為原機(jī)構(gòu)的倒置機(jī)構(gòu)通過(guò)更換機(jī)架而得到的機(jī)構(gòu)稱為原機(jī)構(gòu)的倒置機(jī)構(gòu)第第7章章 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)二、二、平面四桿機(jī)構(gòu)的演化型式平面四桿機(jī)構(gòu)的演化型式(1) (1) 改變構(gòu)件的形狀和運(yùn)動(dòng)尺寸改變構(gòu)件的形狀和運(yùn)動(dòng)尺寸偏心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)偏心曲柄滑塊機(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)對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)對(duì)心曲柄滑塊機(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)ss=l sin 第第7章章 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)(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)(3)(3)選不同的構(gòu)件為機(jī)架選不同的構(gòu)件為機(jī)架導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)314A2BC314A2

4、BC曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(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)第第7章章 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例小型刨床小型刨床ABDCE123456牛頭刨床牛頭刨床ABDC1243C2C1第第7章章 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)ACB1234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第第7章章 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)314A2BCBC3214AABC3214運(yùn)動(dòng)副元素的可逆性：運(yùn)動(dòng)副元素的可逆性：將低副兩運(yùn)動(dòng)副元素的包容關(guān)系進(jìn)行將低副兩運(yùn)動(dòng)

5、副元素的包容關(guān)系進(jìn)行逆換，不影響兩構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。逆換，不影響兩構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。第第7章章 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)7.1.3 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本問(wèn)題和方法連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本問(wèn)題和方法連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)通常包括選型、運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)、承載能力計(jì)連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)通常包括選型、運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)、承載能力計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和繪制機(jī)構(gòu)裝配圖與零件工作圖等內(nèi)容算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和繪制機(jī)構(gòu)裝配圖與零件工作圖等內(nèi)容(1)選型選型是確定連桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成是確定連桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成, 包括構(gòu)件數(shù)目以包括構(gòu)件數(shù)目以及運(yùn)動(dòng)副的類型和數(shù)目及運(yùn)動(dòng)副的類型和數(shù)目; (2)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)是確定機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的參數(shù)是確定機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的參數(shù), 包括各運(yùn)動(dòng)包

6、括各運(yùn)動(dòng)副之間的相對(duì)位置尺寸以及描繪連桿曲線的點(diǎn)的位置副之間的相對(duì)位置尺寸以及描繪連桿曲線的點(diǎn)的位置尺寸等等尺寸等等;(3) 承載能力承載能力計(jì)算是基于強(qiáng)度理論計(jì)算是基于強(qiáng)度理論, 確定關(guān)鍵零件的主確定關(guān)鍵零件的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)要結(jié)構(gòu)參數(shù); (4)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是在運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)、承載能力計(jì)算的基礎(chǔ)上是在運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)、承載能力計(jì)算的基礎(chǔ)上, 綜合考慮安裝、調(diào)整、加工工藝性等因素綜合考慮安裝、調(diào)整、加工工藝性等因素, 對(duì)各零部對(duì)各零部件結(jié)構(gòu)參數(shù)的全面細(xì)化。件結(jié)構(gòu)參數(shù)的全面細(xì)化。第第7章章 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)平面連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)是本章的主要研究?jī)?nèi)容平面連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)是本章的主要研究?jī)?nèi)容, 它一般可

7、歸納為以下三類基本問(wèn)題它一般可歸納為以下三類基本問(wèn)題:(1)實(shí)現(xiàn)構(gòu)件給定位置實(shí)現(xiàn)構(gòu)件給定位置(亦稱剛體導(dǎo)引亦稱剛體導(dǎo)引) , 即要求連桿即要求連桿機(jī)構(gòu)能引導(dǎo)某構(gòu)件按規(guī)定順序精確或近似地經(jīng)過(guò)機(jī)構(gòu)能引導(dǎo)某構(gòu)件按規(guī)定順序精確或近似地經(jīng)過(guò)給定的若干位置。給定的若干位置。(2) 實(shí)現(xiàn)已知運(yùn)動(dòng)規(guī)律實(shí)現(xiàn)已知運(yùn)動(dòng)規(guī)律(亦稱函數(shù)生成亦稱函數(shù)生成) , 即要求原、即要求原、從動(dòng)件滿足已知的若干組對(duì)應(yīng)位置關(guān)系從動(dòng)件滿足已知的若干組對(duì)應(yīng)位置關(guān)系,包括滿包括滿足一定的急回特性要求足一定的急回特性要求, 或者在原動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律或者在原動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律一定時(shí)一定時(shí), 從動(dòng)件能精確或近似地按給定規(guī)律運(yùn)動(dòng)。從動(dòng)件能精確或近似地按給定

