2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),1,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu)（Planar link）,2-1 平面四桿機(jī)構(gòu)及其傳動(dòng)特點(diǎn),2-3 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本特性,2-4 平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì),2-2 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型和應(yīng)用,2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),2,平面連桿機(jī)構(gòu)：構(gòu)件用低副（轉(zhuǎn)動(dòng)副和移動(dòng)副）連接組成的平面機(jī)構(gòu)。,2-1 平面四桿機(jī)構(gòu)及其傳動(dòng)特點(diǎn),2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),3, 面接觸，耐磨損,連桿機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn), 制造方便，易獲得較高的制造精度,2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),4, 實(shí)現(xiàn)多種運(yùn)動(dòng)規(guī)律和軌跡要求,2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),5,連桿機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn),低副中存在間隙，如構(gòu)件與運(yùn)動(dòng)副數(shù)目較多時(shí)，運(yùn)動(dòng) 傳遞的累積誤差大；,連桿的慣性力不好平衡，動(dòng)載荷大，不適合用于高速；,設(shè)計(jì)較復(fù)雜，不易精確實(shí)現(xiàn)復(fù)雜運(yùn)動(dòng)規(guī)律等。,最簡(jiǎn)單的平面連桿機(jī)構(gòu)是由四個(gè)構(gòu)件組成，即平面四桿機(jī)構(gòu)。,注： 由N個(gè)構(gòu)件組成的平面連桿機(jī)構(gòu)稱為平面N 桿機(jī)構(gòu)，如平面四桿機(jī)構(gòu)、平面六桿機(jī)構(gòu)等等。,2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),7, 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu), 含一個(gè)移動(dòng)副的四桿機(jī)構(gòu), 含兩個(gè)移動(dòng)副的四桿機(jī)構(gòu), 其他演化型式,2-1 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型和應(yīng)用,平面四桿機(jī)構(gòu)的類型,2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),8,一、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu),鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)：全部由轉(zhuǎn)動(dòng)副相連的平面四桿機(jī)構(gòu)。,機(jī)架,連架桿,連桿,連架桿,曲柄,搖桿,鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)基本型式：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)、雙搖桿機(jī)構(gòu)。,2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),9,整轉(zhuǎn)副(Fully rotating pair)聯(lián)接的兩構(gòu)件能相對(duì)作整周轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)副。,整轉(zhuǎn)副,擺轉(zhuǎn)副,整轉(zhuǎn)副,擺轉(zhuǎn)副,擺轉(zhuǎn)副(Partially rotating pair)聯(lián)接的兩構(gòu)件不能相對(duì)作整周轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)副。,2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),10,曲柄搖桿機(jī)構(gòu)(Crank-rocker),雙搖桿機(jī)構(gòu)(Double-rocker),機(jī)架,曲柄,機(jī)架,搖桿,搖桿,搖桿,鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本型式：,2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),11,鉸鏈四桿機(jī)構(gòu),等腰梯形機(jī)構(gòu),雙曲柄機(jī)構(gòu)(Double-crank),曲柄,曲柄,2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),12,1、曲柄搖桿機(jī)構(gòu),應(yīng)用實(shí)例一,雷達(dá)天線俯仰角調(diào)整機(jī)構(gòu),2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),13,實(shí)例二,攪拌機(jī)構(gòu),2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),14,縫紉機(jī)踏板機(jī)構(gòu),腳踏砂輪機(jī)構(gòu),實(shí)例三、四,2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),15,應(yīng)用實(shí)例一：,2、雙曲柄機(jī)構(gòu),慣性篩機(jī)構(gòu),2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),16,平行四邊形機(jī)構(gòu),2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