第3章平面連桿機(jī)構(gòu)F2

1、契貝謝夫四足機(jī)器人契貝謝夫四足機(jī)器人（動畫） 它是利用連桿曲線特性，當(dāng)一對角足運動處在曲線的直線段時則著地靜止不動，而另一對角足則處在曲線段作邁足運動，從而可實現(xiàn)類似動物的足行運動。 連桿機(jī)構(gòu)是一種應(yīng)用十分廣泛的機(jī)構(gòu)，人造衛(wèi)星太陽能板的展開機(jī)構(gòu)，機(jī)械手的傳動機(jī)構(gòu)，折疊傘的收放機(jī)構(gòu)以及人體假肢等等，都是連桿機(jī)構(gòu)。 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)是最常見的連桿機(jī)構(gòu)型式。第第3章章 平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)l 連桿機(jī)構(gòu)常用其所含的桿數(shù)而命名，故有四桿機(jī)構(gòu)、六桿機(jī)構(gòu)等。故此類機(jī)構(gòu)統(tǒng)稱為連桿機(jī)構(gòu)。此類機(jī)構(gòu)的共同特點：l 機(jī)構(gòu)的原動件1和從動件3的運動都需要經(jīng)過連桿2來傳動。l 機(jī)構(gòu)中的運動副一般均

2、為低副。故此類機(jī)構(gòu)也稱低副機(jī)構(gòu)。l 連桿機(jī)構(gòu)中的構(gòu)件多呈現(xiàn)桿的形狀 故常稱構(gòu)件為桿。l 平面連桿機(jī)構(gòu)中最簡單、應(yīng)用最廣的是四桿機(jī)構(gòu)，其他多桿機(jī)構(gòu)都是在它的基礎(chǔ)上擴(kuò)充而成的，本章重點討論四桿機(jī)構(gòu)及其設(shè)計?？臻g連桿機(jī)構(gòu)空間連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)第第3 3章章 平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu) 連桿機(jī)構(gòu)：連桿機(jī)構(gòu)：(低副機(jī)構(gòu)低副機(jī)構(gòu)) 若干剛性構(gòu)件通過低副聯(lián)接而成的機(jī)構(gòu)。若干剛性構(gòu)件通過低副聯(lián)接而成的機(jī)構(gòu)。 平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu) (所有構(gòu)件均在同一平面或相互平行的平面內(nèi)運動所有構(gòu)件均在同一平面或相互平行的平面內(nèi)運動) 平面四桿機(jī)構(gòu)平面四桿機(jī)構(gòu) 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)第第3 3章章 平面連桿機(jī)

3、構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu) 基本內(nèi)容：基本內(nèi)容： 3.1 平面連桿機(jī)構(gòu)的類型、應(yīng)用和演化 3.2 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本特性 3.3 平面連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計 重點重點：平面連桿機(jī)構(gòu)的基本類型、演化和基本平面連桿機(jī)構(gòu)的基本類型、演化和基本特性特性平面連桿機(jī)構(gòu)的優(yōu)點平面連桿機(jī)構(gòu)的優(yōu)點 1 1、平面連桿機(jī)構(gòu)屬于低副機(jī)構(gòu)，運動副為面接觸，、平面連桿機(jī)構(gòu)屬于低副機(jī)構(gòu)，運動副為面接觸，壓強小，承載能力大，耐沖擊，并且便于潤滑，磨壓強小，承載能力大，耐沖擊，并且便于潤滑，磨損小。損小。 2 2、其運動副元素多為平、其運動副元素多為平面或圓柱面，制造比較容面或圓柱面，制造比較容易，而且靠其本身的幾何易，而且靠其本身的幾何封閉來保

4、證構(gòu)件運動，結(jié)封閉來保證構(gòu)件運動，結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠。構(gòu)簡單，工作可靠。 3 3、可以實現(xiàn)不同的運動規(guī)、可以實現(xiàn)不同的運動規(guī)律和軌跡要求。律和軌跡要求。平面連桿機(jī)構(gòu)的缺點平面連桿機(jī)構(gòu)的缺點 、有一個作平面一般運動的構(gòu)件、有一個作平面一般運動的構(gòu)件(連桿連桿)，高速運動時的慣性力難以平衡，不易用于高高速運動時的慣性力難以平衡，不易用于高速機(jī)器；速機(jī)器； 、運動鏈較長，傳動精度低；、運動鏈較長，傳動精度低； 、精確精確實現(xiàn)給定運動規(guī)律或?qū)崿F(xiàn)給定運動規(guī)律或運動運動軌跡的設(shè)軌跡的設(shè)計較為困難。計較為困難。 常用作執(zhí)行機(jī)構(gòu)：牛頭刨床的主機(jī)構(gòu)、內(nèi)燃常用作執(zhí)行機(jī)構(gòu)：牛頭刨床的主機(jī)構(gòu)、內(nèi)燃機(jī)與壓縮機(jī)的主機(jī)構(gòu)、