8、規(guī)律運(yùn)動(dòng)。(3) 實(shí)現(xiàn)已知運(yùn)動(dòng)軌跡實(shí)現(xiàn)已知運(yùn)動(dòng)軌跡(亦稱軌跡生成亦稱軌跡生成) , 即要求連桿即要求連桿機(jī)構(gòu)中作平面運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件上某一點(diǎn)精確或近似地機(jī)構(gòu)中作平面運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件上某一點(diǎn)精確或近似地沿著給定的軌跡運(yùn)動(dòng)。沿著給定的軌跡運(yùn)動(dòng)。第第7章章 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 1.連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本問(wèn)題連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本問(wèn)題 機(jī)構(gòu)選型機(jī)構(gòu)選型根據(jù)給定的運(yùn)動(dòng)要求選擇機(jī)構(gòu)的類型；根據(jù)給定的運(yùn)動(dòng)要求選擇機(jī)構(gòu)的類型；尺度綜合尺度綜合確定各構(gòu)件的尺度參數(shù)確定各構(gòu)件的尺度參數(shù)(長(zhǎng)度尺寸長(zhǎng)度尺寸)。 同時(shí)要滿足其他輔助條件：同時(shí)要滿足其他輔助條件：a)結(jié)構(gòu)條件結(jié)構(gòu)條件（如要求有曲柄、

9、桿長(zhǎng)比恰當(dāng)、運(yùn)動(dòng)副結(jié)構(gòu)合理等）（如要求有曲柄、桿長(zhǎng)比恰當(dāng)、運(yùn)動(dòng)副結(jié)構(gòu)合理等）;b)動(dòng)力條件（如動(dòng)力條件（如minmin）;c)運(yùn)動(dòng)連續(xù)性條件等。運(yùn)動(dòng)連續(xù)性條件等。三類設(shè)計(jì)要求：三類設(shè)計(jì)要求：1)滿足預(yù)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律滿足預(yù)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，兩連架桿轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)，如，兩連架桿轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)，如起落架起落架、牛頭刨牛頭刨。2)滿足預(yù)定的連桿位置要求，如滿足預(yù)定的連桿位置要求，如鑄造翻箱機(jī)構(gòu)鑄造翻箱機(jī)構(gòu)。3)滿足預(yù)定的軌跡要求，如滿足預(yù)定的軌跡要求，如鶴式起重機(jī)鶴式起重機(jī)、攪拌機(jī)攪拌機(jī)等。等。第第7章章 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)飛機(jī)起落架飛機(jī)起落架函數(shù)機(jī)構(gòu)函數(shù)機(jī)構(gòu)ADCBBC要求兩連架桿轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)要求兩連架桿轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)要

10、求兩連架桿的轉(zhuǎn)角要求兩連架桿的轉(zhuǎn)角滿足函數(shù)滿足函數(shù) y=logxxy=logxABCD第第7章章 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)鶴式起重機(jī)鶴式起重機(jī)攪拌機(jī)構(gòu)攪拌機(jī)構(gòu)要求連桿上要求連桿上E點(diǎn)的軌點(diǎn)的軌跡為一條卵形曲線跡為一條卵形曲線要求連桿上要求連桿上E點(diǎn)的軌點(diǎn)的軌跡為一條水平直線跡為一條水平直線QABCDEQCBADE第第7章章 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)平面連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)的方法主要是幾何法和解析法平面連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)的方法主要是幾何法和解析法, 此外還有圖譜法和模型實(shí)驗(yàn)法。此外還有圖譜法和模型實(shí)驗(yàn)法。(1)幾何法是利用機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中各運(yùn)動(dòng)副位置之間的幾何法是利用機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中各運(yùn)動(dòng)副位置之間的幾何

11、關(guān)系幾何關(guān)系, 通過(guò)作圖獲得有關(guān)運(yùn)動(dòng)尺寸通過(guò)作圖獲得有關(guān)運(yùn)動(dòng)尺寸, 所以幾何法直所以幾何法直觀形象觀形象, 幾何關(guān)系清晰幾何關(guān)系清晰, 對(duì)于一些簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)問(wèn)題的處理對(duì)于一些簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)問(wèn)題的處理是有效而快捷的是有效而快捷的, 但由于作圖誤差的存在但由于作圖誤差的存在,所以設(shè)計(jì)精所以設(shè)計(jì)精度較低。度較低。(2)解析法是將運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)問(wèn)題用數(shù)學(xué)方程加以描述解析法是將運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)問(wèn)題用數(shù)學(xué)方程加以描述, 通過(guò)通過(guò)方程的求解獲得有關(guān)運(yùn)動(dòng)尺寸方程的求解獲得有關(guān)運(yùn)動(dòng)尺寸, 故其直觀性差故其直觀性差, 但設(shè)計(jì)但設(shè)計(jì)精度高。精度高。第第7章章 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)連架桿若連架桿若能整周回轉(zhuǎn)，必有兩次與機(jī)架共線能整周回轉(zhuǎn)

