第3章平面連桿機(jī)構(gòu)

1、第第3章章平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)能力目標(biāo)能力目標(biāo) 1.判斷鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)類型的能力；判斷鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)類型的能力； 2.識(shí)別各類滑塊機(jī)構(gòu)的能力；識(shí)別各類滑塊機(jī)構(gòu)的能力； 3.識(shí)別四桿機(jī)構(gòu)基本特性的能力；識(shí)別四桿機(jī)構(gòu)基本特性的能力； 4.設(shè)計(jì)平面連桿機(jī)構(gòu)的能力。設(shè)計(jì)平面連桿機(jī)構(gòu)的能力。 知識(shí)要素知識(shí)要素 1.鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本類型、應(yīng)用場(chǎng)合；鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本類型、應(yīng)用場(chǎng)合； 2.常見滑塊機(jī)構(gòu)的基本類型、應(yīng)用場(chǎng)合；常見滑塊機(jī)構(gòu)的基本類型、應(yīng)用場(chǎng)合； 3.四桿機(jī)構(gòu)的基本特性；四桿機(jī)構(gòu)的基本特性； 4.平面連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法。平面連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法。學(xué)習(xí)重點(diǎn)與難點(diǎn)學(xué)習(xí)重點(diǎn)與難點(diǎn) 1.各類機(jī)構(gòu)的應(yīng)用場(chǎng)合

2、和基本特性；各類機(jī)構(gòu)的應(yīng)用場(chǎng)合和基本特性； 2.平面連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法。平面連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法。 日 常 生 活 和日 常 生 活 和工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中廣工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中廣泛應(yīng)用的各種機(jī)械泛應(yīng)用的各種機(jī)械設(shè)備，都是人們按設(shè)備，都是人們按需要將各種機(jī)構(gòu)需要將各種機(jī)構(gòu)（零件）組合在一（零件）組合在一起，來(lái)完成各式各起，來(lái)完成各式各樣的任務(wù)以滿足人樣的任務(wù)以滿足人們生活和生產(chǎn)的需們生活和生產(chǎn)的需要。要。 圖圖3-13-1為為牛頭刨牛頭刨床床的實(shí)物外形圖。的實(shí)物外形圖。點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放圖圖3-1 3-1 牛頭刨床實(shí)物圖牛頭刨床實(shí)物圖點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放圖圖3-3 3-3 擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)圖圖3-4 3-

3、4 擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 要合理和高效的使用牛頭刨床，就要充分理解和要合理和高效的使用牛頭刨床，就要充分理解和掌握牛頭刨床各組成機(jī)構(gòu)的特性，調(diào)整好各機(jī)構(gòu)的運(yùn)掌握牛頭刨床各組成機(jī)構(gòu)的特性，調(diào)整好各機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，來(lái)實(shí)現(xiàn)預(yù)定的運(yùn)動(dòng)要求以達(dá)到完成生產(chǎn)任務(wù)動(dòng)狀態(tài)，來(lái)實(shí)現(xiàn)預(yù)定的運(yùn)動(dòng)要求以達(dá)到完成生產(chǎn)任務(wù)之目的。為了了解和掌握各種常用機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)狀況和之目的。為了了解和掌握各種常用機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)狀況和特性，就需要分析各種機(jī)構(gòu)的組成和類型。特性，就需要分析各種機(jī)構(gòu)的組成和類型。 本章主要介紹平面連桿機(jī)構(gòu)的組成及其基本類型本章主要介紹平面連桿機(jī)構(gòu)的組成及其基本類型，介紹平面連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法。，