5、游梁式抽油機(jī)主機(jī)構(gòu)機(jī)與壓縮機(jī)的主機(jī)構(gòu)、游梁式抽油機(jī)主機(jī)構(gòu)等。等。內(nèi)燃機(jī)的內(nèi)燃機(jī)的主主機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu) 縫紉機(jī)踏板機(jī)構(gòu)縫紉機(jī)踏板機(jī)構(gòu) 牛頭刨床牛頭刨床的的主主機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)用于受力較大的挖掘機(jī)，破碎機(jī)用于受力較大的挖掘機(jī)，破碎機(jī) 用于實現(xiàn)各種不同的運動規(guī)律要求用于實現(xiàn)各種不同的運動規(guī)律要求 攪拌機(jī)構(gòu) 3.1 平面連桿機(jī)構(gòu)的類型、應(yīng)用和演化平面連桿機(jī)構(gòu)的類型、應(yīng)用和演化連架桿連架桿：與機(jī)架用轉(zhuǎn)動副相連接的與機(jī)架用轉(zhuǎn)動副相連接的構(gòu)件構(gòu)件連架桿連架桿機(jī)架機(jī)架連架桿連架桿連桿連桿 能繞機(jī)架轉(zhuǎn)動副中心作整周轉(zhuǎn)動的能繞機(jī)架轉(zhuǎn)動副中心作整周轉(zhuǎn)動的連架桿連架桿僅能在小于僅能在小于360 的某一角度內(nèi)擺動的某一角度內(nèi)擺動的的連

6、架桿連架桿曲柄曲柄搖桿搖桿連架桿連架桿機(jī)架機(jī)架：固定不動的構(gòu)件：固定不動的構(gòu)件連桿連桿：不直接與機(jī)架相連的構(gòu)件：不直接與機(jī)架相連的構(gòu)件（作平面一般運動）（作平面一般運動）周轉(zhuǎn)副周轉(zhuǎn)副(整周轉(zhuǎn)動副整周轉(zhuǎn)動副)擺轉(zhuǎn)副擺轉(zhuǎn)副鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)3.1.1 連桿機(jī)構(gòu)的基本形式連桿機(jī)構(gòu)的基本形式 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 平面鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的兩個連架桿一個為曲柄，另平面鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的兩個連架桿一個為曲柄，另一個為搖桿的機(jī)構(gòu)一個為搖桿的機(jī)構(gòu) 曲柄的連續(xù)轉(zhuǎn)動曲柄的連續(xù)轉(zhuǎn)動 搖桿的連續(xù)往復(fù)擺動搖桿的連續(xù)往復(fù)擺動曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用 抽油機(jī) 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用 牛頭刨床橫向自

7、動進(jìn)給機(jī)構(gòu) 調(diào)整雷達(dá)天線仰角的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)3.1.2 由曲柄搖桿機(jī)構(gòu)改變機(jī)架得到的機(jī)構(gòu)由曲柄搖桿機(jī)構(gòu)改變機(jī)架得到的機(jī)構(gòu) 1、雙曲柄機(jī)構(gòu) 兩連架桿均為曲柄的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu) 主動件勻速轉(zhuǎn)動主動件勻速轉(zhuǎn)動 從動件變速轉(zhuǎn)動從動件變速轉(zhuǎn)動曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中的曲柄（最短桿）為機(jī)架應(yīng)用 旋轉(zhuǎn)式水泵 篩料機(jī)構(gòu) 特殊形式： 平行雙曲柄機(jī)構(gòu)平行雙曲柄機(jī)構(gòu)(平行四桿機(jī)構(gòu), 平行四邊形機(jī)構(gòu)) 相對兩桿平行且相等的雙曲柄機(jī)構(gòu) 兩曲柄等速同向轉(zhuǎn)動，連桿則作平移運動 蒸汽機(jī)車驅(qū)動輪聯(lián)動機(jī)構(gòu)蒸汽機(jī)車驅(qū)動輪聯(lián)動機(jī)構(gòu) 攝影升降機(jī)構(gòu)攝影升降機(jī)構(gòu)耕地耕地料斗料斗DCAB播種機(jī)料斗機(jī)構(gòu)播種機(jī)料斗機(jī)構(gòu)天平天平作者：潘存云教授作者：潘存云教授作

8、者：潘存云教授-車門開閉機(jī)構(gòu)車門開閉機(jī)構(gòu)反平行四邊形機(jī)構(gòu)反平行四邊形機(jī)構(gòu) 在雙曲柄機(jī)構(gòu)中，若相對兩桿的長度相在雙曲柄機(jī)構(gòu)中，若相對兩桿的長度相等，但不平行等，但不平行(BC(BC與與AD)AD)，兩曲柄轉(zhuǎn)向相，兩曲柄轉(zhuǎn)向相反（反（ABAB與與CDCD），稱為反平行四邊形機(jī)構(gòu)。），稱為反平行四邊形機(jī)構(gòu)。 平行四邊形機(jī)構(gòu)，連桿與曲柄共線時平行四邊形機(jī)構(gòu)，連桿與曲柄共線時( (四四個鉸鏈中心處于同一直線上個鉸鏈中心處于同一直線上) ) ，從動曲柄，從動曲柄可能向正反兩個方向轉(zhuǎn)動，機(jī)構(gòu)運動不確可能向正反兩個方向轉(zhuǎn)動，機(jī)構(gòu)運動不確定，平行四邊形機(jī)構(gòu)可能變成反平行四邊定，平行四邊形機(jī)構(gòu)可能變成反平行四邊形

