四桿機(jī)構(gòu)課堂例題

四桿機(jī)構(gòu)課堂例題.第一頁(yè)，編輯于星期六：十五點(diǎn)十一分。第1頁(yè)，共39頁(yè)。123123132H例求下列曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的沖程H、極位夾角θ，正、反行程。132CABe求沖程H、極位夾角θ。第二頁(yè)，編輯于星期六：十五點(diǎn)十一分。第2頁(yè)，共39頁(yè)。AB2C22工作行程空回行程3B112C1H1本節(jié)課后作業(yè)：8-1~8-3，8-6~8-12第三頁(yè)，編輯于星期六：十五點(diǎn)十一分。第3頁(yè)，共39頁(yè)。例2設(shè)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)各桿件長(zhǎng)度

試回答下列問(wèn)題:1.當(dāng)取桿4為機(jī)架時(shí)，是否有曲柄存在？若有曲柄存在，桿（）為曲柄？此時(shí)該機(jī)構(gòu)為（）機(jī)構(gòu)？2.要使機(jī)構(gòu)成為雙曲柄機(jī)構(gòu)，則應(yīng)取桿（）為機(jī)架？3.要使機(jī)構(gòu)成為雙搖桿機(jī)構(gòu)，則應(yīng)取桿（）為機(jī)架？且其長(zhǎng)度的允許變動(dòng)范圍為（）4.如將桿4的長(zhǎng)度改為d=400mm，其它各桿長(zhǎng)度不變，則分別以1、2、3桿為機(jī)架時(shí)，所獲得的機(jī)構(gòu)為（）機(jī)構(gòu)？ABCD1234第四頁(yè)，編輯于星期六：十五點(diǎn)十一分。第4頁(yè)，共39頁(yè)。1.當(dāng)取桿4為機(jī)架時(shí)，是否有曲柄存在？若有曲柄存在，桿（）為曲柄？此時(shí)該機(jī)構(gòu)為（）機(jī)構(gòu)？ABCD1234解：根據(jù)桿長(zhǎng)條件:曲柄搖桿112.要使機(jī)構(gòu)成為雙曲柄機(jī)構(gòu)，則應(yīng)取桿（）為機(jī)架？第五頁(yè)，編輯于星期六：十五點(diǎn)十一分。第5頁(yè)，共39頁(yè)。ABCD12343.要使機(jī)構(gòu)成為雙搖桿機(jī)構(gòu)，則應(yīng)取桿（）為機(jī)架？且其長(zhǎng)度的允許變動(dòng)范圍為（）3解：1）a桿為最短桿，C桿為最長(zhǎng)桿時(shí)不滿足曲柄存在條件滿足曲柄存在條件2）假設(shè)C桿為最短桿，則有：第六頁(yè)，編輯于星期六：十五點(diǎn)十一分。第6頁(yè)，共39頁(yè)。ABCD12343.要使機(jī)構(gòu)成為雙搖桿機(jī)構(gòu)，則應(yīng)取桿（）為機(jī)架？且其長(zhǎng)度的允許變動(dòng)范圍為（）3140<a≤8601）a桿為最短桿，C桿為最長(zhǎng)桿時(shí)2）假設(shè)C桿為最短桿，則有：3）假設(shè)C桿為一般桿，則有：不滿足曲柄存在條件滿足曲柄存在條件滿足曲柄存在條件不滿足曲柄存在條件第七頁(yè)，編輯于星期六：十五點(diǎn)十一分。第7頁(yè)，共39頁(yè)。4.如將桿4的長(zhǎng)度改為d=400mm，其它各桿長(zhǎng)度不變，則分別以1、2、3桿為機(jī)架時(shí)，所獲得的機(jī)構(gòu)為（）機(jī)構(gòu)？ABCD1234不滿足曲柄存在條件無(wú)論取哪個(gè)桿件為機(jī)架，均只能得到雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿第八頁(yè)，編輯于星期六：十五點(diǎn)十一分。第8頁(yè)，共39頁(yè)。例3圖示曲柄滑塊機(jī)構(gòu)是按比例繪制而成的。（1）設(shè)曲柄為主動(dòng)件，滑塊朝右運(yùn)動(dòng)為工作行程，試確定曲柄的合理轉(zhuǎn)向，并簡(jiǎn)述其理由；（2）若滑塊為主動(dòng)件，使用作圖法確定該機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置。ABCB1C1C2B2ω1解：（1）曲柄為順時(shí)針轉(zhuǎn)向；（2）該機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置為曲柄與連桿兩次共線位置。工作行程空回行程tttt第九頁(yè)，編輯于星期六：十五點(diǎn)十一分。第9頁(yè)，共39頁(yè)。例4

鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)各桿桿長(zhǎng)為：

LAB=200mm，LBC=350mm，

LCD=450mm，LAD=500mm。求：1）該機(jī)構(gòu)為何種類型機(jī)構(gòu)？（要求寫出判定條件）2）不改變各桿桿長(zhǎng)，如何將該機(jī)構(gòu)演化為雙搖桿機(jī)構(gòu)？3）在圖上標(biāo)出極位夾角θ，；最小傳動(dòng)角γmin；4）AB桿的轉(zhuǎn)向；解：1）該機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，曲柄為AB桿。ABCD2）當(dāng)取CD桿為機(jī)架時(shí)，機(jī)構(gòu)演化為雙搖桿機(jī)構(gòu)正行程第十頁(yè)，編輯于星期六：十五點(diǎn)十一分。第10頁(yè)，共39頁(yè)。3）在圖上標(biāo)出極位夾角θ，；最小傳動(dòng)角γmin；4）AB桿的轉(zhuǎn)向；以A為圓心，以：為半徑畫圓弧交C軌跡線得出：得出：以A為圓心，以：為半徑畫圓弧交C軌跡線CADB第十一頁(yè)，編輯于星期六：十五點(diǎn)十一分。第11頁(yè)，共39頁(yè)。ABD3）在圖上標(biāo)出極位夾角θ，；最小傳動(dòng)角γmin；比較、取小值。第十二頁(yè)，編輯于星期六：十五點(diǎn)十一分。第12頁(yè)，共39頁(yè)。例5假設(shè)圖示導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)各部尺寸為已知，求：

1.該機(jī)構(gòu)曲柄存在的條件；2.圖示位置機(jī)構(gòu)的壓力角和傳動(dòng)角；3.擺動(dòng)導(dǎo)桿的最大擺角ψ和極位夾角θ；4.最小傳動(dòng)角位置。D∞D(zhuǎn)∞解：1.2.滑塊為二力桿nnABCab312VB3F第十三頁(yè)，編輯于星期六：十五點(diǎn)十一分。第13頁(yè)，共39頁(yè)。3.擺動(dòng)導(dǎo)桿的最大擺角ψ和極位夾角θ；4.最小傳動(dòng)角位置和最小傳動(dòng)角值。CAψθBabACACB1FVB3一般位置的傳動(dòng)角B2FVB3FVB3結(jié)論？FVB3第十四頁(yè)，編輯于星期六：十五點(diǎn)十一分。第14頁(yè)，共39頁(yè)。BADab解（1）分析：該機(jī)構(gòu)的原型為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄滑塊原連桿機(jī)架原搖桿擺動(dòng)導(dǎo)桿例6在圖示的導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)中，已知LAB=30mm，試問(wèn)：（1）若機(jī)構(gòu)成為擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)時(shí)，的LAD的最小值為多少？（2）若LAD=60mm，LAB的最大值為多少？（3）如果LAB=60mm,若使該機(jī)構(gòu)成為轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的條件？（4）該機(jī)構(gòu)的極位夾角θ。(在b圖上畫)