4、介紹平面連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法。 平面連桿機(jī)構(gòu)是將若干構(gòu)件用低副（平面連桿機(jī)構(gòu)是將若干構(gòu)件用低副（轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)副和和移移動(dòng)副動(dòng)副）連接起來(lái)并作平面運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，也稱低副機(jī)構(gòu)。連接起來(lái)并作平面運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，也稱低副機(jī)構(gòu)。 由于低副為面接觸，故傳力時(shí)壓強(qiáng)低、磨損量小，由于低副為面接觸，故傳力時(shí)壓強(qiáng)低、磨損量小，且易于加工和保證精度，能方便地實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)、擺動(dòng)和且易于加工和保證精度，能方便地實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)、擺動(dòng)和移動(dòng)這些基本運(yùn)動(dòng)形式及其相互間的轉(zhuǎn)換等。移動(dòng)這些基本運(yùn)動(dòng)形式及其相互間的轉(zhuǎn)換等。 平面連桿機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)是：由于低副中存在著間隙，平面連桿機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)是：由于低副中存在著間隙，將不可避免地引起機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)誤差；此外，它

5、不容易將不可避免地引起機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)誤差；此外，它不容易實(shí)現(xiàn)精確復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。實(shí)現(xiàn)精確復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 簡(jiǎn)單的平面連桿機(jī)構(gòu)是由四個(gè)構(gòu)件用低副連接而簡(jiǎn)單的平面連桿機(jī)構(gòu)是由四個(gè)構(gòu)件用低副連接而成的，簡(jiǎn)稱成的，簡(jiǎn)稱四桿機(jī)構(gòu)四桿機(jī)構(gòu)。它應(yīng)用廣泛，是組成多桿機(jī)構(gòu)。它應(yīng)用廣泛，是組成多桿機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)。的基礎(chǔ)。 2 2）轉(zhuǎn)變運(yùn)動(dòng)形式的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)）轉(zhuǎn)變運(yùn)動(dòng)形式的傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 如牛頭刨床如牛頭刨床的橫向進(jìn)刀機(jī)構(gòu)，擺動(dòng)的橫向進(jìn)刀機(jī)構(gòu)，擺動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)；縫紉機(jī)上的轉(zhuǎn)動(dòng)；縫紉機(jī)上的踏板機(jī)踏板機(jī)構(gòu)構(gòu)點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放，擺動(dòng)，擺動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)；轉(zhuǎn)動(dòng)；平面連桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用：平面連桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用： 1 1）向較遠(yuǎn)處傳遞運(yùn)動(dòng)的）向較遠(yuǎn)處傳遞運(yùn)動(dòng)的操縱機(jī)構(gòu)操縱

6、機(jī)構(gòu)動(dòng)畫動(dòng)畫3-063-06 ，如自，如自行車手閘機(jī)構(gòu)、車床和汽車上的離合器的操縱機(jī)構(gòu)；行車手閘機(jī)構(gòu)、車床和汽車上的離合器的操縱機(jī)構(gòu)； 3 3）直接進(jìn)行工作的執(zhí)行機(jī)構(gòu)）直接進(jìn)行工作的執(zhí)行機(jī)構(gòu) 如汽車前窗的如汽車前窗的刮雨器機(jī)構(gòu)，公共汽車的刮雨器機(jī)構(gòu)，公共汽車的開門機(jī)構(gòu)開門機(jī)構(gòu)點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放等。等。1.1.曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)2.2.雙曲柄機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)3.3.雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu) 根據(jù)連架桿運(yùn)動(dòng)形式根據(jù)連架桿運(yùn)動(dòng)形式的不同，可分為三種基本形的不同，可分為三種基本形式。式。4 4機(jī)架機(jī)架1,31,3連架桿連架桿 定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定軸轉(zhuǎn)動(dòng)2 2連桿連桿平面運(yùn)動(dòng)平面運(yùn)動(dòng)組成：組成：固定不動(dòng)固定不動(dòng)作整