9、機(jī)構(gòu)形機(jī)構(gòu)。作者：潘存云教授作者：潘存云教授作者：潘存云教授FAEDGBCABEFDCG平行四邊形機(jī)構(gòu)在連桿與曲柄平行四邊形機(jī)構(gòu)在連桿與曲柄共線位置出現(xiàn)運動不確定共線位置出現(xiàn)運動不確定火車輪火車輪消除運動不確定狀態(tài)：消除運動不確定狀態(tài)：慣性慣性(飛輪飛輪)、虛約束虛約束、錯開角度的多套機(jī)構(gòu)錯開角度的多套機(jī)構(gòu)等等2 2、雙搖桿機(jī)構(gòu)、雙搖桿機(jī)構(gòu) 兩連架桿均為搖桿的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中的搖桿(最短桿的對邊)為機(jī)架搖桿的連續(xù)往復(fù)擺動搖桿的連續(xù)往復(fù)擺動 搖桿的連續(xù)往復(fù)擺動搖桿的連續(xù)往復(fù)擺動1，3-搖桿 2-連桿 3-固定架 鶴式起重機(jī)鶴式起重機(jī) 自動鑄件翻轉(zhuǎn)臺自動鑄件翻轉(zhuǎn)臺 兩搖桿長度相等的雙搖桿

10、機(jī)構(gòu)-等腰梯形機(jī)構(gòu)等腰梯形機(jī)構(gòu) 輪式車輛的前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu) 車子轉(zhuǎn)彎時，與前輪軸固聯(lián)的兩個搖桿的擺角和不等。如果在任意位置都能使兩前輪軸線的交點P落在后輪軸線的延長線上，則當(dāng)整個車身繞P點轉(zhuǎn)動時，四個車輪都能在地面上純滾動，避免輪胎因滑動而損傷基本式四桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)四桿機(jī)構(gòu)四桿機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)的基本形式連桿機(jī)構(gòu)的基本形式ABCD曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)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)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化演化 取不同構(gòu)件作機(jī)架取不同構(gòu)件作機(jī)架 轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)

11、化為移動副轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)化為移動副 改變桿件相對長度改變桿件相對長度 可得到鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的可得到鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的其他演化型式。其他演化型式。 3.1.3 3.1.3 曲柄曲柄滑滑塊機(jī)構(gòu)塊機(jī)構(gòu)偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)化為移動副轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)化為移動副半徑增至無窮大半徑增至無窮大偏心距偏心距e=0(導(dǎo)路延長線不通過曲柄的轉(zhuǎn)動中心導(dǎo)路延長線不通過曲柄的轉(zhuǎn)動中心)(導(dǎo)路延長線通過曲柄的轉(zhuǎn)動中心導(dǎo)路延長線通過曲柄的轉(zhuǎn)動中心)轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)化為移動副轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)化為移動副導(dǎo)路延長線是否通過曲柄的轉(zhuǎn)動中心導(dǎo)路延長線是否通過曲柄的轉(zhuǎn)動中心應(yīng)用：活塞式內(nèi)燃機(jī)、空氣壓縮機(jī)、泥漿泵、沖床等機(jī)

12、械應(yīng)用：活塞式內(nèi)燃機(jī)、空氣壓縮機(jī)、泥漿泵、沖床等機(jī)械3.1.4 由曲柄滑塊機(jī)構(gòu)改變機(jī)架得到的機(jī)構(gòu)由曲柄滑塊機(jī)構(gòu)改變機(jī)架得到的機(jī)構(gòu) 以曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中不同構(gòu)件為機(jī)架時，可使其演化為：1.導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) 改變曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中的固定構(gòu)件 桿1(原曲柄)為固定構(gòu)件 = 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) 桿2為曲柄，桿4為導(dǎo)桿，滑塊3相對導(dǎo)桿滑動并一起繞A點轉(zhuǎn)動。 轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) 曲柄曲柄BC機(jī)架機(jī)架AB 導(dǎo)桿可整周回轉(zhuǎn) 擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) 曲柄曲柄BC機(jī)架機(jī)架AB 導(dǎo)桿往復(fù)擺動 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)具有很好的傳力性能，常用于導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)具有很好的傳力性能，常用于牛頭刨床、牛頭刨床、轉(zhuǎn)動活塞式發(fā)動機(jī)、轉(zhuǎn)動活塞式發(fā)動機(jī)、插床、回轉(zhuǎn)式油泵插

13、床、回轉(zhuǎn)式油泵 牛頭刨床的牛頭刨床的主主機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu) 擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)(BCAB)小型小型作者：潘存云教授應(yīng)用實例應(yīng)用實例B234C1A自卸卡車舉升機(jī)構(gòu)自卸卡車舉升機(jī)構(gòu)應(yīng)用實例應(yīng)用實例B34C1A2應(yīng)用實例應(yīng)用實例4A1B23C應(yīng)用實例應(yīng)用實例13C4AB2A1C234B、搖塊機(jī)構(gòu)、搖塊機(jī)構(gòu) 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中 桿桿2(原連桿原連桿)為固定構(gòu)件為固定構(gòu)件 搖塊機(jī)構(gòu)搖塊機(jī)構(gòu) (擺動滑塊機(jī)構(gòu)擺動滑塊機(jī)構(gòu))、定塊機(jī)構(gòu)（移動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)） 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，塊3(原滑塊)為固定構(gòu)件 =定塊機(jī)構(gòu)(固定滑塊機(jī)構(gòu)、移動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)) 作者：潘存云教授 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)兩個轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)變曲柄搖桿機(jī)構(gòu)兩個轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)變