12、，必有兩次與機(jī)架共線abdcC/B/ADB/C/cbd-a則由則由B/C/D可得：可得：a+db+c則由則由B/C/D可得：可得：b(d-a)+c即即: a+bd+cc(d-a)+ b即即: a+cd+b將以上三式兩兩相加得將以上三式兩兩相加得： ab, ac, ad AB為最短桿為最短桿若設(shè)若設(shè)adad，同理有：，同理有： da, db, dcAD為最短桿為最短桿7 .2 平面連桿機(jī)構(gòu)的工作特性平面連桿機(jī)構(gòu)的工作特性7.2.1 轉(zhuǎn)動(dòng)副為整轉(zhuǎn)副的充分必要條件轉(zhuǎn)動(dòng)副為整轉(zhuǎn)副的充分必要條件第第7章章 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)曲柄存在的條件：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

13、短桿的長(zhǎng)度之和應(yīng)其他兩桿長(zhǎng)度之和；其他兩桿長(zhǎng)度之和；稱為桿長(zhǎng)條件。稱為桿長(zhǎng)條件。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。第第7章章 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)類型的判斷條件鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)類型的判斷條件：2 2）（1 1）以最短桿的相鄰構(gòu)件為機(jī)架，則最短桿為曲柄，另）以最短桿的相鄰構(gòu)件為機(jī)架，則最短桿為曲柄，另一連架桿為搖桿，即該機(jī)構(gòu)為一連架桿為搖桿，即該機(jī)構(gòu)為；（2 2）以最短桿為機(jī)架，則兩連架桿為曲柄，）以最短桿為機(jī)架，則兩連架桿為曲柄，（3 3）以最短桿的對(duì)邊構(gòu)件為機(jī)架，均無(wú)曲柄存在，即該）以最短桿的對(duì)邊構(gòu)件為機(jī)架，均無(wú)曲柄存在，即該機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)。1）滿足桿長(zhǎng)條件時(shí)：）

14、滿足桿長(zhǎng)條件時(shí)：注意：鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)必須滿足四構(gòu)件組成的封閉多邊形注意：鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)必須滿足四構(gòu)件組成的封閉多邊形條件：條件：最長(zhǎng)桿的桿長(zhǎng)最長(zhǎng)桿的桿長(zhǎng)其余三桿長(zhǎng)度之和。其余三桿長(zhǎng)度之和。第第7章章 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)有曲柄的條件曲柄滑塊機(jī)構(gòu)有曲柄的條件1 1）a a為最短桿為最短桿2) a+eb.2) a+eb.C”C”CC第第7章章 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件ACBa ad de e1)a1)a為最短桿，為最短桿，a+ +e d2)d2)d為最短桿，且滿足為最短桿，且滿足d+ +e a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)第第7

15、章章 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 此時(shí)曲柄兩位置所夾此時(shí)曲柄兩位置所夾的銳角的銳角 稱為稱為極位夾角極位夾角。 在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，當(dāng)曲柄與連桿兩次共線時(shí)，搖桿位于兩在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，當(dāng)曲柄與連桿兩次共線時(shí)，搖桿位于兩個(gè)極限位置，簡(jiǎn)稱極位，其擺角用個(gè)極限位置，簡(jiǎn)稱極位，其擺角用表示。表示。A AB BC CD DB B1 1C C1 1A AD DC C2 2B B2 2180180曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)平均速度：平均速度：21180180VkV行程速度變化系數(shù)行程速度變化系數(shù)K K：11180KK或或180122122122cccctccV180211211211cccctccV7.2.2 行

16、程速度變化系數(shù)行程速度變化系數(shù)第第7章章 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的急回特性：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的急回特性：180180180180-導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的急回特性：導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的急回特性：180180180180-設(shè)計(jì)時(shí)，一般通常給定設(shè)計(jì)時(shí)，一般通常給定K K，然后算出，然后算出，作為，作為已知的運(yùn)動(dòng)條件。已知的運(yùn)動(dòng)條件。第第7章章 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)7.2.3 壓力角和傳動(dòng)角壓力角和傳動(dòng)角 有效分力有效分力 F Fcos Fsin 徑向壓力徑向壓力 F Fsin = =Fcos 角越大，角越大， F 越大，越大， F 越小，對(duì)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)越有利。越小，對(duì)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)越有利。連桿機(jī)構(gòu)中，常用傳動(dòng)角的

17、大小及變化情況來(lái)衡量機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)中，常用傳動(dòng)角的大小及變化情況來(lái)衡量機(jī)構(gòu)傳力性能的優(yōu)劣。傳力性能的優(yōu)劣。 F F F 壓力角壓力角 作用在作用在從動(dòng)件上的力的方向與從動(dòng)件上的力的方向與著力點(diǎn)速度方向所夾銳著力點(diǎn)速度方向所夾銳角。角。傳動(dòng)角傳動(dòng)角 壓力角的壓力角的余角。余角。ABDC第第7章章 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)傳動(dòng)角傳動(dòng)角 出現(xiàn)極值的位置及計(jì)算出現(xiàn)極值的位置及計(jì)算C1B1abcdDA 1 2bcadcb2)(arccos2221 bcadcb2)(arccos1802222 min為為 1和和 2中的較小值者。中的較小值者。為保證機(jī)構(gòu)具有良好的傳力性能，設(shè)計(jì)時(shí)通常為保證機(jī)構(gòu)具有良好的傳力

