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1、第 2 章 連桿機構(gòu),若干剛性構(gòu)件通過低副聯(lián)接而成的機構(gòu)，稱為連桿機構(gòu)。,第 2 章 連桿機構(gòu),2.1 平面連桿機構(gòu)的類型2.2 平面連桿機構(gòu)的工作特性2.3 平面連桿機構(gòu)的特點及功能2.4 平面連桿機構(gòu)的運動分析2.5 平面連桿機構(gòu)的運動設計2.6 空間連桿機構(gòu)簡介,2.1 平面連桿機構(gòu)的類型,2.1.1 平面四桿機構(gòu)的基本形式,AD：機架AB、CD：連架桿BC：連桿,A、B：整轉(zhuǎn)副C、D：擺動副,鉸鏈四桿機構(gòu),連架桿：定軸轉(zhuǎn)動連 桿：平面一般運動,1 曲柄搖桿機構(gòu),AB：曲柄CD：搖桿,2 雙曲柄機構(gòu),AB：曲柄CD：曲柄,平行四桿機構(gòu),3 雙搖桿機構(gòu),AB：搖桿CD：搖桿,曲柄搖桿機構(gòu)雙

2、曲柄機構(gòu)雙搖桿機構(gòu),平面連桿機構(gòu),鉸鏈四桿機構(gòu),四桿機構(gòu),偏置曲柄滑塊機構(gòu),轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)化為移動副,2.1.2 平面四桿機構(gòu)的演化,取不同構(gòu)件作機架,低副可逆性,曲柄搖桿機構(gòu),雙曲柄機構(gòu),雙搖桿機構(gòu),曲柄搖桿機構(gòu),轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)化為移動副取不同構(gòu)件作機架,2.1.2 平面四桿機構(gòu)的演化,曲柄搖塊機構(gòu),擺動導桿機構(gòu),曲柄搖桿機構(gòu),轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)化為移動副取不同構(gòu)件作機架變換構(gòu)件的形態(tài),2.1.2 平面四桿機構(gòu)的演化,擴大運動副尺寸,轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)化為移動副取不同構(gòu)件作機架變換構(gòu)件的形態(tài)擴大運動副尺寸,2.1.2 平面四桿機構(gòu)的演化,曲柄搖桿機構(gòu)雙曲柄機構(gòu)雙搖桿機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)擺動導桿機構(gòu),2.2 平面連桿機構(gòu)的工作特

3、性,2.2.1 運動特性,具有整轉(zhuǎn)副的條件,整轉(zhuǎn)副存在條件：,四桿長度滿足桿長條件：最短桿與最長桿長度之和 小于或等于 其他兩桿之和。構(gòu)成整轉(zhuǎn)副的構(gòu)件中必有一個是最短桿。,以最短桿AB為機架,雙曲柄機構(gòu),以最短桿AB相鄰構(gòu)件AD為機架,曲柄搖桿機構(gòu),以最短桿AB相鄰構(gòu)件BC為機架,曲柄搖桿機構(gòu),以最短桿AB對面構(gòu)件CD為機架,雙搖桿機構(gòu),桿長條件不成立時,雙搖桿機構(gòu),Grashoff 定理,a + e b,急回特性：表示回程所用時間小于工作行程所用時間,極位夾角 q（銳角）,行程速比系數(shù) K,運動連續(xù)性,運動連續(xù)性：表示主動件連續(xù)運動時，從動件也能連 續(xù)占據(jù)各個預期的位置。,從動件只能在某一可

4、行域內(nèi)運動，而不能相互跨越。,2.2.2 傳力特性,壓力角 a ：受力方向和運動方向所夾的銳角,傳動角 g ：壓力角的余角,死點：有效分力等于零,g,= 0 a = 90,利用構(gòu)件慣性,多套機構(gòu)交錯排列,利用死點夾緊工件,飛機起落架,2.3 平面連桿機構(gòu)的特點及功能,運動副形狀簡單、易制造 面接觸，可以承受沖擊力,構(gòu)件運動形式多樣 慣性力不易平衡,實現(xiàn)遠距離傳動,實現(xiàn)多種運動軌跡,2.4 平面連桿機構(gòu)的運動分析,運動分析內(nèi)容：位移、速度、加速度,分析方法：圖解法 解析法,瞬心法 相對運動圖解法（矢量合成法） 桿組法,B,計算流程圖,免試題目（1）：2.13 or 2.14 第六周交,求解步驟流