14、成移動副，或曲柄滑塊機(jī)構(gòu)一個轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)變成移動副成移動副，或曲柄滑塊機(jī)構(gòu)一個轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)變成移動副偏心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)偏心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)對心曲柄滑塊機(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 l3.1.5 雙滑塊機(jī)構(gòu)雙滑塊機(jī)構(gòu)縫紉機(jī)針桿機(jī)構(gòu)縫紉機(jī)針桿機(jī)構(gòu) 正弦機(jī)構(gòu)應(yīng)用 從動件3的位移與原動件轉(zhuǎn)角的正弦成正比 轉(zhuǎn)動副移動副 轉(zhuǎn)動副移動副 轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)動副A移動副（桿移動副（桿 塊）塊） 橢圓儀：橢圓儀： 當(dāng)滑塊當(dāng)滑塊1 1和和3 3沿機(jī)架的十字槽滑動時，沿機(jī)架的十字槽滑動時， 連桿連桿2 2上的各點便描繪出長、短徑不同的橢圓上的各點便

15、描繪出長、短徑不同的橢圓 雙滑塊機(jī)構(gòu)雙滑塊機(jī)構(gòu) 搖塊機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動副搖塊機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動副A變成變成移動副（桿移動副（桿 塊）塊） 機(jī)構(gòu)主動件機(jī)構(gòu)主動件1與從動件與從動件3具有相等的角速度具有相等的角速度 擴(kuò)大運動副尺寸擴(kuò)大運動副尺寸偏心輪機(jī)構(gòu) 桿桿1為圓盤，其幾何中心為為圓盤，其幾何中心為B。運動時該圓盤繞偏心。運動時該圓盤繞偏心A轉(zhuǎn)動，故稱偏心輪。轉(zhuǎn)動，故稱偏心輪。A、B間距離間距離e稱為偏心距稱為偏心距 偏心輪是回轉(zhuǎn)副偏心輪是回轉(zhuǎn)副B擴(kuò)大到包括回轉(zhuǎn)副擴(kuò)大到包括回轉(zhuǎn)副A而形成的，而形成的，偏心距偏心距e即是曲柄的長度。即是曲柄的長度。 并非新的機(jī)構(gòu)類型并非新的機(jī)構(gòu)類型 曲柄較短時，通常做成偏心輪曲柄較短

16、時，通常做成偏心輪 增大軸頸的尺寸，提高偏心軸的強度和剛度增大軸頸的尺寸，提高偏心軸的強度和剛度 廣泛應(yīng)用于傳力較大的剪床、沖床、廣泛應(yīng)用于傳力較大的剪床、沖床、顎顎式破碎式破碎機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等機(jī)械中機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等機(jī)械中多桿機(jī)構(gòu) 幾個四桿機(jī)構(gòu)組成幾個四桿機(jī)構(gòu)組成多桿機(jī)構(gòu)多桿機(jī)構(gòu) 慣性篩驅(qū)動機(jī)構(gòu)慣性篩驅(qū)動機(jī)構(gòu) 兩個四桿機(jī)構(gòu)組成兩個四桿機(jī)構(gòu)組成六桿機(jī)構(gòu)六桿機(jī)構(gòu) 原動曲柄原動曲柄2、連桿、連桿3 、從動曲柄從動曲柄4和機(jī)架和機(jī)架1組成雙曲柄機(jī)構(gòu)組成雙曲柄機(jī)構(gòu) 曲柄曲柄4(原動件原動件)、連、連桿桿5 、滑塊、滑塊6(篩子篩子)和機(jī)架和機(jī)架1組成曲柄滑組成曲柄滑塊機(jī)構(gòu)塊機(jī)構(gòu) 牛頭刨床的牛頭刨床的主主機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)

17、 轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) 小型小型 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)具有很好的傳力性能，常用于導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)具有很好的傳力性能，常用于牛頭刨床、牛頭刨床、轉(zhuǎn)動活塞式發(fā)動機(jī)、轉(zhuǎn)動活塞式發(fā)動機(jī)、插床、回轉(zhuǎn)式油泵插床、回轉(zhuǎn)式油泵 牛頭刨床的牛頭刨床的主主機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu) 擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)(BCAB)小型小型 有些多桿機(jī)構(gòu)不是全由四桿機(jī)構(gòu)組成的 牛頭刨床的牛頭刨床的主主機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu) 擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) 鋸木機(jī)機(jī)構(gòu)不能分解成三個四桿機(jī)構(gòu) 繪機(jī)構(gòu)簡圖繪機(jī)構(gòu)簡圖 構(gòu)件3帶橫孔，3與4相對轉(zhuǎn)動 lAB=120mm, lAC=400mm 1、分析機(jī)構(gòu) 2、作圖 選比例尺： l =0.02 繪圖：AC B l4=lAC/l =0.4/0.