18、性能，設(shè)計(jì)時(shí)通常 mi n 40；高速和大功率傳動(dòng)機(jī)械，；高速和大功率傳動(dòng)機(jī)械， min 50。傳動(dòng)角總?cè)′J角傳動(dòng)角總?cè)′J角B2C2第第7章章 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)F FA AB BC C1 12 23 3v vB3B3F Fv vB B3 3A AB BC C1 12 23 3= 0= 0 = 90= 90nv vF F v vB3B3F FA AB BC C2 23 31 1v vF F第第7章章 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)F =0 連桿與曲柄在兩個(gè)共線位置時(shí)，連桿與曲柄在兩個(gè)共線位置時(shí)，原動(dòng)件搖桿原動(dòng)件搖桿通過(guò)連桿作通過(guò)連桿作用于用于從動(dòng)件曲柄從動(dòng)件曲柄上的力上的力F通過(guò)其回轉(zhuǎn)中心，通

19、過(guò)其回轉(zhuǎn)中心， 0，曲柄不能轉(zhuǎn)，曲柄不能轉(zhuǎn)動(dòng)。動(dòng)。F = 0不管在主動(dòng)件上作用多大的驅(qū)動(dòng)力，都不能在從動(dòng)件上不管在主動(dòng)件上作用多大的驅(qū)動(dòng)力，都不能在從動(dòng)件上產(chǎn)生有效分力的機(jī)構(gòu)位置，稱為機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置。產(chǎn)生有效分力的機(jī)構(gòu)位置，稱為機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置。7 .2 .4 死點(diǎn)位置死點(diǎn)位置第第7章章 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)如何使機(jī)構(gòu)順利通過(guò)死點(diǎn)位置？如何使機(jī)構(gòu)順利通過(guò)死點(diǎn)位置？利用飛輪慣性利用飛輪慣性機(jī)構(gòu)錯(cuò)位排列機(jī)構(gòu)錯(cuò)位排列第第7章章 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)也可以利用死點(diǎn)進(jìn)行工作也可以利用死點(diǎn)進(jìn)行工作： 起落架、夾具等。起落架、夾具等。ABDC飛機(jī)起落架飛機(jī)起落架ABCDF=0=0ABCD1234P鉆孔

20、夾具鉆孔夾具工件工件ABCD1234工件工件P=0=0T第第7章章 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)7.2.5. .鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)連續(xù)性鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)連續(xù)性指連桿機(jī)構(gòu)能否連續(xù)實(shí)現(xiàn)給定的各個(gè)位置。指連桿機(jī)構(gòu)能否連續(xù)實(shí)現(xiàn)給定的各個(gè)位置。可行域：可行域：搖桿的運(yùn)動(dòng)范圍。搖桿的運(yùn)動(dòng)范圍。 不可行域：不可行域：搖桿不能達(dá)到的區(qū)域。搖桿不能達(dá)到的區(qū)域。設(shè)計(jì)時(shí)不能要求從一個(gè)可行域跳過(guò)不可行域進(jìn)入另一個(gè)可行域。設(shè)計(jì)時(shí)不能要求從一個(gè)可行域跳過(guò)不可行域進(jìn)入另一個(gè)可行域。稱此為稱此為錯(cuò)位不連續(xù)錯(cuò)位不連續(xù)。錯(cuò)序不連續(xù)錯(cuò)序不連續(xù)設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)時(shí)，應(yīng)滿足運(yùn)動(dòng)連續(xù)性條件。設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)時(shí)，應(yīng)滿足運(yùn)動(dòng)連續(xù)性條件。DAB1C1B2

21、C2B3C3DAB1C1B3C3B2C2CC1C2C1C2CADB第第7章章 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)a)給定連桿上鉸鏈給定連桿上鉸鏈B、C的兩組位置的兩組位置B1C1B2C2ADA/D/ 將固定鉸鏈將固定鉸鏈A、D分別選在分別選在B1B2、C1C2連線的垂直平分線上任意位置都連線的垂直平分線上任意位置都能滿足能滿足設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求。要求。有無(wú)窮多組解。有無(wú)窮多組解。7.3 剛體導(dǎo)引機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)剛體導(dǎo)引機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)1 .連桿位置用動(dòng)鉸鏈中心連桿位置用動(dòng)鉸鏈中心B、C 兩點(diǎn)表示兩點(diǎn)表示7.3.1 幾何法幾何法第第7章章 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)有唯一解。有唯一解。b)給定連桿上鉸鏈給定連桿上鉸鏈

22、BC的三組位置的三組位置B1C1B2C2B3C3AD作作B B1 1B B2 2的垂直平分線的垂直平分線作作B B2 2B B3 3的垂直平分線的垂直平分線得交點(diǎn)得交點(diǎn)A A作作C C1 1C C2 2的垂直平分線的垂直平分線作作C C1 1C C2 2的垂直平分線的垂直平分線得交點(diǎn)得交點(diǎn)D DA A、D D即為所求；即為所求；則：則：LABABl1LCDDCl1LADADl第第7章章 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 按連桿上任意標(biāo)志線按連桿上任意標(biāo)志線MN的三組對(duì)應(yīng)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)的三組對(duì)應(yīng)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)B1C1M1N1ADB2C2M2N2C3M3N3B3鉸鏈鉸鏈B相對(duì)于鉸鏈相對(duì)于鉸鏈A的運(yùn)動(dòng)的

