4-1-平面機構(gòu)類型

案例導(dǎo)入

案例分析：如圖所示為縫紉機踏板機構(gòu)，為其機構(gòu)運動簡圖和結(jié)構(gòu)示意圖?？p紉機傳動路線為:操作者踩踏踏板使搖桿1（原動件）往復(fù)擺動→連桿2驅(qū)→曲柄3（從動件）→帶動帶輪使機頭主軸連續(xù)轉(zhuǎn)動?？p紉機踏板機構(gòu)CopyRightZDJ案例導(dǎo)入

問題：（1）各構(gòu)件的長度如何才能保證實現(xiàn)相關(guān)的運動？（2）該機構(gòu)在工作時，出現(xiàn)卡死現(xiàn)象如何處理？

縫紉機踏板機構(gòu)CopyRightZDJ第4章平面連桿機構(gòu)平面連桿機構(gòu)的類型

1平面四桿機構(gòu)的演化2平面連桿機構(gòu)的基本特性3平面四桿機構(gòu)的設(shè)計

4CopyRightZDJ教學(xué)目標1掌握平面四桿機構(gòu)的基本類型、應(yīng)用及演化

2熟練掌握鉸鏈四桿的類型及判斷

3

熟練掌握平面四桿的工作特性，平面四桿機構(gòu)的設(shè)計CopyRightZDJ教學(xué)重點和難點

1鉸鏈四桿機構(gòu)類型的判斷2平面四桿機構(gòu)的基本特性

3平面四桿機構(gòu)的設(shè)計CopyRightZDJ4.1平面四桿機構(gòu)的類型鉸鏈四桿機構(gòu)的類型

1鉸鏈四桿機構(gòu)類型的判斷

2課堂練習(xí)

4案例分析

3CopyRightZDJ4.1平面連桿機構(gòu)的類型復(fù)習(xí)：平面機構(gòu)的概念

測量儀表機構(gòu)飛機發(fā)動機內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖CopyRightZDJ4.1平面連桿機構(gòu)的類型基本概念：連桿機構(gòu)：機構(gòu)中各構(gòu)件只采用低副連接的構(gòu)件稱為連桿機構(gòu)。平面連桿機構(gòu)：所有構(gòu)件均在同一平面或相互平行的平面內(nèi)運動的連桿機構(gòu)稱為平面連桿機構(gòu)。

縫紉機腳踏機構(gòu)鋸管機構(gòu)CopyRightZDJ4.1平面連桿機構(gòu)的類型

四桿機構(gòu)：由四個構(gòu)件組成的平面連桿機構(gòu)稱為四桿機構(gòu)

腳踏式脫粒機縫紉機縫紉機構(gòu)CopyRightZDJ4.1平面連桿機構(gòu)的類型

4.1.1鉸鏈四桿機構(gòu)類型

基本概念：（1）鉸鏈四桿機構(gòu)：四個構(gòu)件全部用轉(zhuǎn)動副相連的四桿機構(gòu)，稱為鉸鏈四桿機構(gòu)。

（2）機架：機構(gòu)中固定不動的構(gòu)件。（3）連架桿：與機架連接的構(gòu)架。

CopyRightZDJ連架桿機架連架桿連桿4.1平面連桿機構(gòu)的類型曲柄：若能繞機架作整周轉(zhuǎn)動的連架桿則稱為曲柄。

搖桿：只能繞著機架在一定范圍內(nèi)擺動的連架桿。（4）連桿：不直接與機架相連的構(gòu)件。CopyRightZDJ鉸鏈四桿機構(gòu)按是否存在曲柄可分為三類：

1、曲柄搖桿機構(gòu)（1）概念：鉸鏈四桿機構(gòu)的兩個連架桿中，若一個是曲柄，另一個是搖桿，則稱為曲柄搖桿機構(gòu)。

4.1平面連桿機構(gòu)的類型CopyRightZDJ4.1平面連桿機構(gòu)的類型（2）應(yīng)用案例：雷達天線、腳踏式脫粒機、攪拌機、水稻插秧機的秧爪運動機構(gòu)。

腳踏式脫粒機縫紉機的腳踏粒機雷達天線CopyRightZDJ4.1平面連桿機構(gòu)的類型

攪拌機機構(gòu)水稻插秧機的秧爪運動機構(gòu)（3）功能：將連續(xù)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為擺動，或者將擺動轉(zhuǎn)換為連續(xù)轉(zhuǎn)動。CopyRightZDJ4.1平面連桿機構(gòu)的類型

2、雙曲柄機構(gòu)（1）概念：具有兩個曲柄的鉸鏈四桿機構(gòu)，稱為雙曲柄機構(gòu)。

CopyRightZDJ4.1平面連桿機構(gòu)的類型（2）應(yīng)用案例：慣性篩機構(gòu)

（3）功能：將等速轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為不等速同向轉(zhuǎn)動。慣性篩機構(gòu)CopyRightZDJ4.1平面連桿機構(gòu)的類型

（4）雙曲柄機構(gòu)的其他類型

1）平行四邊形機構(gòu)：兩相對構(gòu)件互相平行，呈平行四邊形的雙曲柄機構(gòu)。案例：單盤秤機構(gòu)、火車車輪聯(lián)動裝置等

平行四邊形機構(gòu)單盤秤機構(gòu)CopyRightZDJ4.1平面連桿機構(gòu)的類型

2）反平行四邊形機構(gòu)：兩相對構(gòu)件長度相等，一對構(gòu)件互相平行的雙曲柄機構(gòu)。

應(yīng)用案例：公共汽車的車門開關(guān)機構(gòu)