18、02=20mm l1=lAB/l =0.12/0.02=6mm 3、標(biāo)注： 構(gòu)件、運動副、機(jī)架、原動件等 注意：機(jī)械制圖比例尺 分子、分母不同；無單位)()(mmml圖上長度實際長度)()(mmmm實際長度圖上長度3-2 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本特性平面四桿機(jī)構(gòu)的基本特性 討論平面四桿機(jī)構(gòu)存在曲柄的條件及其傳遞運動、動力討論平面四桿機(jī)構(gòu)存在曲柄的條件及其傳遞運動、動力的基本特性的基本特性 1. 1. 有廣義曲柄的條件有廣義曲柄的條件 2. 2. 急回特性和行程速比系數(shù)急回特性和行程速比系數(shù) 3. 3. 壓力角和傳動角壓力角和傳動角 4. 4. 死點死點 5 5運動的連續(xù)性運動的連續(xù)性1. 1. 有廣

19、義曲柄的條件有廣義曲柄的條件 兩構(gòu)件能相對轉(zhuǎn)動 360 的轉(zhuǎn)動副稱為整轉(zhuǎn)副(整周轉(zhuǎn)動副) 曲柄曲柄-能繞機(jī)架整周轉(zhuǎn)動的構(gòu)件能繞機(jī)架整周轉(zhuǎn)動的構(gòu)件 （與機(jī)架構(gòu)成整轉(zhuǎn)副） 廣義曲柄廣義曲柄-兩個轉(zhuǎn)動副都是整周轉(zhuǎn)動副的兩個轉(zhuǎn)動副都是整周轉(zhuǎn)動副的構(gòu)件構(gòu)件 只有存在“廣義曲柄”，才能演化成其他類型的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)， 廣義曲柄存在的條件廣義曲柄存在的條件 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu) A、B為整周轉(zhuǎn)動副的條件是構(gòu)件1上的B點能夠通過B1和B2點 形成三角形三角形B1DC1和三角形三角形B2DC214231432llllllll3214llll42134312llllllll413121llllll 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中最短構(gòu)件與

20、最長構(gòu)件的長最短構(gòu)件與最長構(gòu)件的長度和不大于其余兩構(gòu)件的長度之和度和不大于其余兩構(gòu)件的長度之和，則最短構(gòu)件為廣義曲柄。 存在廣義曲柄的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)： 取廣義曲柄的鄰邊為機(jī)架曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 取廣義曲柄的對邊為機(jī)架雙搖桿機(jī)構(gòu) 取廣義曲柄為機(jī)架雙曲柄機(jī)構(gòu) 若不存在廣義曲柄，不論取那個構(gòu)件為機(jī)架，都為雙搖桿機(jī)構(gòu)。 是否滿足是否滿足桿長條件桿長條件，取何構(gòu)件為機(jī)架，取何構(gòu)件為機(jī)架試根據(jù)圖中注明的尺寸判斷下列鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)是曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)，還是雙搖桿機(jī)構(gòu)。 2. 急回特性和行程速比系數(shù)急回特性和行程速比系數(shù) 設(shè)曲柄勻速轉(zhuǎn)動，抽油機(jī)的驢頭（連桿機(jī)構(gòu)中的搖桿）在兩個行程中的平均速度不相等，回程的平均速度

21、大于工作行程 曲柄AB轉(zhuǎn)動一周，兩次與連桿BC共線 搖桿CD對應(yīng)的兩個位置分別為其左右極限位置 搖桿在兩極限位置間的夾角 稱為搖桿的擺角 曲柄AB逆時針轉(zhuǎn)動一周 搖桿：右極限位置左極限位置(擺角都是 ) 曲柄對應(yīng)轉(zhuǎn)角 是否也相等？ 1 = 180 + 2 = 180 - 1 2 曲柄勻速轉(zhuǎn)動 對應(yīng)的時間 t1 t2 搖桿正反兩行程搖桿正反兩行程 所用的時間不同所用的時間不同 從動搖桿往復(fù)擺動的快慢不同 回程速度較快機(jī)構(gòu)的急回特性 搖桿往復(fù)擺動平均速度之比： 行程速比系數(shù) 1801802112112111221233tttCCtCCK 極位夾角極位夾角 ： 曲柄轉(zhuǎn)動一周內(nèi)連曲柄轉(zhuǎn)動一周內(nèi)連桿與曲

22、柄共線時兩桿與曲柄共線時兩個位置的夾角個位置的夾角(執(zhí)行執(zhí)行構(gòu)件處在兩極限位構(gòu)件處在兩極限位置時，主動構(gòu)件兩置時，主動構(gòu)件兩位置之間的夾角位置之間的夾角) 1801802112112111221233tttCCtCCK11180KK 四桿機(jī)構(gòu)有無急回特性，取決于有無極四桿機(jī)構(gòu)有無急回特性，取決于有無極位夾角位夾角 。執(zhí)行構(gòu)件處在兩極限位置時，主執(zhí)行構(gòu)件處在兩極限位置時，主動構(gòu)件兩位置之間的夾角動構(gòu)件兩位置之間的夾角 不論是何種機(jī)構(gòu)，只要機(jī)構(gòu)在運行過程不論是何種機(jī)構(gòu)，只要機(jī)構(gòu)在運行過程中中具有極位夾角具有極位夾角 ，則該機(jī)構(gòu)就具有急回特，則該機(jī)構(gòu)就具有急回特性性。 角越大，則角越大，則K K值越