23、運(yùn)動(dòng)軌跡為一圓弧，反之，鉸軌跡為一圓弧，反之，鉸鏈鏈A相對(duì)于鉸鏈相對(duì)于鉸鏈B的運(yùn)動(dòng)軌的運(yùn)動(dòng)軌跡也是一個(gè)圓弧；跡也是一個(gè)圓??；同理：同理：鉸鏈鉸鏈C相對(duì)于鉸鏈相對(duì)于鉸鏈D的運(yùn)動(dòng)軌跡為一圓弧的運(yùn)動(dòng)軌跡為一圓弧,鉸鏈鉸鏈D相對(duì)于鉸鏈相對(duì)于鉸鏈C的運(yùn)動(dòng)軌跡也是一圓弧。的運(yùn)動(dòng)軌跡也是一圓弧。第第7章章 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)已知已知:機(jī)架長(zhǎng)度機(jī)架長(zhǎng)度d和連桿上某一標(biāo)志線的三組對(duì)應(yīng)位置和連桿上某一標(biāo)志線的三組對(duì)應(yīng)位置M1N1、 M2N2 、 M3N3 ，求鉸鏈，求鉸鏈B、C的位置。的位置。ADM1N1M2M3N2N3B1A/A/分析分析:鉸鏈鉸鏈A、D相對(duì)于鉸相對(duì)于鉸鏈鏈B、C的運(yùn)動(dòng)軌跡各為的運(yùn)動(dòng)軌跡各

24、為一圓弧，根據(jù)轉(zhuǎn)化原理，一圓弧，根據(jù)轉(zhuǎn)化原理，將連桿固定作為機(jī)架，得將連桿固定作為機(jī)架，得一轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)，在轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)一轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)，在轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中，中，AD成為連桿。只要求成為連桿。只要求出原機(jī)架出原機(jī)架AD相對(duì)于標(biāo)志線相對(duì)于標(biāo)志線的三組對(duì)應(yīng)位置，原問(wèn)題的三組對(duì)應(yīng)位置，原問(wèn)題就轉(zhuǎn)化為按連桿三組位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)的問(wèn)題。就轉(zhuǎn)化為按連桿三組位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)的問(wèn)題。第第7章章 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)已知已知:機(jī)架長(zhǎng)度機(jī)架長(zhǎng)度d和連桿上某一標(biāo)志線的三組對(duì)應(yīng)位置和連桿上某一標(biāo)志線的三組對(duì)應(yīng)位置M1N1、 M2N2 、 M3N3 ，求鉸鏈，求鉸鏈B、C的位置。的位置。分析分析:鉸鏈鉸鏈A、D相對(duì)于鉸相對(duì)于鉸鏈鏈B、

25、C的運(yùn)動(dòng)軌跡各為的運(yùn)動(dòng)軌跡各為一圓弧，根據(jù)轉(zhuǎn)化原理，一圓弧，根據(jù)轉(zhuǎn)化原理，將連桿固定作為機(jī)架，得將連桿固定作為機(jī)架，得一轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)，在轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)一轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)，在轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中，中，AD成為連桿。只要求成為連桿。只要求出原機(jī)架出原機(jī)架AD相對(duì)于標(biāo)志線相對(duì)于標(biāo)志線的三組對(duì)應(yīng)位置，原問(wèn)題的三組對(duì)應(yīng)位置，原問(wèn)題就轉(zhuǎn)化為按連桿三組位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)的問(wèn)題。就轉(zhuǎn)化為按連桿三組位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)的問(wèn)題。B1ADM1N1M2M3N2A/A/D/D/N3C1第第7章章 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)7.3.2 解析法解析法在機(jī)架上建立固定坐標(biāo)系在機(jī)架上建立固定坐標(biāo)系Oxy，已知連桿平面上兩點(diǎn)，已知連桿平面上兩點(diǎn)M、N在該在該坐標(biāo)系

26、中的位置坐標(biāo)序列為坐標(biāo)系中的位置坐標(biāo)序列為Mi(xMi,yMi)，Ni(xNi,yNi)(i=1,2,.,n)。以以M為原點(diǎn)在連桿上建立動(dòng)坐標(biāo)系為原點(diǎn)在連桿上建立動(dòng)坐標(biāo)系Mxy，其中，其中x軸正向?yàn)檩S正向?yàn)镸N的指向。的指向。第第7章章 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)設(shè)B、C兩點(diǎn)在動(dòng)坐標(biāo)系中的位置坐標(biāo)為兩點(diǎn)在動(dòng)坐標(biāo)系中的位置坐標(biāo)為(xB，yB)、(xC，yC)，在固定坐標(biāo)系中與在固定坐標(biāo)系中與Mi、Ni相對(duì)應(yīng)的位置坐標(biāo)為相對(duì)應(yīng)的位置坐標(biāo)為(xBi，yBi)、(xCi，yCi)，則，則B、C兩點(diǎn)分別在固定坐標(biāo)系和動(dòng)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)變兩點(diǎn)分別在固定坐標(biāo)系和動(dòng)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)變換關(guān)系為換關(guān)系為 其中其中i

