平面四桿機(jī)構(gòu)

第7章常用機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)第一節(jié)平面連桿機(jī)構(gòu)一、概述1、平面連桿機(jī)構(gòu)概念：平面連桿機(jī)構(gòu)是各構(gòu)件用銷軸、滑道等方式連接起來的，各構(gòu)件間的相對運(yùn)動(dòng)在同一平面或互相平行的平面內(nèi)。2、平面四桿機(jī)構(gòu)由4個(gè)構(gòu)件組成的平面連桿機(jī)構(gòu)稱為平面四桿機(jī)構(gòu)3、運(yùn)動(dòng)副概念：使兩構(gòu)件直接接觸而又能產(chǎn)生一定相對運(yùn)動(dòng)的連接，稱為運(yùn)動(dòng)副分類：運(yùn)動(dòng)副低副高副轉(zhuǎn)動(dòng)副移動(dòng)副齒輪副凸輪副螺旋副滾輪副低副是指兩構(gòu)件作面接觸高副是指兩構(gòu)件作點(diǎn)或線接觸二、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)：四個(gè)構(gòu)件全部用轉(zhuǎn)動(dòng)副相連的平面四桿機(jī)構(gòu)。它是平面四桿機(jī)構(gòu)的基本型式，其它型式的四桿機(jī)構(gòu)可看作是在它的基礎(chǔ)上通過演化而成的。1、基本概念搖桿：只能繞機(jī)架作小于360°的某一角度擺動(dòng)

的連架桿，如3。機(jī)架：機(jī)構(gòu)的固定構(gòu)件，如桿4。連桿：不直接與機(jī)架連接的構(gòu)件，如桿2。連架桿：與機(jī)架用轉(zhuǎn)動(dòng)副相連接的構(gòu)件，如桿1、3

連架桿可分為：曲柄：能繞機(jī)架作整周轉(zhuǎn)動(dòng)的連架桿，如桿1；2、各桿名稱四桿機(jī)構(gòu)的組成

在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，按曲柄的存在情況，可將鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)分為：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)它們的根本區(qū)別在于連架桿是否為曲柄3、分類曲柄存在的條件：1）最短桿與最長桿長度之和小于或等于其余兩桿之和。2）機(jī)架與連架桿中必有一桿為最短桿。若有一個(gè)條件不滿足，則無曲柄存在，此四桿機(jī)構(gòu)只能是雙搖桿機(jī)構(gòu)。abc

d鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)類型的判斷條件：若：最短桿與最長桿長度之和小于等于其余兩桿長度之和時(shí)：（1）取最短桿為機(jī)架時(shí)，該機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)。（2）取最短桿的相鄰桿為機(jī)架時(shí)，該機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)（3）取最短桿的相對桿為機(jī)架時(shí)，該機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)若：最短桿與最長桿的長度之和大于其余兩桿長度之和時(shí)：不論取哪一桿為機(jī)架，都無曲柄存在，機(jī)構(gòu)只能為雙搖桿機(jī)構(gòu)。練習(xí)1：判斷下列鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的類型abc

d1、a=20,b=50,c=30,d=45（1）d為機(jī)架（2）a為機(jī)架（3）c為機(jī)架（4）b為機(jī)架曲柄搖桿機(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)練習(xí)2：判斷下列各四桿機(jī)構(gòu)的類型曲柄搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)（一）曲柄搖桿機(jī)構(gòu)兩個(gè)連架桿中，一個(gè)為曲柄，另一個(gè)為搖桿，則此鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)稱為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。曲柄1為原動(dòng)件，作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)；搖桿3為從動(dòng)件，作變速往復(fù)擺動(dòng)。雷達(dá)天線俯仰機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用雷達(dá)天線俯仰機(jī)構(gòu)汽車雨刮器破碎機(jī)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用縫紉機(jī)踏板機(jī)構(gòu)2143搖桿主動(dòng)3124曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用剪刀機(jī)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用牛頭刨床刨刀進(jìn)給機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的一些主要特性：1、機(jī)構(gòu)的急回運(yùn)動(dòng)特性：當(dāng)曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)，有兩次曲柄與連桿共線。這兩個(gè)位置就是極限位置，簡稱極位擺角θψC1C2DAB1B2B1C2∵1>2,∴t1>t2,

⌒v2=C1C2/t21=180°+θ,⌒v1=C1C2/t1曲柄轉(zhuǎn)角2=180°-θC1C2C2C1鉸鏈C的平均速度：v1<v2

它表明搖桿具有急回運(yùn)動(dòng)特性。慢行程快行程

急回運(yùn)動(dòng)特性概念：在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，曲柄作等速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而搖桿空回行程的平均速度大于工作行程的平均速度的性質(zhì)。急回運(yùn)動(dòng)特性可用行程速比系數(shù)K表示：=

K=θ=180°（K-1）/（K+1）v2/v1（C2C1/t2）/

（C1C2/t1）t1/t21/2（180°+θ）/（180°-θ）===極位夾角θ>0，K>1時(shí)具有急回特性，θ越大，K值越大，急回運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)越顯著。極位夾角計(jì)算公式：式中θ為搖桿處于兩極限位置時(shí)，對應(yīng)的曲柄所夾的銳角，稱為極位夾角（C2AC1）