23、大，值越大，急回運動特性急回運動特性越越顯著顯著曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中， 原動件原動件AB以以等速轉(zhuǎn)動等速轉(zhuǎn)動10,有急回特性。有急回特性。擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)21B2B1有急回特性。有急回特性。0,無急回特性。無急回特性。1AB3. 壓力角和傳動角壓力角和傳動角 不僅要求連桿機(jī)構(gòu)能實現(xiàn)預(yù)定的運動規(guī)律，而且希望運轉(zhuǎn)輕便，效率較高 研究鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)傳遞力時的狀態(tài)曲柄主動，搖桿從動曲柄主動，搖桿從動 壓力角壓力角 -從動件受力方向與受力點的絕對速度從動件受力方向與受力點的絕對速度方向所夾的銳角方向所夾的銳角（不考慮摩擦力、重力和慣性力） 切向力(有效分力)壓力角越小，有效分力越大cos

24、FFtsinFFn對于傳力機(jī)構(gòu)，壓力角越小越好法向力 速度方向 傳動角傳動角 -壓力角壓力角 的余角的余角 越小，越大，機(jī)構(gòu)傳力性能越好；反之，機(jī)構(gòu)傳力越費勁，傳動效率越低。 機(jī)構(gòu)的壓力角在不同位置不相同。 設(shè)計時，校核最大壓力角不同的機(jī)器取不同的許用值 或 。 max minACBDvBFFvcaAB134Cb12vcABC121F F0vB3B1231AC 4 4死點死點 曲柄為從動件，連桿與曲柄共線時，機(jī)構(gòu)傳動角為零，壓力角為90 ，連桿加給曲柄的力將通過鉸鏈中心，不產(chǎn)生力矩，因此不能使曲柄轉(zhuǎn)動。 死點位置機(jī)構(gòu)壓力角為90 ，傳動角為零的位置死點位置會使機(jī)構(gòu)的從動件出現(xiàn)卡死或運動不確定現(xiàn)

25、象機(jī)構(gòu)是否有死點位置與機(jī)構(gòu)是否有死點位置與哪一構(gòu)件為主動件有關(guān)哪一構(gòu)件為主動件有關(guān) 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，當(dāng)曲柄為主動件時無死點曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，當(dāng)曲柄為主動件時無死點位置位置; ;當(dāng)搖桿為主動件時才有死點位置。當(dāng)搖桿為主動件時才有死點位置。 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，當(dāng)曲柄為主動件時無死點曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，當(dāng)曲柄為主動件時無死點位置位置; ;當(dāng)滑塊當(dāng)滑塊3 3為主動件時有死點位置。為主動件時有死點位置。 當(dāng)曲柄為從動件時有死點位置當(dāng)曲柄為從動件時有死點位置 牛頭刨床牛頭刨床的的主主機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)死點位置的克服辦法死點位置的克服辦法 例：縫紉機(jī)借助于帶輪的慣性通過死點。例：縫紉機(jī)借助于帶輪的慣性通過死點。n（1 1）利用飛輪慣

26、性來克服死點位置）利用飛輪慣性來克服死點位置 蒸汽機(jī)車車輪聯(lián)動機(jī)構(gòu)，左右車輪兩組蒸汽機(jī)車車輪聯(lián)動機(jī)構(gòu)，左右車輪兩組曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，曲柄曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，曲柄ABAB與與ABAB位置錯開位置錯開。n（2 2）利用機(jī)構(gòu)錯位排列法來克服死點位置。）利用機(jī)構(gòu)錯位排列法來克服死點位置。死點位置的應(yīng)用死點位置的應(yīng)用n鉆床快速夾具：鉆床快速夾具：利用死點夾緊工件利用死點夾緊工件n反作用力反作用力FN無論多大，也不能使無論多大，也不能使CD桿轉(zhuǎn)動桿轉(zhuǎn)動死點位置在機(jī)構(gòu)中的作用死點位置在機(jī)構(gòu)中的作用n飛機(jī)起落架機(jī)構(gòu)飛機(jī)起落架機(jī)構(gòu) 飛機(jī)起落架飛機(jī)起落架 運-10：新中國自主研制的第一種大型噴氣客機(jī) 運-10屬于100

27、-200座級的客機(jī)，它是我國自主研制的第一種，也是至今唯一一種大型噴氣式客機(jī)，對中國民機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了重要影響。運-10的研發(fā)成功，使我國一舉成為繼美、蘇、英、法之后，第五個研制出100噸級飛機(jī)的國家。 殲-10 是我國第一種自主設(shè)計、批量裝備部隊使用的第三代戰(zhàn)斗機(jī)。具有高可靠性、高生存力和高機(jī)動性能，作戰(zhàn)半徑大，起降距離短，攻擊能力強，綜合作戰(zhàn)效能達(dá)到國際同類戰(zhàn)斗機(jī)的先進(jìn)水平。殲-10的研制成功，標(biāo)志著我國成為少數(shù)幾個能獨立研制先進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)的國家之一。5 5運動的連續(xù)性運動的連續(xù)性 機(jī)構(gòu)運動的連續(xù)性機(jī)構(gòu)運動的連續(xù)性 機(jī)構(gòu)在運動過程中連續(xù)的占據(jù)給定的位置機(jī)構(gòu)在運動過程中連續(xù)的占據(jù)給定的位置 （

28、1）錯位不連續(xù) （2）錯序不連續(xù)畫出圖示各機(jī)構(gòu)的傳動角和壓力角( 圖中標(biāo)注箭頭的構(gòu)件為原動件 ) 3.3 3.3 平面連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計平面連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計 一、四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計的基本問題 二、四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計的圖解法 三、四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計的實驗法 四、四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計的解析法一、四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計的基本問題一、四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計的基本問題 1 1、連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計的基本問題、連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計的基本問題 機(jī)構(gòu)選型機(jī)構(gòu)選型根據(jù)給定的運動要求根據(jù)給定的運動要求 選擇機(jī)構(gòu)的類型；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) (長度尺寸長度尺寸)。 同時要滿足其他輔助條件同時要滿足其他輔助條件a)結(jié)構(gòu)條件（如要求有