),17,逆(反)平行四邊形機(jī)構(gòu),2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),18,應(yīng)用實(shí)例二,火車(chē)車(chē)輪的聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu),銷控機(jī)構(gòu),2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),20,攝影升降機(jī)構(gòu),應(yīng)用實(shí)例,雙曲柄插床,2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),22,應(yīng)用實(shí)例一,3、雙搖桿機(jī)構(gòu),鶴式起重機(jī),2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),23,1、曲柄滑塊機(jī)構(gòu),二、含一個(gè)移動(dòng)副的四桿機(jī)構(gòu),偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu),對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu),2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),24,2、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu),取曲柄AB作機(jī)架,若lBClAB，轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu),若lBClAB，擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu),應(yīng)用：牛頭刨床、插床、回轉(zhuǎn)式水泵,2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),25,3、搖塊機(jī)構(gòu)和定塊機(jī)構(gòu),取連桿BC作機(jī)架，搖塊機(jī)構(gòu),取滑塊作機(jī)架，定塊機(jī)構(gòu),2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),26,改變運(yùn)動(dòng)副類型轉(zhuǎn)動(dòng)副變成移動(dòng)副,改變構(gòu)件相對(duì)尺寸,雙滑塊機(jī)構(gòu)（正弦）,三、含兩個(gè)移動(dòng)副的四桿機(jī)構(gòu)（雙滑塊機(jī)構(gòu)）,2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),27,1、正弦機(jī)構(gòu),2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),28,2、正切機(jī)構(gòu),2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),29,3、滑塊聯(lián)軸器,2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),30,4、橢圓儀,2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),31,1、偏心輪機(jī)構(gòu),四、其他演化型式,2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),32,2、天平機(jī)構(gòu),2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),33,3、牛頭刨床機(jī)構(gòu),2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),34,2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),35,2-2 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本特性, 急回特性, 壓力角和傳動(dòng)角, 死點(diǎn)位置, 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)有整轉(zhuǎn)副的條件,2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),36,一、急回特性,C2,C1,B2,B1,搖桿擺角 ：搖桿在兩極限位置時(shí)的夾角,極位夾角 ：搖桿在兩極限位置時(shí)主動(dòng)曲柄之間所夾的銳角,曲柄運(yùn)動(dòng)夾角1和2,2 1,2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),37,行程速度變化系數(shù)K：,極位夾角：,結(jié)論,當(dāng)機(jī)構(gòu)存在極位夾角 時(shí)，機(jī)構(gòu)便具有急回運(yùn)動(dòng)特性。且角越大，K值越大，機(jī)構(gòu)的急回性質(zhì)也越顯著。,2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),38,討論:(1)若極位夾角=0，則行程速比系數(shù)K=1,機(jī)構(gòu)無(wú)急回運(yùn)動(dòng)。(2)若0，則K1，角越大，K值也越大，機(jī)構(gòu)的急回運(yùn)動(dòng)性質(zhì)越明顯。(3)急回作用具有方向性,當(dāng)原動(dòng)件的回轉(zhuǎn)方向改變時(shí),急回的行程也跟著變。(4)偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)也有急回運(yùn)動(dòng)特性，其極位夾角如圖。,(5)擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)也有急回運(yùn)動(dòng)特性， 其極位夾角如圖所示。,2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),39,二、壓力角和傳動(dòng)角,作用在從動(dòng)件上的驅(qū)動(dòng)力F與該力作用點(diǎn)絕對(duì)速度vC之間所夾的銳角稱為壓力角，壓力角的余角稱為傳動(dòng)角。,結(jié)論：1.壓力角越小，傳動(dòng)角越大，機(jī)構(gòu)傳力性能越好；2.壓力角越大，傳動(dòng)角越小，機(jī)構(gòu)傳力性能越差，效率低。