7、周轉(zhuǎn)動(dòng)作整周轉(zhuǎn)動(dòng)曲柄曲柄作往復(fù)擺動(dòng)作往復(fù)擺動(dòng)搖桿搖桿連架桿連架桿1機(jī)架機(jī)架4 4連架桿連架桿3 3連桿連桿2 2基本型式基本型式鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，其它四桿機(jī)構(gòu)都是由它演變得到的，其它四桿機(jī)構(gòu)都是由它演變得到的可動(dòng)畫演示可動(dòng)畫演示曲柄搖桿機(jī)構(gòu)應(yīng)用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)應(yīng)用破碎機(jī)破碎機(jī)雷達(dá)天線俯仰機(jī)構(gòu)雷達(dá)天線俯仰機(jī)構(gòu)點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放曲柄主動(dòng)曲柄主動(dòng)A AB BD DC C1 12 24 43 32 21 14 43 3縫紉機(jī)踏板機(jī)構(gòu)縫紉機(jī)踏板機(jī)構(gòu)3 31 12 24 4跑步器（跑步器（點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放）雙曲柄機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的兩個(gè)連架桿均為曲柄時(shí)，稱為雙曲柄機(jī)構(gòu)圖圖3-10 3-10 雙曲

8、柄機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放圖圖3-11 3-11 雙曲柄機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)慣性篩慣性篩點(diǎn)擊播放動(dòng)畫點(diǎn)擊播放動(dòng)畫雙曲柄機(jī)構(gòu)應(yīng)用雙曲柄機(jī)構(gòu)應(yīng)用-插床機(jī)構(gòu)插床機(jī)構(gòu) 在雙曲在雙曲柄機(jī)構(gòu)中，柄機(jī)構(gòu)中，若相對(duì)的兩若相對(duì)的兩桿長(zhǎng)度分別桿長(zhǎng)度分別相等時(shí)，則相等時(shí)，則稱為稱為平行雙平行雙曲柄機(jī)構(gòu)曲柄機(jī)構(gòu)圖圖3-12 3-12 平行雙曲柄機(jī)構(gòu)平行雙曲柄機(jī)構(gòu)點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放 圖圖3-13 3-13 機(jī)車車輪聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)機(jī)車車輪聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)點(diǎn)擊播放動(dòng)畫點(diǎn)擊播放動(dòng)畫點(diǎn)擊播放視頻點(diǎn)擊播放視頻圖圖3-14 3-14 天平機(jī)構(gòu)天平機(jī)構(gòu)點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放圖圖3-15 3-15 車門啟閉機(jī)構(gòu)車門啟閉機(jī)構(gòu)點(diǎn)擊播放動(dòng)畫點(diǎn)擊播放動(dòng)畫引體向上訓(xùn)

9、練器（引體向上訓(xùn)練器（點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放） 若鉸若鉸鏈四桿機(jī)鏈四桿機(jī)構(gòu)的兩個(gè)構(gòu)的兩個(gè)連架桿均連架桿均為搖桿，為搖桿，則稱為則稱為雙雙搖桿機(jī)構(gòu)搖桿機(jī)構(gòu)圖圖3-17 3-17 雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放圖圖3-183-18港口起重機(jī)港口起重機(jī)點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放圖圖3-19 3-19 飛機(jī)起落架飛機(jī)起落架點(diǎn)擊播放動(dòng)畫點(diǎn)擊播放動(dòng)畫剪板機(jī)剪板機(jī)點(diǎn)擊播放動(dòng)畫點(diǎn)擊播放動(dòng)畫 通過(guò)分析，可得出鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)曲通過(guò)分析，可得出鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)曲柄存在的條件是：柄存在的條件是：（1 1）最短桿與最長(zhǎng)桿的長(zhǎng)度之和小于）最短桿與最長(zhǎng)桿的長(zhǎng)度之和小于或等于其余兩桿長(zhǎng)度之和。（或等于其余兩桿長(zhǎng)度之和。（桿長(zhǎng)條件桿長(zhǎng)條件）（