第十五頁(yè)，編輯于星期六：十五點(diǎn)十一分。第15頁(yè)，共39頁(yè)。BADab（1）若機(jī)構(gòu)成為擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)時(shí)，的LAD的最小值為多少？該機(jī)構(gòu)的原型為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)該機(jī)構(gòu)存在曲柄的條件為或者由于所以有即：的最小值為30mm（2）若LAD=60mm，LAB的最大值為多少？由知：第十六頁(yè)，編輯于星期六：十五點(diǎn)十一分。第16頁(yè)，共39頁(yè)。BADab（3）如果LAB=60mm,若使該機(jī)構(gòu)成為轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的條件？機(jī)架為最短桿，并且滿足曲柄存在條件即：（4）該機(jī)構(gòu)的極位夾角θ。

ADBB’第十七頁(yè)，編輯于星期六：十五點(diǎn)十一分。第17頁(yè)，共39頁(yè)。例7圖（a）、（b）兩導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。問(wèn)：（1）圖（a）若為轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)導(dǎo)桿，其演化原型是什么？（2）圖（a）偏置導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)成為轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的條件；（3）圖（b）中AP不為轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿的條件。其演化原型？ABCabeCABPabeD∞D(zhuǎn)∞解：（1）雙曲柄

（2）最短桿：AB桿最長(zhǎng)桿：AD∞桿次長(zhǎng)桿：CD∞桿第十八頁(yè)，編輯于星期六：十五點(diǎn)十一分。第18頁(yè)，共39頁(yè)。CABPabe（3）圖（b）中AP為擺動(dòng)導(dǎo)桿的條件。其演化原型？解：

最短桿：BC桿

最長(zhǎng)桿：CD∞桿D∞D(zhuǎn)∞1）按曲柄搖桿機(jī)構(gòu)演化機(jī)架LAB不為最短桿,曲柄為L(zhǎng)BC桿2）按雙搖桿機(jī)構(gòu)演化3）機(jī)構(gòu)演化原型曲柄搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)第十九頁(yè)，編輯于星期六：十五點(diǎn)十一分。第19頁(yè)，共39頁(yè)。例8接上題.設(shè)b桿為主動(dòng)構(gòu)件求該位置時(shí)機(jī)構(gòu)的壓力角和傳動(dòng)角。ABabeCVC3FγminCABPabe1234F12F32F23V第二十頁(yè)，編輯于星期六：十五點(diǎn)十一分。第20頁(yè)，共39頁(yè)。例9圖示為一六桿機(jī)構(gòu)。桿BC為原動(dòng)件，其長(zhǎng)度LBC=40mm,滑塊E的行程H=50mm，行程速比系數(shù)K=2，要求最小傳動(dòng)角γmin=60°。試確定各構(gòu)件的長(zhǎng)度。ABCDE示意圖解：1取長(zhǎng)度比例尺作機(jī)構(gòu)圖第二十一頁(yè)，編輯于星期六：十五點(diǎn)十一分。第21頁(yè)，共39頁(yè)。HBCDEABCDE示意圖取A第二十二頁(yè)，編輯于星期六：十五點(diǎn)十一分。第22頁(yè)，共39頁(yè)。例10