,2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),40,連桿BC與從動(dòng)件CD之間所夾的銳角 稱為四桿機(jī)構(gòu)在此位置的傳動(dòng)角。,且 90 90,最小傳動(dòng)角的確定： 對(duì)于曲柄搖桿機(jī)構(gòu)， min出現(xiàn)在主動(dòng)件曲柄與機(jī)架共線的兩位置之一。,傳動(dòng)角大，傳力性能好,即當(dāng)BCD為銳角時(shí)，min=BCDmin當(dāng)BCD為鈍角時(shí)，min=180-BCDmax,對(duì)于一般機(jī)械，,對(duì)于大功率機(jī)械，,2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),41,以搖桿CD為主動(dòng)件，則當(dāng)連桿與從動(dòng)件曲柄共線時(shí)，機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角0，,這時(shí)主動(dòng)件CD通過(guò)連桿作用于從動(dòng)件AB上的力恰好通過(guò)其回轉(zhuǎn)中心，出現(xiàn)了不能使構(gòu)件AB轉(zhuǎn)動(dòng)的“頂死”現(xiàn)象，,機(jī)構(gòu)的這種位置稱為“死點(diǎn)”,三、死點(diǎn)位置,2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),42,曲柄搖桿機(jī)構(gòu)（曲柄為主動(dòng)件）的死點(diǎn),無(wú)死點(diǎn)存在,練習(xí)：,2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),43,（1）克服死點(diǎn)的方法,1）利用安裝飛輪加大慣性的方法，借慣性作用使機(jī)構(gòu)闖過(guò)死點(diǎn)。,2）采用將兩組以上的同樣機(jī)構(gòu)組合使用，而使各組機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置相互錯(cuò)開(kāi)排列的方法。,2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),44,例1 飛機(jī)起落架收放機(jī)構(gòu),（2）死點(diǎn)的應(yīng)用, 0,2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),45,例2 工件夾緊機(jī)構(gòu),2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),46,四、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)有整轉(zhuǎn)副的條件,整轉(zhuǎn)副：兩構(gòu)件能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)3600的轉(zhuǎn)動(dòng)副。,結(jié)論：1、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)有整轉(zhuǎn)副的條件是：最短桿與最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度之和小于或等于其余兩桿長(zhǎng)度之和；2、整轉(zhuǎn)副由最短桿與其鄰邊組成。,2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),47,結(jié)論：1、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)有整轉(zhuǎn)副的條件是：最短桿與最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度之和小于或等于其余兩桿長(zhǎng)度之和； 2、整轉(zhuǎn)副由最短桿與其鄰邊組成。,2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),48,具有整轉(zhuǎn)副的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)型式,最短桿的鄰邊為機(jī)架：,最短桿為機(jī)架：,最短桿為連桿：,曲柄搖桿機(jī)構(gòu),雙曲柄機(jī)構(gòu),雙搖桿機(jī)構(gòu),整轉(zhuǎn)副存在條件：,1）四桿長(zhǎng)度滿足桿長(zhǎng)條件：最短桿與最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度之和小于或等于其他兩桿之和。2）構(gòu)成整轉(zhuǎn)副的構(gòu)件中必有一個(gè)是最短桿。,小結(jié)：,2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),50,作業(yè)：P37,21、23,2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),51,設(shè)計(jì)的基本問(wèn)題：,根據(jù)給定的平面四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)（結(jié)構(gòu)、動(dòng)力）要求，選擇機(jī)構(gòu)的類型、確定各構(gòu)件的尺寸,1、滿足預(yù)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律要求,2-3 平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì),例1、牛頭刨床機(jī)構(gòu),2、滿足預(yù)定的構(gòu)桿位置要求,例2、小型電爐爐門(mén)的開(kāi)閉機(jī)構(gòu),3、滿足預(yù)定的軌跡要求,例3、攪拌機(jī)構(gòu),例4、鶴式起重機(jī),三類設(shè)計(jì)問(wèn)題：,2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),52,設(shè)計(jì)方法：,圖解法、解析法、實(shí)驗(yàn)法、圖譜法,學(xué)習(xí)方法：,掌握最基本的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法和理論，然后推廣到演化形式。