29、曲柄、桿長比結(jié)構(gòu)條件（如要求有曲柄、桿長比恰當(dāng)、運動副結(jié)構(gòu)合理等）恰當(dāng)、運動副結(jié)構(gòu)合理等）;b)動力條件（如動力條件（如 minmin）;c)運動連續(xù)性條件等。運動連續(xù)性條件等。 2 2、設(shè)計的類型、設(shè)計的類型 1 1）剛體引導(dǎo)機(jī)構(gòu)設(shè)計）剛體引導(dǎo)機(jī)構(gòu)設(shè)計 （實現(xiàn)剛體給定位置的設(shè)計）（實現(xiàn)剛體給定位置的設(shè)計） 2 2）函數(shù)生成機(jī)構(gòu)設(shè)計）函數(shù)生成機(jī)構(gòu)設(shè)計 （實現(xiàn)預(yù)定運動規(guī)律的設(shè)計）（實現(xiàn)預(yù)定運動規(guī)律的設(shè)計） 3 3）軌跡生成機(jī)構(gòu)設(shè)計）軌跡生成機(jī)構(gòu)設(shè)計 （實現(xiàn)預(yù)定軌跡的設(shè)計）（實現(xiàn)預(yù)定軌跡的設(shè)計） 4 4）實現(xiàn)綜合功能的設(shè)計）實現(xiàn)綜合功能的設(shè)計如鑄造造型機(jī)的翻轉(zhuǎn)如鑄造造型機(jī)的翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu),連桿通過連

30、桿通過B1C1和和B2C2兩位置兩位置完成振實和起模作用完成振實和起模作用1 1）剛體引導(dǎo)機(jī)構(gòu)設(shè)計）剛體引導(dǎo)機(jī)構(gòu)設(shè)計 要求要求連桿連桿機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)可以可以引引導(dǎo)導(dǎo)某一剛體某一剛體(一般是一般是連連桿桿)通過預(yù)定位置，通過預(yù)定位置，實實現(xiàn)工作要求。現(xiàn)工作要求。2 2）函數(shù)生成機(jī)構(gòu)設(shè)計）函數(shù)生成機(jī)構(gòu)設(shè)計 通過連桿機(jī)構(gòu)，精通過連桿機(jī)構(gòu)，精確或近似地實現(xiàn)輸確或近似地實現(xiàn)輸入構(gòu)件和輸出構(gòu)件入構(gòu)件和輸出構(gòu)件的某種的某種給定的給定的函數(shù)函數(shù)關(guān)系關(guān)系 ( (預(yù)定運動規(guī)律預(yù)定運動規(guī)律) ) 如正弦機(jī)構(gòu)、正切機(jī)如正弦機(jī)構(gòu)、正切機(jī)構(gòu)、壓力表指示機(jī)構(gòu)構(gòu)、壓力表指示機(jī)構(gòu)3 3）軌跡生成機(jī)構(gòu)設(shè)計）軌跡生成機(jī)構(gòu)設(shè)計 機(jī)構(gòu)中連桿

31、上的某點可以實現(xiàn)預(yù)期的運動機(jī)構(gòu)中連桿上的某點可以實現(xiàn)預(yù)期的運動軌跡軌跡 鶴式起重機(jī) 攪拌機(jī)4 4）實現(xiàn)綜合功能的設(shè)計）實現(xiàn)綜合功能的設(shè)計 飛剪飛剪 使剪切鋼板時和連使剪切鋼板時和連續(xù)運動的鋼板的速續(xù)運動的鋼板的速度一致度一致 實現(xiàn)連桿位置；實現(xiàn)連桿位置； 實現(xiàn)軌跡；實現(xiàn)軌跡； 實現(xiàn)速度要求實現(xiàn)速度要求給定的設(shè)計條件：給定的設(shè)計條件：1)幾何條件幾何條件（給定連架桿或連桿的位置）（給定連架桿或連桿的位置）2)運動條件運動條件（給定（給定K）3)動力條件動力條件（給定（給定 minmin）設(shè)計方法：設(shè)計方法：圖解法、解析法、實驗法圖解法、解析法、實驗法 (直觀，精確，簡便)A AD DB1B2B3

32、C1C2C3二、四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計的圖解法二、四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計的圖解法 (一一)根據(jù)給定連桿的三個位置設(shè)計四桿機(jī)構(gòu)根據(jù)給定連桿的三個位置設(shè)計四桿機(jī)構(gòu) 已知兩動鉸位置，關(guān)鍵找出兩定鉸位置根據(jù)給定連桿的兩個位置設(shè)計四桿機(jī)構(gòu)根據(jù)給定連桿的兩個位置設(shè)計四桿機(jī)構(gòu) A、D兩點可在垂直平分線上任意選取 （無窮多解） 可考慮結(jié)構(gòu)因素或根據(jù)附加條件確定合理位置造型機(jī)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計造型機(jī)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計 造型、起模兩位置 已知連桿BC的長度l3 及其兩位置（動鉸）造型機(jī)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計造型機(jī)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計 造型、起模 已知連桿3的長度l3及其兩位置 確定固定鉸鏈中心A和D的位置，求出其余三桿的長度l1、l2和l4 無窮多解 機(jī)構(gòu)要求

