機械設計基礎 課件 第二章新平面機構-連桿機構X1

平面連桿機構總目錄平面四桿機構的基本特性平面連桿機構的設計平面連桿機構的特點連桿機構基本類型及其演化平面連桿機構

將若干個構件用低副聯(lián)接起來并作平面運動的機構，也稱低副機構。鉸鏈四桿機構

夾緊機構

縫紉機針機構

單擊……分目錄上一張平面連桿機構上一張分目錄1.運動副為面接觸，壓強小,承載能力大，耐沖擊。3.構件可以很長，用于遠距離的操作。5.可以實現(xiàn)運動規(guī)律和特定軌跡要求。6.運動傳遞路線較長，易產(chǎn)生累積誤差。7.慣性力難以平衡，不易于高速運動。1平面連桿機構的特點繼續(xù)4.運動形式多樣，可用于運動轉(zhuǎn)換。2.運動副形狀簡單、便于制造。用于受力大破碎機上一張分目錄1平面連桿機構的特點用于實現(xiàn)遠距離操作及受力大

挖掘機

上一張分目錄1平面連桿機構的特點返回單擊……1平面連桿機構的特點返回上一張用于實現(xiàn)各種不同的運動規(guī)律要求

上一張1平面連桿機構的特點返回實現(xiàn)給定軌跡攪拌機

分目錄上一張1平面連桿機構的特點返回上一張分目錄鉸鏈四桿機構

——全部運動副為轉(zhuǎn)動副的四桿機構機架（固定件）：支承活動構件；連架桿:與機架相聯(lián)的構件；曲柄：整圈轉(zhuǎn)動搖桿：不能作整圈轉(zhuǎn)動連桿：不與機架相聯(lián)作平面運動的構件2平面連桿機構的基本類型及應用一、基本類型四桿機構

——由四個構件組成的平面連桿機構。上一張分目錄1.曲柄搖桿機構——兩連架桿中，一個作整周轉(zhuǎn)動，一個作往復擺動2平面連桿機構的基本類型及應用曲柄搖桿機構的類型及應用顎式破碎機構上一張分目錄2平面連桿機構的基本類型及應用曲柄搖桿機構的類型及應用雷達天線機構攪拌機機構上一張分目錄2平面連桿機構的基本類型及應用2平面連桿機構的基本類型及應用縫紉機的踏板機構上一張上一張分目錄2.雙曲柄機構——兩連架桿均能作整周轉(zhuǎn)動2平面連桿機構的基本類型及應用慣性篩上一張2平面連桿機構的基本類型及應用特例：平行雙曲柄機構雙曲柄機構的類型及應用上一張分目錄2平面連桿機構的基本類型及應用上一張分目錄3.雙搖桿機構——兩連架桿均不能作整周轉(zhuǎn)動2平面連桿機構的基本類型及應用雙搖桿機構的類型及應用上一張分目錄2平面連桿機構的基本類型及應用

分目錄上一張1、改變構件運動尺寸在曲柄搖桿機構中，若搖桿的桿長增大至無窮長，轉(zhuǎn)動副D滑塊移動副則搖桿——轉(zhuǎn)動副演化為移動副二、演化形式2平面連桿機構的基本類型及應用4ABC123ABC1234導桿滑塊上一張單移動副四桿機構2平面連桿機構的基本類型及應用分目錄上一張2.選用不同構件為機架1）曲柄滑塊機構（固定導桿）對心式：偏置式：2平面連桿機構的基本類型及應用自卸貨車分目錄上一張4ABC1232）曲柄搖塊機構（固定與滑塊相對轉(zhuǎn)動的構件）2平面連桿機構的基本類型及應用擺動導桿機構單擊……分目錄上一張3）導桿機構(固定與滑塊不相連的構件1)導桿機構擺動導桿轉(zhuǎn)動導桿4ABC123轉(zhuǎn)動導桿機構2平面連桿機構的基本類型及應用分目錄上一張轉(zhuǎn)動導桿機構的應用2平面連桿機構的基本類型及應用擺動導桿機構的應用牛頭刨床結構示意圖牛頭刨床上一張2平面連桿機構的基本類型及應用4）定塊機構（固定滑塊）分目錄上一張2平面連桿機構的基本類型及應用分目錄上一張3、改變運動副尺寸——曲柄演化為偏心輪