27、為為x 軸正向至軸正向至x軸正向沿逆時(shí)軸正向沿逆時(shí)針?lè)较虻膴A角針?lè)较虻膴A角cossinsincoscossinsincosBiMiBiBiBiMiBiBiCiMiCiCiCiMiCiCixxxyyyxyxxxyyyxyarctanMiNiiMiNiyyxx第第7章章 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)若固定鉸鏈中心若固定鉸鏈中心A、D 在固定坐標(biāo)系中的位置坐標(biāo)記為在固定坐標(biāo)系中的位置坐標(biāo)記為( xA , yA ) 和和( xD , yD ) , 則根據(jù)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中兩連架桿長(zhǎng)度不變的則根據(jù)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中兩連架桿長(zhǎng)度不變的條件可得條件可得式中式中222211222211()()()()()()()()Bi

28、ABiABABACiDCiDCDCDxxyyxxyyxxyyxxyy0iBiBiE xF yG111111111111222211(coscos)(sinsin)(coscos)(sinsin)(sinsin)(coscos)(sinsin)(coscos)()/ 2()/ 2(iMiiMMiiMAiAiiMiiMMiiMAiAiiMiMiMMAMiExxyyxyFxxyyxyGxyxyxx11)()MAMiMxyyy第第7章章 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 當(dāng)當(dāng)A、D 位置未給定時(shí)位置未給定時(shí),上式含有四個(gè)未知量上式含有四個(gè)未知量xB 、yB 和和xA、yA ,共有共有( n - 1)個(gè)方程個(gè)方

29、程,其有解的條件為其有解的條件為n5 , 即四桿機(jī)構(gòu)最多即四桿機(jī)構(gòu)最多能精確實(shí)現(xiàn)連桿五個(gè)給定位置。當(dāng)能精確實(shí)現(xiàn)連桿五個(gè)給定位置。當(dāng)n 5i5時(shí)，一般不能求得精確解，只能用最小二乘法近似求解。時(shí)，一般不能求得精確解，只能用最小二乘法近似求解。當(dāng)當(dāng)i5i5時(shí)，可預(yù)定部分參數(shù)，有無(wú)窮多組解。時(shí)，可預(yù)定部分參數(shù)，有無(wú)窮多組解。msin2 i= nsin(3i+0 )sin(1i+0 )第第7章章 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)11 11 3131 12 12 3232 13 13 33334545 50 50 90 90 80 80 135 135 110 110B3C3B2C211113131121232

30、3213133333設(shè)預(yù)選參數(shù)設(shè)預(yù)選參數(shù)0、00，帶入方程得：帶入方程得： cos90cos90= = P P0 0cos80cos80+ +P P1 1cos(80cos(80-90-90)+ )+ P P2 2 cos135cos135= = P P0 0cos110cos110+ +P P1 1cos(110cos(110-135-135)+ )+ P P2 2解得相對(duì)長(zhǎng)度解得相對(duì)長(zhǎng)度: : P P0 0 =1.533, =1.533, P P1 1=-1.0628, =-1.0628, P P2 2=0.7805=0.7805各桿相對(duì)長(zhǎng)度為：各桿相對(duì)長(zhǎng)度為： n= P0 =1.553,

31、 l=-n/ P1 =1.442, m m =(=(l2+n2+1-2lP P2 2 )1/2 =1.783 =1.783 選定構(gòu)件選定構(gòu)件a的長(zhǎng)度之后，可求得其余桿的絕對(duì)長(zhǎng)度。的長(zhǎng)度之后，可求得其余桿的絕對(duì)長(zhǎng)度。 cos45cos45= = P P0 0cos50cos50+ +P P1 1cos(50cos(50-45-45)+)+P P2 2B1C1AD第第7章章 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)2 .按給定從動(dòng)件行程和行程速度變化系數(shù)設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)按給定從動(dòng)件行程和行程速度變化系數(shù)設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)給定曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中搖桿給定曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中搖桿CD 的的長(zhǎng)度長(zhǎng)度c、擺角、擺角 以及行程速度變以及行程速度

32、變化系數(shù)化系數(shù)K, 算出極位夾角算出極位夾角并可作并可作圓圓, 圓的半徑為圓的半徑為以以= AC2C1 表示表示A 點(diǎn)在圓點(diǎn)在圓上的位置上的位置, 并引入符號(hào)系數(shù)并引入符號(hào)系數(shù), 即即當(dāng)當(dāng)/2 時(shí)時(shí)= + 1 , 當(dāng)當(dāng) /2時(shí)時(shí)= - 1 , 則對(duì)于則對(duì)于 90并按并按型型曲柄搖桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)1sin(/ 2)sinOCcrl第第7章章 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)若附加條件為給定機(jī)架若附加條件為給定機(jī)架AD 的長(zhǎng)度的長(zhǎng)度d, 則由式則由式(7.24)可求得可求得角角, 將其代入式將其代入式( 7.22)和式和式(7.23)便可求得曲柄便可求得曲柄AB 和連和連桿桿BC 的