,圖解法的關(guān)鍵：確定四個(gè)鉸鏈中心的位置,2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),53,一、按照給定的行程速度變化系數(shù)K設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu),例一、曲柄搖桿機(jī)構(gòu),已知條件：搖桿長(zhǎng)度l3，擺角和行程速度變化系數(shù)K。,核心問(wèn)題：確定鉸鏈中心A點(diǎn)的位置，定出l1、l2、l4桿長(zhǎng)。,2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),54,取比例尺l = xmm/mm,解：,2.計(jì)算極位夾角,3.按比例作圖，求出A的位置，用尺子量取AC1,AC2.,4.計(jì)算,B1,B2,例二、偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu),對(duì)于給定行程速比系數(shù)K、滑塊行程H和偏距e時(shí),可以用同樣方法設(shè)計(jì)出曲柄滑塊機(jī)構(gòu).,2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),56,例三、擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu),已知條件：機(jī)架長(zhǎng)度l4，行程速度變化系數(shù)K。,核心問(wèn)題：確定l1長(zhǎng)度。,取比例尺l=x mm/mm,2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),57,二、按給定連桿位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu),取比例尺l=x mm/mm,2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),58,三、按給定兩連架桿位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu),已知：兩連架桿的三對(duì)對(duì)應(yīng)位置；求：確定各桿的長(zhǎng)度。,方法一、解析法方法二、幾何試驗(yàn)法,2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),59,解析法:,消去，整理得,實(shí)驗(yàn)法,當(dāng)給定連架桿位置超過(guò)三對(duì)時(shí)，一般不可能有精確解。只能用優(yōu)化或試湊的方法獲得近似解。,1)首先在一張紙上取固定軸A的位置，作原動(dòng)件角位移i,2)任意取原動(dòng)件長(zhǎng)度AB,3)任意取連桿長(zhǎng)度BC，作一系列圓弧;,4)在一張透明紙上取固定軸D，作角位移i,5) 取一系列從動(dòng)件長(zhǎng)度作同心圓弧。,6) 兩圖疊加，移動(dòng)透明紙，使ki落在同一圓弧上。,四、按給定點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu),連桿作平面運(yùn)動(dòng),其上各點(diǎn)的軌跡均不相同。,B、C點(diǎn)的軌跡為圓弧;,其余各點(diǎn)的軌跡為一條封閉曲線。,設(shè)計(jì)目標(biāo): 就是要確定一組桿長(zhǎng)參數(shù), 使連桿上某點(diǎn)的軌跡滿足設(shè)計(jì)要求。,2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),63,連桿曲線生成器,設(shè)計(jì)方法：圖譜法,2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),64,作業(yè)：P37,25、27、 28、 210,2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),65,2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),66,2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),67,2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),68,2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),69,2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),70,卡車(chē)車(chē)廂翻斗機(jī)構(gòu),2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),71,手動(dòng)抽水機(jī)構(gòu),2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),72,2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),73,2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),74,2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),75,2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),76,唧筒機(jī)構(gòu),2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),77,回轉(zhuǎn)柱塞泵機(jī)構(gòu),2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),78,縫紉機(jī)下針機(jī)構(gòu),2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),顎式破碎機(jī)主傳動(dòng)機(jī)構(gòu),2022年6月28日星期二,第2章 平面連桿機(jī)構(gòu),80,四桿機(jī)構(gòu)演化,人有了知識(shí)，就會(huì)具備各種分析能力，明辨是非的能力。所以我們要勤懇讀書(shū)，廣泛閱讀，古人說(shuō)“書(shū)中自有黃金屋?！蓖ㄟ^(guò)閱讀科技書(shū)籍，我們能豐富知識(shí)，培養(yǎng)邏輯思維能力；通過(guò)閱讀文學(xué)作品，我們能提高文學(xué)鑒賞水平，培養(yǎng)文學(xué)情趣；通過(guò)閱讀報(bào)刊，我們能增長(zhǎng)見(jiàn)識(shí)，擴(kuò)大自己的知識(shí)面。有許多書(shū)籍還能培養(yǎng)我們的道德情操，給我們巨大的精神力量，鼓舞我們前進(jìn)。,