。2、死點(diǎn)位置：（主動(dòng)件條件）當(dāng)搖桿為主動(dòng)件，連桿和曲柄共線時(shí)，過鉸鏈中心A的力，對A點(diǎn)不產(chǎn)生力矩，不能使曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)構(gòu)的這種位置稱為死點(diǎn)位置

。BDACFDABCF1、機(jī)構(gòu)停在死點(diǎn)位置，不能起動(dòng)。運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，靠慣性沖過死點(diǎn)。可加飛輪增大慣性工件夾緊機(jī)構(gòu)2、利用死點(diǎn)實(shí)例飛機(jī)起落架機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的演化送料機(jī)構(gòu)內(nèi)燃機(jī)二、雙曲柄機(jī)構(gòu)兩個(gè)連架桿均為曲柄的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)稱為雙曲柄機(jī)構(gòu)。慣性篩分機(jī)主動(dòng)曲柄作等速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)曲柄隨之作變速轉(zhuǎn)動(dòng)。平行雙曲柄機(jī)構(gòu)其相對兩桿平行且相等。1、主動(dòng)曲柄作等角速轉(zhuǎn)動(dòng)；從動(dòng)件曲柄也以相同角速度轉(zhuǎn)動(dòng)。2、當(dāng)四個(gè)鉸鏈中心處于同一直線上時(shí)，將出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)不確定狀態(tài)。攝影平臺(tái)升降機(jī)構(gòu)攝影平臺(tái)升降機(jī)構(gòu)B2C2AB1C1D123B3C3"C3ˊ為了消除這種運(yùn)動(dòng)不確定狀態(tài),可增設(shè)輔助機(jī)構(gòu)或在主、從動(dòng)曲柄上錯(cuò)開一定角度再安裝一組平行四邊形機(jī)構(gòu)。ABCD123B1BˊCˊC1C1ˊB1ˊ機(jī)車驅(qū)動(dòng)輪連動(dòng)機(jī)構(gòu)在主、從動(dòng)曲柄上錯(cuò)開一定角度再安裝一組平行四邊形機(jī)構(gòu)在主、從動(dòng)曲柄上錯(cuò)開一定角度再安裝一組平行四邊形機(jī)構(gòu)在主、從動(dòng)曲柄上錯(cuò)開一定角度再安裝一組平行四邊形機(jī)構(gòu)反向雙曲柄機(jī)構(gòu)兩曲柄旋轉(zhuǎn)方向相反，且角速度不相等公共車門自動(dòng)啟閉機(jī)構(gòu)公共車門自動(dòng)啟閉機(jī)構(gòu)三、雙搖桿機(jī)構(gòu)兩個(gè)連架桿均為搖桿的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)稱為雙搖桿機(jī)構(gòu)。造型機(jī)翻箱機(jī)構(gòu)造型機(jī)翻箱機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化一、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)：改變構(gòu)件的形狀和運(yùn)動(dòng)副通過用移動(dòng)副取代轉(zhuǎn)動(dòng)副、變更桿件長度，變更機(jī)架和擴(kuò)大轉(zhuǎn)動(dòng)副等途徑，可得到鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的其它演化形式。二、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)：選用不同的構(gòu)件為機(jī)架三、搖塊機(jī)構(gòu)和定塊機(jī)構(gòu)：選用不同的構(gòu)件為機(jī)架四、雙滑塊機(jī)構(gòu)：改變構(gòu)件的形狀和運(yùn)動(dòng)副五、偏心輪機(jī)構(gòu)：擴(kuò)大轉(zhuǎn)動(dòng)副一、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)：改變構(gòu)件的形狀和運(yùn)動(dòng)尺寸搖桿長轉(zhuǎn)動(dòng)副Dββ→∞→直線→滑塊搖桿3→移動(dòng)副曲柄滑塊機(jī)構(gòu)對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)e—稱為偏距e≠0，偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)e=0，對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特性：桿4稱為導(dǎo)桿4滑塊3沿導(dǎo)桿移動(dòng)并繞C點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)當(dāng)l1≤l2，桿2、桿4能作整周轉(zhuǎn)動(dòng)，稱為轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。二、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)：選用不同的構(gòu)件為機(jī)架當(dāng)l1>l2，桿2能作整周轉(zhuǎn)動(dòng)，桿4只能往復(fù)擺動(dòng)，稱為擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。運(yùn)動(dòng)特性：三、搖塊機(jī)構(gòu)和定塊機(jī)構(gòu)：選用不同的構(gòu)件為機(jī)架擺動(dòng)滑塊機(jī)構(gòu)自卸卡車車箱的舉升機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特性：固定滑塊機(jī)構(gòu)或定塊機(jī)構(gòu)ACB4321ACB4321手搖唧筒四、雙滑塊機(jī)構(gòu)：改變構(gòu)件的形狀和運(yùn)動(dòng)副4HACD321Hф4l1ABD321ф雙滑塊