10、2 2）連架桿或機(jī)架中必有一桿為最短）連架桿或機(jī)架中必有一桿為最短桿。桿。判斷鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)是何種機(jī)構(gòu)的方法判斷鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)是何種機(jī)構(gòu)的方法: : 1 1、先判斷機(jī)構(gòu)是否滿足桿長(zhǎng)條件，如不、先判斷機(jī)構(gòu)是否滿足桿長(zhǎng)條件，如不滿足，則該機(jī)構(gòu)是雙搖桿機(jī)構(gòu)；滿足，則該機(jī)構(gòu)是雙搖桿機(jī)構(gòu)； 2 2、如滿足桿長(zhǎng)條件，要看何桿為機(jī)架。、如滿足桿長(zhǎng)條件，要看何桿為機(jī)架。 最短桿為機(jī)架，機(jī)構(gòu)是最短桿為機(jī)架，機(jī)構(gòu)是雙曲柄機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)； 最短桿的鄰桿為機(jī)架，機(jī)構(gòu)是最短桿的鄰桿為機(jī)架，機(jī)構(gòu)是曲柄搖桿機(jī)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)；構(gòu)； 最短桿的對(duì)桿為機(jī)架，機(jī)構(gòu)是最短桿的對(duì)桿為機(jī)架，機(jī)構(gòu)是雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)。 凡含有移凡含有移動(dòng)副的四

11、桿機(jī)動(dòng)副的四桿機(jī)構(gòu)，稱為滑塊構(gòu)，稱為滑塊四桿機(jī)構(gòu)，簡(jiǎn)四桿機(jī)構(gòu)，簡(jiǎn)稱稱滑塊機(jī)構(gòu)滑塊機(jī)構(gòu)。按機(jī)構(gòu)中滑塊按機(jī)構(gòu)中滑塊的數(shù)目，可分的數(shù)目，可分為為單滑塊機(jī)構(gòu)單滑塊機(jī)構(gòu)和和雙滑塊機(jī)構(gòu)。雙滑塊機(jī)構(gòu)。點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放單滑塊機(jī)構(gòu)單滑塊機(jī)構(gòu)雙滑塊機(jī)構(gòu)雙滑塊機(jī)構(gòu)點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的應(yīng)用對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的應(yīng)用- -內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃機(jī)對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的應(yīng)用對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的應(yīng)用自動(dòng)送料機(jī)自動(dòng)送料機(jī)點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 手動(dòng)沖孔鉗手動(dòng)沖孔鉗點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)( (固定固定ABAB構(gòu)件）構(gòu)件）

12、3 31 14 4A A2 2B BC C3 31 14 4A A2 2B BC C曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)（固定（固定ACAC構(gòu)件）構(gòu)件）擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) L L1 1L L2 2轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) L L1 1L L2 2鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu) 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的演化曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的演化轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿刨床轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿刨床擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)牛頭刨床擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)牛頭刨床ABDCE123456ABDC1243C2C1點(diǎn)擊播放動(dòng)畫點(diǎn)擊播放動(dòng)畫點(diǎn)擊播放動(dòng)畫點(diǎn)擊播放動(dòng)畫3 31 14 4A A2 2B BC C應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例B B2 23 34 4C C1 1A A自卸卡車的翻斗機(jī)構(gòu)自卸卡車的翻斗機(jī)構(gòu)應(yīng)用

13、實(shí)例應(yīng)用實(shí)例B B3 34 4C C1 1A A2 2應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例4 4A A1 1B B2 23 3C C應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例1 13 3C C4 4A AB B2 2A A1 1C C2 23 34 4B B 搖塊機(jī)構(gòu)搖塊機(jī)構(gòu) （固定固定BCBC構(gòu)件構(gòu)件）3 31 14 4A A2 2B BC C曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)（固定（固定ACAC構(gòu)件）構(gòu)件）點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放3 31 14 4A A2 2B BC C手動(dòng)抽水機(jī)手動(dòng)抽水機(jī)A AB BC C3 32 21 14 43 31 14 4A A2 2B BC C曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)（固定（固定ACAC構(gòu)件）構(gòu)件） 定塊機(jī)構(gòu)定塊機(jī)構(gòu)（固定