33、長(zhǎng)度的長(zhǎng)度a 和和b。1 211 2222sin (/ 2)sin2 sin2 sinsin()/sinsin2sin()2 sin()2 sin()sin()/sinsin2sin()sin()sin/sin2sin()sin()sin/sin22ODC CACC CACglcllbarcllbarcacbcdrgrg cos(2)第第7章章 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)將式將式(7.22)至至( 7.24)代入上式代入上式, 得未知量?jī)H為得未知量?jī)H為的方程的方程cos min = f ()。采用數(shù)值方法求解此式。采用數(shù)值方法求解此式,便可確定最小傳動(dòng)便可確定最小傳動(dòng)角為給定值時(shí)的角為給定值時(shí)的

34、角及角及A 點(diǎn)的位置點(diǎn)的位置, 將將值代入式值代入式(7.22) 至式至式( 7.24 )即可求得即可求得a、b、d。又若附加條件為給定最小傳動(dòng)角又若附加條件為給定最小傳動(dòng)角min , 則對(duì)于則對(duì)于型曲柄型曲柄搖桿機(jī)構(gòu)搖桿機(jī)構(gòu), 有有222min()cos2bcdabc第第7章章 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)MNEABCD7 .5 軌跡生成機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)軌跡生成機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)第第7章章 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)連桿曲線生成器ABCD7.5.1 圖譜法圖譜法第第7章章 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)連桿曲線圖譜連桿曲線圖譜第第7章章 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)一個(gè)四桿機(jī)構(gòu)，使得機(jī)構(gòu)上設(shè)計(jì)一個(gè)四桿機(jī)構(gòu)，

35、使得機(jī)構(gòu)上 M 點(diǎn)實(shí)現(xiàn)給定軌跡點(diǎn)實(shí)現(xiàn)給定軌跡7.5.2 解析法解析法第第7章章 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)M（x，y）a, c, d, e, f, g, h, 0 0第第7章章 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)7.5.3 實(shí)驗(yàn)法實(shí)驗(yàn)法:軌跡生成機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)軌跡生成機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)第第7章章 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)7.5.3 羅培茲定理羅培茲定理羅培茲定理可表述為羅培茲定理可表述為: 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)連桿上任一點(diǎn)的軌跡可以由三個(gè)不連桿上任一點(diǎn)的軌跡可以由三個(gè)不同的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)實(shí)現(xiàn)同的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)實(shí)現(xiàn)已知軌跡的第一個(gè)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)求已知軌跡的第一個(gè)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)求得后得后, 另外兩個(gè)機(jī)構(gòu)的

36、作法如下述。另外兩個(gè)機(jī)構(gòu)的作法如下述。若已求得鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)若已求得鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)ABCD 的連的連桿上某一點(diǎn)桿上某一點(diǎn)M 能實(shí)現(xiàn)已知軌跡能實(shí)現(xiàn)已知軌跡, 則其則其余兩個(gè)能實(shí)現(xiàn)相同軌跡的鉸鏈四桿余兩個(gè)能實(shí)現(xiàn)相同軌跡的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)可用鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)可用鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)ABCD 為基為基礎(chǔ)礎(chǔ), 先作兩個(gè)平行四邊形先作兩個(gè)平行四邊形ABME 和和CDFM第第7章章 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)7.5.3 羅培茲定理羅培茲定理再作再作GEM MBC HMF , 最后最后作平行四邊形作平行四邊形GMHK。這樣形成。這樣形成的十桿機(jī)構(gòu)其自由度不變。且當(dāng)?shù)氖畻U機(jī)構(gòu)其自由度不變。且當(dāng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí), 鉸鏈鉸鏈K

37、相對(duì)于機(jī)架相對(duì)于機(jī)架永遠(yuǎn)保持靜止不動(dòng)。因此可將永遠(yuǎn)保持靜止不動(dòng)。因此可將K 固定于機(jī)架上而不影響機(jī)構(gòu)的運(yùn)固定于機(jī)架上而不影響機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)。動(dòng)。第第7章章 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)7.5.3 羅培茲定理羅培茲定理這樣原來(lái)的平面十桿機(jī)構(gòu)就變?yōu)檫@樣原來(lái)的平面十桿機(jī)構(gòu)就變?yōu)槿齻€(gè)以點(diǎn)三個(gè)以點(diǎn)M 為公共點(diǎn)的鉸鏈四桿為公共點(diǎn)的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu): ABCD、AEGK 及及DFHK。它們?cè)邳c(diǎn)它們?cè)邳c(diǎn)M 處具有相同的軌跡。處具有相同的軌跡。因此因此, 當(dāng)原設(shè)計(jì)的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)當(dāng)原設(shè)計(jì)的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)ABCD 不能滿足要求時(shí)不能滿足要求時(shí), 可從另可從另外兩個(gè)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)外兩個(gè)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)AEGK 和和DFHK 中選擇一