反平行四邊形機構(gòu)公共汽車的車門開關(guān)機構(gòu)

CopyRightZDJ4.1平面連桿機構(gòu)的類型

3）功能：將等速轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為等速同向、不等速同向、等多種轉(zhuǎn)動。）

反平行四邊形機構(gòu)平行四邊形機構(gòu)CopyRightZDJ4.1平面連桿機構(gòu)的類型3、雙搖桿機構(gòu)（1）概念：鉸鏈四桿機構(gòu)的兩個連架桿若都是搖桿，則稱為雙搖桿機構(gòu)。

爐門開啟機構(gòu)雙搖桿機構(gòu)CopyRightZDJ4.1平面連桿機構(gòu)的類型

（2）應(yīng)用案例：港口鶴式起重機

、汽車轉(zhuǎn)向機構(gòu)、電風(fēng)扇搖頭機構(gòu)、飛機起落架等機構(gòu)。電風(fēng)扇搖頭機構(gòu)CopyRightZDJ4.1平面連桿機構(gòu)的類型

（3）功能：將一種擺動轉(zhuǎn)換為另一種擺動。汽車前輪轉(zhuǎn)向機構(gòu)鶴式起重機CopyRightZDJ4.1平面連桿機構(gòu)的類型

想一想練一練請根據(jù)下列機構(gòu)的運動情況，判斷其屬于哪類鉸鏈四桿機構(gòu)？

水排以鼓風(fēng)煉鐵飛機起落架CopyRightZDJ1、曲柄搖桿機構(gòu)曲柄為主動件時，轉(zhuǎn)動—>擺動搖桿為原動件時，擺動—>轉(zhuǎn)動

兩連架桿中一個為曲柄，另一個為搖桿的四桿機構(gòu)，稱為曲柄搖桿機構(gòu)三、平面四桿機構(gòu)的分類

按照兩連架桿的運動形式的不同（即有無曲柄），可將鉸鏈四桿機構(gòu)分為：

兩連架桿均為曲柄的四桿機構(gòu)稱為雙曲柄機構(gòu)

主動曲柄等速轉(zhuǎn)動—>從動曲柄也同速同向轉(zhuǎn)動

主動曲柄等速轉(zhuǎn)動—>從動曲柄變速轉(zhuǎn)動兩連架桿均為搖桿的四桿機構(gòu)稱為雙搖桿機構(gòu)4.1平面連桿機構(gòu)的類型4.1.2鉸鏈四桿機構(gòu)類型的判斷

1、鉸鏈四桿機構(gòu)存在曲柄的條件

機構(gòu)中相鄰構(gòu)件能否相對轉(zhuǎn)整周，由各構(gòu)件長度間的關(guān)系決定。（1）長度和條件：機構(gòu)中最短構(gòu)件與最長構(gòu)件長度之和小于或等于其余兩構(gòu)件長度之和，即

CopyRightZDJ4.1平面連桿機構(gòu)的類型

（2）最短構(gòu)件條件：連架桿與機架中必有一桿為最短構(gòu)件。

CopyRightZDJ4.1平面連桿機構(gòu)的類型2、鉸鏈四桿機構(gòu)基本類型的判別方法

（1）滿足長度和條件，即1)若以最短構(gòu)件相鄰邊為機架時，機構(gòu)為曲柄搖桿機構(gòu)；2）若以最短構(gòu)件為機架，則機構(gòu)為雙曲柄機構(gòu)；

3）若以最短構(gòu)件對邊為機架，則機構(gòu)為雙搖桿機構(gòu)。

CopyRightZDJ4.1平面連桿機構(gòu)的類型

（2）不滿足長度和條件，則無論取哪個構(gòu)件為機架均為雙搖桿機構(gòu)。CopyRightZDJ

設(shè)：一曲柄搖桿機構(gòu)ABCD，各桿長為a、b、c、d，AB為曲柄

則在曲柄整周回轉(zhuǎn)的過程中必會通過與機架AD平行的兩位置，即桿1和桿4拉直共線和重疊共線，如下圖所示由三角形的邊長關(guān)系可得a+d<b+cd-a+b>c→a+c<b+dd-a+c>b→a+b<c+d

當(dāng)運動過程中出現(xiàn)左圖所示的共線情況時，上式中不等式變成了等式，可以改寫為：

a+d≤b+ca+c≤b+da+b≤d+c從中我們可以推導(dǎo)出

a≤ba≤ca≤d

通過上面的分析，可以說明兩個問題：

（1）在曲柄搖桿機構(gòu)中，曲柄為最短桿；

（2）最短桿與最長桿長度之和小于或等于其他兩桿長度之和

結(jié)論

最短桿和最長桿長度之和小于或等于其余兩桿長度之和是鉸鏈四桿機構(gòu)有曲柄的必要條件(不滿足這一條件的，必為雙搖桿機構(gòu))

但滿足這一條件的鉸鏈四桿機構(gòu)究竟有一個曲柄、兩個曲柄還是沒有曲柄，還需根據(jù)取何桿為機架來判斷

以最短桿為機架時得到雙曲柄機構(gòu)

以最短桿的相鄰桿為機架時得到曲柄搖桿機構(gòu)

以最短桿的對面桿為機架時得到雙搖桿機構(gòu)4.1平面連桿機構(gòu)的類型案例分析：

如圖所示的鉸鏈四桿機構(gòu)ABCD中，已知各桿的長度分別為：a=30，b=50，c=40，d=45。試確定該機構(gòu)分別以AD、AB、CD和BC為機架時，屬于何種機構(gòu)？CopyRightZDJ4.1平面連桿機構(gòu)的類型