14、（固定C滑塊）滑塊）點(diǎn)擊播放視頻點(diǎn)擊播放視頻B B2 2C C2 2B1C1當(dāng)當(dāng)ABAB與與BCBC兩次共線時(shí)，從動(dòng)件兩次共線時(shí)，從動(dòng)件CDCD處于兩極限位置。處于兩極限位置。動(dòng)畫演示動(dòng)畫演示工作行程工作行程01180極位夾角極位夾角：曲柄在搖桿處于兩極限位置時(shí)所夾的銳角曲柄在搖桿處于兩極限位置時(shí)所夾的銳角(C(C1 1ACAC2 2) )。1A211C34BD2 02180擺角極位夾角極位夾角以曲柄搖桿機(jī)構(gòu)為例設(shè)：曲柄以設(shè)：曲柄以1 1等速轉(zhuǎn)動(dòng)等速轉(zhuǎn)動(dòng)擺角擺角：搖桿在兩極限位置間的夾角搖桿在兩極限位置間的夾角(C(C1 1DCDC2 2) )。返回行程返回行程-1801802112vvK 機(jī)

15、構(gòu)的這種返回行程比工作行程速度快的特性，機(jī)構(gòu)的這種返回行程比工作行程速度快的特性，稱為機(jī)構(gòu)的急回特性。稱為機(jī)構(gòu)的急回特性。 除曲柄搖桿機(jī)構(gòu)外，除曲柄搖桿機(jī)構(gòu)外，偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、擺偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)等也具有急動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)等也具有急回特性。回特性。 在往復(fù)工作的機(jī)械在往復(fù)工作的機(jī)械（如插床、插齒機(jī)、刨（如插床、插齒機(jī)、刨床、搓絲機(jī)等）中，常床、搓絲機(jī)等）中，常利用機(jī)構(gòu)的急回特性來(lái)利用機(jī)構(gòu)的急回特性來(lái)縮短空行程的時(shí)間，以縮短空行程的時(shí)間，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。圖圖3-343-34偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)圖圖3-35 3-35 擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放點(diǎn)

16、擊播放點(diǎn)擊播放 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)，原動(dòng)件鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)，原動(dòng)件 1 通過(guò)連桿通過(guò)連桿 2 作用于作用于從動(dòng)件從動(dòng)件 3 上的力上的力 F 是沿著連桿是沿著連桿 BC 的方向；力的方向；力 F 的方向的方向線與力作用點(diǎn)線與力作用點(diǎn) C 的速度的速度vc方向線之間所夾的銳角稱為壓方向線之間所夾的銳角稱為壓力角，用力角，用 表示。表示。 為 了 度為 了 度量方便，常量方便，常用 壓 力 角用 壓 力 角 的余角的余角 來(lái)來(lái)表示，表示， 稱稱為傳動(dòng)角。為傳動(dòng)角。 圖圖3-36 3-36 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的壓力角和傳動(dòng)角鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的壓力角和傳動(dòng)角機(jī)構(gòu)具有良好傳力性能的條件機(jī)構(gòu)具有良好傳力性能的條件

17、 由圖由圖3-363-36可知，在機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，傳動(dòng)角可知，在機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，傳動(dòng)角 是變化的。是變化的。為了保證機(jī)構(gòu)有良好的傳力性能，設(shè)計(jì)時(shí)，要求為了保證機(jī)構(gòu)有良好的傳力性能，設(shè)計(jì)時(shí)，要求minmin ， 為許用傳動(dòng)角。對(duì)一般機(jī)械來(lái)說(shuō)，為許用傳動(dòng)角。對(duì)一般機(jī)械來(lái)說(shuō)， =40 =40；傳遞功率較；傳遞功率較大時(shí)，大時(shí)， =50 =50。曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的minmin圖圖3-37 3-37 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的minmin圖圖3-383-38曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的maxmax 圖圖3-39 3-39 擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的maxmax 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，