當曲柄的實際尺寸很短并傳遞較大的動力時，可將曲柄做成幾何中心與回轉(zhuǎn)中心距離等于曲柄長度的圓盤，常稱此機構為偏心輪機構。2平面連桿機構的基本類型及應用雙移動副機構分目錄上一張2平面連桿機構的基本類型及應用ABC12341、正弦機構縫紉機針機構單擊……分目錄上一張2平面連桿機構的基本類型及應用2、雙滑塊機構上一張2平面連桿機構的基本類型及應用橢圓儀3、雙轉(zhuǎn)塊機構十字滑塊聯(lián)軸器上一張2平面連桿機構的基本類型及應用連桿機構——基本類型及演化曲柄搖桿機構雙曲柄機構雙搖桿機構曲柄滑塊機構曲柄擺動導桿機構曲柄轉(zhuǎn)動導桿機構曲柄搖塊機構定塊機構曲柄移動導桿機構雙滑塊機構雙轉(zhuǎn)塊機構練練眼上一張OAB1234上一張cbda+￡+cadb+-￡)(badc+-￡)(一、曲柄存在的條件3平面四桿機構的基本特性當曲柄處在AB1時當曲柄處在AB2時

轉(zhuǎn)動副成為整轉(zhuǎn)副的條件1）桿長條件:2）最短桿條件:組成整轉(zhuǎn)副的兩桿中必有一桿為四桿中的最短桿3平面四桿機構的基本特性上一張存在曲柄的條件2)最短桿為連架桿或機架。1)各桿長度應滿足桿長條件；上一張1）當時：最短桿為連架桿——曲柄搖桿機構鉸鏈四桿機構類型的判斷方法：最短桿為機架——雙曲柄機構最短桿為連桿——雙搖桿機構2）時，機構無曲柄，機構為雙搖桿機構。3平面四桿機構的基本特性解:若機構為雙曲柄機構，則AD必為最短桿，由桿長條件得：AD+BC≤CD+AB所以80mm≤AB≤100mm即：80mm≤

AB≤120mm時，該鉸鏈四桿機構為雙曲柄機構。例：圖示鉸鏈四桿機構，BC=100mm,CD=70mm,AD=50mm,

AD為機架，若該機構為雙曲柄機構，試討論AB的取值范圍上一張3平面四桿機構的基本特性若AB桿最長，即AB

≥100mm則若BC桿最長，即AB≤100mm則AD+AB≤CD+BCAB≥

80mmAB≤

120mm所以100mm≤AB≤120mmACBD3平面四桿機構的基本特性二.急回運動特性——原動件勻速連續(xù)回轉(zhuǎn)，從動件往復運動速度不同的性質(zhì)。上一張二.急回運動特性機構極位——曲柄與連桿兩次共線時的位置。擺角——從動件搖桿在機構極位時的夾角。ψ極位夾角——原動件曲柄在機構極位時所夾的銳角。上一張3平面四桿機構的基本特性曲柄搖桿擺角ψ,時間t1擺角ψ,時間t2上一張

∵1＞2且曲柄勻速∴t1＞t2

原動件勻速轉(zhuǎn)動時,從動件往復運動速度快慢不同的運動——急回運動特性。則：搖桿C點平均速度3平面四桿機構的基本特性行程速比系數(shù)——從動件空回行程平均速度與工作行程平均速度的比值，用K表示：（2）當>0，k>1，機構有急回作用；且越大,K越大,急回特性越明顯。因此（1）當=0，k=1，機構無急回作用。上一張3平面四桿機構的基本特性急回特性的分析：

（2）作圖尋找從動件的極限位置。

（1）分析原動件是否為連續(xù)運動，從動件是否為往復運動。

（3）分析機構極位夾角θ是否大于零。

分析曲柄為原動件的擺動導桿機構是否存在急回特性。3平面四桿機構的基本特性上一張上一張3平面四桿機構的基本特性ADB1B2三.壓力角和傳動角壓力角:

從動件Ｃ點的受力的方向與該點的速度方向所夾的銳角，稱機構在此位置的壓力角,用表示。上一張有效分力有害分力ABCDFFnvFtF

壓力角α越小，推動機械運動的有效分力越大，故壓力角越小越好。

傳動角：壓力角的余角，用

表示。3平面四桿機構的基本特性上一張為保證機構傳動性能良好，設計時通常應使：

min40°大功率機械：

min50°

min的位置如何確定γmin？曲柄與機架兩共線位置之一。一般機械：1）當曲柄與機架重疊共線時：∠BCD最小，γmin=∠BCD2）當曲柄與機架拉直共線時：∠BCD最大且＞90°時，γmin=180°

-∠BCD3平面四桿機構的基本特性ACB1B2γ=90°vB上一張擺動導桿機構：當曲柄主動時，γ≡90°曲柄滑塊機構：當主動曲柄與滑塊導路垂直時，出現(xiàn)

min

（即αmax）3平面四桿機構的基本特性BFvceABCF死點位置：從動件的傳動角=0o時,機構所處的位置。四.死點位置上一張機構或是頂死，而不能運動；或是出現(xiàn)運動不確定。死點位置的危害：3平面四桿機構的基本特性上一張死點位置為AB1C1D、AB2C2D死點位置為AB1C、AB2C3平面四桿機構的基本特性B1