一加熱爐門，擬用鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)來(lái)閉啟。根據(jù)工作要求，爐門須占有Ⅰ，Ⅱ兩個(gè)位置，并使得關(guān)閉時(shí)的外側(cè)面，在打開(kāi)時(shí)的位置上能處于上方并與爐膛口平齊（以便放置被加熱的零件）。爐門上的點(diǎn)B和C時(shí)任意選取的鉸鏈點(diǎn)。試求固定鉸鏈點(diǎn)A、D的位置。B1B2C1C2ⅠⅡ解：1求A、D鉸鏈點(diǎn)課后作業(yè)：8-23~8-28第二十三頁(yè)，編輯于星期六：十五點(diǎn)十一分。第23頁(yè)，共39頁(yè)。B1B2C1C2ⅠⅡAD2設(shè)計(jì)檢驗(yàn)（1）爐門閉啟時(shí)是否與爐外壁干涉從位置Ⅰ到位置Ⅱ是爐門開(kāi)啟的過(guò)程。檢驗(yàn)E點(diǎn)是否與爐外壁干涉。E課后作業(yè)：8-23~8-28第二十四頁(yè)，編輯于星期六：十五點(diǎn)十一分。第24頁(yè)，共39頁(yè)。DB1B2C1C2ⅡⅠ423P14P23P12P34P242設(shè)計(jì)檢驗(yàn)（1）爐門閉啟時(shí)是否與爐外壁干涉從位置Ⅰ到位置Ⅱ是爐門開(kāi)啟的過(guò)程。檢驗(yàn)E點(diǎn)是否與爐外壁干涉。ωA1VEE第二十五頁(yè)，編輯于星期六：十五點(diǎn)十一分。第25頁(yè)，共39頁(yè)。（2）驗(yàn)算最小傳動(dòng)角DB1B2C1C2ⅡⅠ4A231課后作業(yè)：8-23~8-28第二十六頁(yè)，編輯于星期六：十五點(diǎn)十一分。第26頁(yè)，共39頁(yè)。B1B2C2ⅡⅠ4C1B1B2C1ⅡⅠ4C2（3）驗(yàn)算爐門的穩(wěn)定性P24ωD3AG23P14P23P12P344DAP24ω在位置Ⅰ重力G對(duì)瞬心的力矩有使?fàn)t門打開(kāi)的可能，故應(yīng)在操作柄上加定位卡。在位置Ⅱ重力G對(duì)瞬心的力矩與爐門關(guān)閉的轉(zhuǎn)向相反，故不會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。G第二十七頁(yè)，編輯于星期六：十五點(diǎn)十一分。第27頁(yè)，共39頁(yè)。例11圖中給出了連桿2桿線BC的兩個(gè)位置并B1C1

、B2C2，并給出了連架桿1的相應(yīng)的順時(shí)針轉(zhuǎn)角φ12和連架桿3的逆時(shí)針轉(zhuǎn)角ψ12設(shè)計(jì)此四鉸鏈機(jī)構(gòu)B2C2B1C1AD課后作業(yè)：8-23~8-28第二十八頁(yè)，編輯于星期六：十五點(diǎn)十一分。第28頁(yè)，共39頁(yè)。例12試設(shè)計(jì)一鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，要求滿足AB1、

AB2與DE1

、

DE2兩組對(duì)應(yīng)位置，并要求滿足搖桿CD在第二位置為極限位置。已知和LAB和LAD（在圖中已按比例畫出），試用作圖法確定鉸鏈C的位置。要求注明四桿機(jī)構(gòu)ABCD。DCEE2E1B1ADB2θθ第二十九頁(yè)，編輯于星期六：十五點(diǎn)十一分。第29頁(yè)，共39頁(yè)。E2E1B1ADB2θθC2搖桿CD在第二位置為極限位置第三十頁(yè)，編輯于星期六：十五點(diǎn)十一分。第30頁(yè)，共39頁(yè)。例13已知鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，機(jī)架AD、曲柄AB的長(zhǎng)度，連桿的兩個(gè)位置B1M1、B2M2，鉸鏈C在B1M1直線上，試用圖解法求出連桿BC和搖桿CD的長(zhǎng)度。

B1M1M2B2AD第三十一頁(yè)，編輯于星期六：十五點(diǎn)十一分。第31頁(yè)，共39頁(yè)。B2B1M1ADM2B2M2B2M2B2M2B2M2B2M2B2C1鉸鏈C在B1M1直線上，試用圖解法求出連桿BC和搖桿CD的長(zhǎng)度。

第三十二頁(yè)，編輯于星期六：十五點(diǎn)十一分。第32頁(yè)，共39頁(yè)。E1AC2C1E2例13已知曲柄AB平面上