33、A、 D兩點在同一水平線上，且 AD= BC(二二)按照給定的行程速比系數(shù)設(shè)計四桿機(jī)構(gòu)按照給定的行程速比系數(shù)設(shè)計四桿機(jī)構(gòu) 具有急回運動特性的四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計 按實際需要先給定行程速比系數(shù)K的數(shù)值，然后根據(jù)機(jī)構(gòu)在極限位置的幾何關(guān)系，結(jié)合輔助條件來確定機(jī)構(gòu)運動簡圖的尺寸參數(shù)。 1導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) 已知條件：機(jī)架長度l4、行程速度變化系數(shù)K。 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的極位夾角 等于導(dǎo)桿的擺角，所需確定的尺寸是曲柄長度l1。 1導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) 已知條件：機(jī)架長度l4、行程速度變化系數(shù)K。 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的極位夾角 等于導(dǎo)桿的擺角，所需確定的尺寸是曲柄長度l1。 設(shè)計步驟 1）由已知行程速度變化系數(shù)K，求得極位夾角 (也是擺角) 2）任選

34、固定鉸鏈中心C，以夾角 作出導(dǎo)桿兩極限位置Cm和Cn 3）作擺角的平分線AC，并在線上取AC=l4，得固定鉸鏈中心A的位置。 4）過A點作導(dǎo)桿極限位置的垂線AB1（或AB2），即得曲柄長度 l1= AB1。11180KK 2曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 已知條件：搖桿長度l3，擺角和行程速比系數(shù)K。 設(shè)計的實質(zhì)是確定鉸鏈中心A點的位置，定出其他三桿的尺寸 設(shè)計步驟 l）由給定的行程速度比系數(shù)K，求出極位夾角 2）任選固定鉸鏈中心 D的位置，由搖桿長度l3和擺角 作出搖桿兩個極限位置C1D和C2D。11180KK 鉸鏈中心A點的位置？ 分析 角是搖桿在兩極限位置時，曲柄與連桿重迭和延伸為一條直線的兩位置的夾角。

35、 角與C1和C2有何聯(lián)系？ 曲柄的轉(zhuǎn)動中心A應(yīng)在以C1和C2所對應(yīng)的圓周角為的圓的圓周上。 已知圓上兩點C1和C2及所對應(yīng)圓周角求圓 3）由特殊圓周角作圓 連接 C1和 C2 ，并作 C1 M垂直于 C1C2 。 作C1C2N = 90- ， C2 N與C1 M相交于P點，C1 PC2 = 作PC1C2的外接圓 在此圓周(C1C2和EF除外)上任取一點A作為曲柄固定鉸鏈中心 還可以由圓心角作圓 連接 C1和 C2， C1C2O = 90- C2C1O = 90- 求出圓心O 作圓 在此圓周(C1C2和EF除外)上任取一點A作為曲柄的固定鉸鏈中心 滿足急回性要求 4) 連接AC1和AC2 同一圓

36、弧的圓周角相等C1AC2 = C1PC2 = 曲柄長度為a 連桿長度為b 機(jī)架長度為 ADabACabAC21,aACbACACa1122 若僅按行程速度變化系數(shù)K設(shè)計，可得無窮多的解。 A點位置不同，機(jī)構(gòu)傳動角的大小也不同。 如欲獲得良好的傳動質(zhì)量，可按照最小傳動角最優(yōu)或其他輔助條件來確定A點位置。 ABCDE14325步進(jìn)式輸送機(jī)構(gòu)步進(jìn)式輸送機(jī)構(gòu)6三、四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計的實驗法三、四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計的實驗法 使四桿機(jī)構(gòu)連桿上某一點實現(xiàn)給定的一段曲線軌跡或某一封閉曲線軌跡的設(shè)計，稱為軌跡生成機(jī)構(gòu)設(shè)計。（按預(yù)定的運動軌跡設(shè)計四桿機(jī)構(gòu)）ABCDE14325步進(jìn)式輸送機(jī)構(gòu)步進(jìn)式輸送機(jī)構(gòu)6自動線上的步進(jìn)式傳送機(jī)構(gòu)自動線上的步進(jìn)式傳送機(jī)構(gòu) 包含兩個相同的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。曲柄包含兩個相同的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。曲柄1 1整周轉(zhuǎn)動，整周轉(zhuǎn)動，連桿連桿2 2上的上的E E點沿卵形曲線運動。推桿點沿卵形曲線運動。推桿6 6也按此卵形也按此卵形軌跡平動。軌跡平動。 卵形曲線上部：推桿近似水平直線運動，推動工卵形曲線上部：推桿近似水平直線運動，推動工件前移。卵形曲線的其他部分：推桿脫離工件沿件前移。卵形曲線的其他部分：推桿脫離工件沿左面軌跡下降、返回和沿右面軌跡上升至原位置。左面軌跡下降、返回和沿右面軌跡上升至原位置。曲柄每轉(zhuǎn)一周，工件就前進(jìn)一步。曲柄每轉(zhuǎn)一周，工件就前進(jìn)一步。 連桿作平面復(fù)雜運動，