18、在以搖桿主動(dòng)中，在以搖桿主動(dòng)工 作 時(shí) ， 當(dāng) 曲 柄工 作 時(shí) ， 當(dāng) 曲 柄 AB與連桿與連桿 BC共線共線時(shí)，不論連桿上的時(shí)，不論連桿上的力力F多大，曲柄都多大，曲柄都不能轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)構(gòu)所不能轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)構(gòu)所處的這種位置，稱處的這種位置，稱為死點(diǎn)位置。為死點(diǎn)位置。圖圖3-403-40曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置A AB BC CD D1 12 23 34 4P P鉆孔夾具鉆孔夾具工件工件A AB BC CD D1 12 23 34 4工件工件P PT TA AB BD DC C飛機(jī)起落架飛機(jī)起落架A AB BC CD DF F多缸內(nèi)燃機(jī)多缸內(nèi)燃機(jī) 死點(diǎn)位置有時(shí)也會(huì)成為死點(diǎn)位置有時(shí)

19、也會(huì)成為機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的阻礙，影響設(shè)備機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的阻礙，影響設(shè)備的正常工作，的正常工作，工程中常用的工程中常用的解決辦法是利用構(gòu)件的慣性，解決辦法是利用構(gòu)件的慣性，使機(jī)構(gòu)通過(guò)死點(diǎn)位置使機(jī)構(gòu)通過(guò)死點(diǎn)位置，如在，如在曲軸上安裝飛輪；曲軸上安裝飛輪；也可采用也可采用相同機(jī)構(gòu)錯(cuò)位排列，使兩邊相同機(jī)構(gòu)錯(cuò)位排列，使兩邊機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu) 的死點(diǎn)位置互相錯(cuò)開的死點(diǎn)位置互相錯(cuò)開的方法來(lái)度過(guò)死點(diǎn)位置的方法來(lái)度過(guò)死點(diǎn)位置，如，如右圖所示的多缸內(nèi)燃機(jī)的聯(lián)右圖所示的多缸內(nèi)燃機(jī)的聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)。動(dòng)機(jī)構(gòu)。連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，一般可歸納為兩類問(wèn)題：連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，一般可歸納為兩類問(wèn)題：按給定從動(dòng)件的位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)，稱為位置設(shè)計(jì)。按給定從動(dòng)件的位置設(shè)

20、計(jì)四桿機(jī)構(gòu)，稱為位置設(shè)計(jì)。按給定點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)，稱為軌跡設(shè)計(jì)。按給定點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)，稱為軌跡設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)方法有圖解法、解析法和實(shí)驗(yàn)法三種。設(shè)計(jì)方法有圖解法、解析法和實(shí)驗(yàn)法三種。圖解法簡(jiǎn)單直觀，本章主要介紹圖解法。圖解法簡(jiǎn)單直觀，本章主要介紹圖解法。用作圖法設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)用作圖法設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)1 1、按給定連桿的位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)、按給定連桿的位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)1 1）給定連桿兩個(gè)位置）給定連桿兩個(gè)位置有唯一解。有唯一解。B1C1B2C2AD 將鉸鏈將鉸鏈A A、D D分別選在分別選在B B1 1B B2 2，C C1 1C C2 2連線的垂直平分線上任意位置都能滿連線的垂直平分線上任

21、意位置都能滿足設(shè)計(jì)要求。足設(shè)計(jì)要求。2 2）給定連桿上鉸鏈）給定連桿上鉸鏈BCBC的三組位置的三組位置有無(wú)窮多組解。有無(wú)窮多組解。ADB1C1B2C2B3C3AD2 2、按給定的行程速比系數(shù)按給定的行程速比系數(shù)K K設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)1 1）曲柄搖桿機(jī)構(gòu)）曲柄搖桿機(jī)構(gòu)計(jì)算計(jì)算180180(K-1)/(K+1);(K-1)/(K+1);已知：已知：CDCD桿長(zhǎng)，擺角桿長(zhǎng)，擺角及及K K，設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu)。步驟如下：此機(jī)構(gòu)。步驟如下：任取一點(diǎn)任取一點(diǎn)D D，作等腰三角形腰長(zhǎng)，作等腰三角形腰長(zhǎng) 為為CDCD，夾角為，夾角為; ;連接連接C C1 1C C2 2，作，作C C1 1PCPC1 1