38、個(gè)較好的方案。中選擇一個(gè)較好的方案。第第7章章 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)7 .6 連桿機(jī)構(gòu)的材料、承載分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)的材料、承載分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)7 .6 .1 連桿機(jī)構(gòu)的材料及承載分析連桿機(jī)構(gòu)的材料及承載分析連桿機(jī)構(gòu)中各零件的材料主要采用連桿機(jī)構(gòu)中各零件的材料主要采用碳素鋼和合金鋼碳素鋼和合金鋼。碳素鋼有碳素鋼有3050 鋼鋼, 尤以尤以45 鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理最常用。鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理最常用。合金鋼有合金鋼有:12CrNi2、12CrNi3、20Cr、40Cr、8SiMnMo 等。等。連桿機(jī)構(gòu)中的桿件也可采用連桿機(jī)構(gòu)中的桿件也可采用球墨鑄鐵或鑄鋁球墨鑄鐵或鑄鋁等材料。等材料。第第7章章 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)

39、計(jì)連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)中連桿機(jī)構(gòu)中轉(zhuǎn)動(dòng)副常采用轉(zhuǎn)動(dòng)副常采用滑動(dòng)軸承或滾動(dòng)軸承滑動(dòng)軸承或滾動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu);移動(dòng)副常采用移動(dòng)副常采用直線導(dǎo)軌直線導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。所以對(duì)于直接接觸組成運(yùn)動(dòng)副的零件所以對(duì)于直接接觸組成運(yùn)動(dòng)副的零件, 其所用材料與相應(yīng)軸承其所用材料與相應(yīng)軸承或?qū)к夘愃??；驅(qū)к夘愃啤Ｔ斐蛇B桿機(jī)構(gòu)造成連桿機(jī)構(gòu)失效的原因失效的原因主要有主要有: 運(yùn)動(dòng)副失效運(yùn)動(dòng)副失效, 如接觸表面的壓潰、磨損等如接觸表面的壓潰、磨損等; 構(gòu)件失效構(gòu)件失效, 如因強(qiáng)度、剛度不足或振動(dòng)造成零件的損壞、過(guò)如因強(qiáng)度、剛度不足或振動(dòng)造成零件的損壞、過(guò)度變形或運(yùn)動(dòng)精度降低等。度變形或運(yùn)動(dòng)精度降低等。第第7章章 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

40、連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)動(dòng)副和移動(dòng)副的承載能力計(jì)算可歸結(jié)為相應(yīng)結(jié)構(gòu)的軸承轉(zhuǎn)動(dòng)副和移動(dòng)副的承載能力計(jì)算可歸結(jié)為相應(yīng)結(jié)構(gòu)的軸承和導(dǎo)軌的工作能力計(jì)算問(wèn)題。和導(dǎo)軌的工作能力計(jì)算問(wèn)題。構(gòu)件的承載能力計(jì)算構(gòu)件的承載能力計(jì)算, 主要是考慮主要是考慮強(qiáng)度問(wèn)題和剛度問(wèn)題強(qiáng)度問(wèn)題和剛度問(wèn)題。強(qiáng)度設(shè)計(jì)的首要任務(wù)是根據(jù)各種內(nèi)力分量分布狀況強(qiáng)度設(shè)計(jì)的首要任務(wù)是根據(jù)各種內(nèi)力分量分布狀況, 確定確定可能最先發(fā)生強(qiáng)度失效的危險(xiǎn)截面。可能最先發(fā)生強(qiáng)度失效的危險(xiǎn)截面。第第7章章 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)桿類構(gòu)件橫截面上的桿類構(gòu)件橫截面上的應(yīng)力分布也是非均勻應(yīng)力分布也是非均勻的的, 因此因此, 在確定在確定危險(xiǎn)截面之后危險(xiǎn)截面之后, 還應(yīng)根據(jù)各個(gè)內(nèi)力分量引起的正應(yīng)力與切還應(yīng)根據(jù)各個(gè)內(nèi)力分量引起的正應(yīng)力與切應(yīng)力分布應(yīng)力分布, 確定危險(xiǎn)截面上可能最先發(fā)生強(qiáng)度失效的危險(xiǎn)確定危險(xiǎn)截面上可能最先發(fā)生強(qiáng)度失效的危險(xiǎn)點(diǎn)。點(diǎn)。構(gòu)件的承載能力計(jì)算應(yīng)綜合考慮由軸力、剪力和彎矩產(chǎn)生構(gòu)件的承載能力計(jì)算應(yīng)綜合考慮由軸力、剪力和彎矩產(chǎn)生的應(yīng)力分布的應(yīng)力分布, 其強(qiáng)度條件與軸的強(qiáng)度計(jì)算類似。在強(qiáng)度計(jì)其強(qiáng)度條件與軸的強(qiáng)度計(jì)算類似。