θ

C2

C1

D

A

B2ψ

mnACB1B2

克服死點的措施：①利用慣性,如飛輪。②采用幾套相同的機構錯位。上一張3平面四桿機構的基本特性死點的應用上一張3平面四桿機構的基本特性

死點的應用上一張3平面四桿機構的基本特性

飛機起落架機構上一張3平面四桿機構的基本特性課堂小結1、曲柄存在的條件：上一張3、傳動角、壓力角分析四桿機構的基本特性鉸鏈四桿機構類型的判別方法2、急回特性：

極限位置、擺角、極位夾角、行程速比系數(shù)分清原動件、從動件作業(yè):2-42-84、死點位置設計的基本問題:

1.按給定的運動規(guī)律設計四桿機構2.按給定的運動軌跡設計四桿機構4平面連桿機構的設計3.按給定的連桿位置設計四桿機構設計任務：根據(jù)運動要求

選定機構的型式確定構件的尺寸參數(shù)使兩連架桿實現(xiàn)對應位置要求；滿足K的要求使連桿上某一點實現(xiàn)預定軌跡的要求要求機構能使連桿順序地實現(xiàn)一些給定的位置上一張設計方法：圖解法、解析法、實驗法已知：連桿的位置B1C1、B2C2、B3C3設計步驟：2）連B1B2、B2B3、C1C2、C2C3，作中垂線b12b23交于A點，C12C23交于D點。則AB1C1D即為所求四桿機構3）求構件的長度一、按連桿預定的位置設計四桿機構ADB1C1B2C2B3C3b12c12b23c23

設計關鍵：定鉸鏈中心A、D。1）作連桿的位置B1C1、B2C2、B3C3上一張——圖解法4平面連桿機構的設計lAB＝μl.

AB1；lCD=μl.

C1D；lAD＝μl.

AD上一張b題圖a為一鉸鏈四桿機構的夾緊機構。已知連桿長度B2C2為機構處于死點的位置，此時原動件AB處于鉛垂位置。試設計此夾緊機構,求出各構件長度。及它所在的兩個位置(圖b).其中B1C1處于水平位置；4平面連桿機構的設計——圖解法aB2B1C1C2b12c12上一張DA4平面連桿機構的設計——圖解法圖中AB2C2D即為所設計的四桿機構，則各桿長度為：上一張二、按給定的行程速比系數(shù)Ｋ設計四桿機構已知條件搖桿長度擺角ψ和行程速比系數(shù)Ｋ?！獔D解法1、曲柄搖桿機構設計關鍵找鉸鏈中心A點的位置。C2C1B1B24平面連桿機構的設計B1

θ

2.畫出搖桿CD兩極限位置，且C1DC2=ψM

N

C2

C1

D

A

B2ψ

θ

90－θ3.畫輔助圓：4.根據(jù)機架長度或位置確定A點：5.連接AC1、AC2，C1AC2=θ步驟：6.確定曲柄、連桿長度AB＝（AC2－AC1）／2BC＝（AC1＋AC2）／21、曲柄搖桿機構上一張P4平面連桿機構的設計——圖解法按Ｋ設計——2.曲柄滑塊機構eθAB1B2已知：滑塊行程H、行程速比系數(shù)K、結構形式及其偏心距eHC1C2按Ｋ設計——上一張AB＝（AC2－AC1）／2BC＝（AC1＋AC2）／202θ4平面連桿機構的設計——圖解法3.擺動導桿機構ADB1已知：機架長度及K，試設計四桿機構（求曲柄AB的長度）2）由ψ=θ作Dm、Dn3）由確定鉸鏈A4）作AB1Dm（或AB2Dn）則可得曲柄長度AB=AB1按Ｋ設計——上一張B2mnψ4平面連桿機構的設計——圖解法圖解法思路：

1.將已知的幾何條件盡可能畫出；2.將運動條件轉(zhuǎn)化為幾何條件；3.利用幾何關系尋找問題的關鍵；4.利用其它輔助條件完成設計?！獔D解法上一張4平面連桿機構的設計按預定的兩連架桿對應位置設計四桿機構令——解析法上一張4平面連桿機構的設計實驗法上一張4平面連桿機構的設計上一張b)一、按兩連架桿對應角位移設計——2.按預定軌跡設計給定軌跡；設定曲柄中心A；求出Rmax、Rmin及曲柄AB和浮動連桿BP長度；

LAB＝(Rmax－Rmin)／2，LBP＝(Rmax＋Rmin)／2——實驗法上一張4平面連桿機構的設計連桿曲線：四桿機構運動時，連桿作平面復雜運動，連桿上每一點都描繪出一條封閉曲線——連桿曲線?！弦粡垖嶒灧?.按連桿曲線圖譜設計4平面連桿機構的設計圖譜——上一張步驟：1.查出軌跡