5、程圖程序（語言不限）結(jié)果曲線（一個周期內(nèi)位移、速度、加速度曲線）結(jié)果分析：有無問題？如何解決？動態(tài)仿真,將一個復雜問題分解為一些簡單問題將復雜問題轉(zhuǎn)化為計算機可以解決的問題,FTP: 166.111.52.6,2.5 平面連桿機構(gòu)的設計,2.5.1 平面連桿機構(gòu)設計的基本問題,問題一：剛體導引機構(gòu)設計 引導一個剛體實現(xiàn)一系列給定位置,問題二：函數(shù)生成機構(gòu)設計 主、從動連架桿運動規(guī)律具有給定的函數(shù)關(guān)系,問題三：軌跡生成機構(gòu)設計 機構(gòu)中某點可以實現(xiàn)預期的運動軌跡,圖解法 解析法 實驗法,平面連桿機構(gòu)設計方法：,2.5.2 剛體導引機構(gòu)的設計,要求：設計四桿機構(gòu)，使得連桿通過 I、II、III三個位

6、置,第 1 步：選定 B、C 點位置,第 2 步：找 A、D 點位置,剛體導引機構(gòu)的設計,第 3 步：聯(lián)接 A、B1、C1、D，獲得四桿機構(gòu),三點唯一確定一個圓，B、C確定后，A、D是確定的；B、C的位置可以根據(jù)實際情況確定，滿足設計要求的四桿機構(gòu)有無窮多個。,2.5.3 函數(shù)生成機構(gòu)的設計,已知固定鉸鏈點A、D，設計四桿機構(gòu)，使得兩個連架桿可以實現(xiàn)三組對應關(guān)系,剛化反轉(zhuǎn)法,以CD桿為機架時看到的四桿機構(gòu)ABCD的位置相當于把以AD為機架時觀察到的ABCD的位置剛化，以D軸為中心轉(zhuǎn)過 得到的。,低副可逆性；機構(gòu)在某一瞬時，各構(gòu)件相對位置固定不變，相當于一個剛體，其形狀不會隨著參考坐標系不同而改

7、變。,函數(shù)生成機構(gòu)的設計,第 1 步：選B點，以 I 位置為參考位置，DF1 為機架,第 2 步：用剛化反轉(zhuǎn)法求出 B2、B3 的轉(zhuǎn)位點,第 3 步：做中垂線，找C1 點,第 4 步：聯(lián)接AB1C1D,函數(shù)生成機構(gòu)設計 解析法,2.5.4 急回機構(gòu)的設計,已知行程速比系數(shù) K，以及從動件兩個極限位置，設計四桿機構(gòu),急回機構(gòu)的設計,思考：A點可以在FG弧上選取嗎？,第 1 步：確定D、C1、C2點，計算 q,第 2 步：找 A 點,第 3 步：找 B 點,2.5.5 軌跡生成機構(gòu)的設計,設計一個四桿機構(gòu)，使得機構(gòu)上 M 點實現(xiàn)給定軌跡,軌跡生成機構(gòu)的設計 解析法,M（x，y）,a, c, d, e, f, g,連桿機構(gòu)自由度少、約束多設計靈活度受到限制,軌跡生成機構(gòu)的設計 實驗法,平面連桿機構(gòu)設計小結(jié),一、剛體導引機構(gòu)設計：實現(xiàn)連桿幾個預定位置,機械優(yōu)化設計方法,設計目標： min f( x1, x2, ) ,設計變量： x1, x2,約束條件： F1 (x1, x2, ) 0 F2 (x1, x2, ) 0 . . .,2.6 空間連桿機構(gòu),RSSR機構(gòu),RSSP機構(gòu),PRSR機構(gòu),球面4R機構(gòu),本章重點小結(jié),三、平面四桿機構(gòu)的設計,四、學習分析問題和解決問題的方法,復雜問題 簡單問題 計算機可以處理的問題,新問題 已有知識 假設的解決方案,