22、C C2 2，作，作C C2 2P P使使作作P CP C1 1C C2 2的外接圓，則的外接圓，則A A點(diǎn)必在此圓上。點(diǎn)必在此圓上。通過(guò)分析，可知，通過(guò)分析，可知，L LAC1AC1L LBCBC-L-LABAB, L, LAC2AC2L LBCBC+L+LABAB，則，則90-PAC2C1L LABAB=( L=( LAC2AC2L LAC1AC1)/ 2, L)/ 2, LBCBC=( L=( LAC2AC2+L+LAC1AC1)/ 2)/ 2D CC1 1C C2 2P=90P=90, ,交于交于P;P;A A點(diǎn)的選擇是有條件的，否則會(huì)有無(wú)窮多解。點(diǎn)的選擇是有條件的，否則會(huì)有無(wú)窮多解。

23、2C1C2e2)2)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)S90-oA已知已知K K，滑塊行程，滑塊行程S S，偏距，偏距e e，設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu) 。計(jì)算計(jì)算180180(K-1)/(K+1);(K-1)/(K+1);作作C C1 1 C C2 2 S S作射線作射線C C1 1O O 使使C C2 2C C1 1O=90O=90, ,以以O(shè) O為圓心，為圓心，C C1 1O O為半徑作圓。為半徑作圓。作射線作射線C C2 2O O使使C C1 1C C2 2 O=90 O=90。90-作偏距線作偏距線e e，交圓弧于，交圓弧于A A，即為所求。，即為所求。通過(guò)分析，可知，通過(guò)分析，可知，L LAC1A

24、C1L LBCBC-L-LABAB, L, LAC2AC2L LBCBC+L+LABAB，則，則L LABAB=( L=( LAC2AC2L LAC1AC1)/ 2, L)/ 2, LBCBC=( L=( LAC2AC2+L+LAC1AC1)/ 2)/ 22 2、按給定的行程速比系數(shù)按給定的行程速比系數(shù)K K設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)mnAC=C3)3)擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)由于由于與導(dǎo)桿擺角與導(dǎo)桿擺角相等，設(shè)計(jì)此相等，設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu)時(shí)，僅需要確定曲柄機(jī)構(gòu)時(shí)，僅需要確定曲柄 ABAB。計(jì)算計(jì)算180180(K-1)/(K+1);(K-1)/(K+1);任選任選C C作作mCnmCn，取取A A點(diǎn)，

25、取機(jī)架點(diǎn)，取機(jī)架ACAC。=A作角分線作角分線; ;設(shè)已知：機(jī)架長(zhǎng)度設(shè)已知：機(jī)架長(zhǎng)度ACAC，K K，設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu)。設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu)。BB過(guò)過(guò)A A點(diǎn)作極限位置點(diǎn)作極限位置CmCm的垂線的垂線ABAB，即是，即是曲柄曲柄ABAB。2 2、按給定的行程速比系數(shù)按給定的行程速比系數(shù)K K設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu) 在生產(chǎn)實(shí)際和日常生活在生產(chǎn)實(shí)際和日常生活中，為達(dá)到某一運(yùn)動(dòng)要求或中，為達(dá)到某一運(yùn)動(dòng)要求或動(dòng)力要求，單一的四桿機(jī)構(gòu)動(dòng)力要求，單一的四桿機(jī)構(gòu)就不能滿足需要。為此，常就不能滿足需要。為此，常以某個(gè)四桿機(jī)構(gòu)為基礎(chǔ)，增以某個(gè)四桿機(jī)構(gòu)為基礎(chǔ)，增添一些桿組或機(jī)構(gòu)，組成多添一些桿組或機(jī)構(gòu)，組成多桿機(jī)構(gòu)。桿機(jī)構(gòu)。

26、右圖所示為插齒機(jī)主機(jī)右圖所示為插齒機(jī)主機(jī)構(gòu)，是由雙搖桿機(jī)構(gòu)構(gòu)，是由雙搖桿機(jī)構(gòu)ABCD和曲柄滑塊機(jī)構(gòu)和曲柄滑塊機(jī)構(gòu)BEFG串聯(lián)串聯(lián)組成，前一機(jī)構(gòu)的從動(dòng)件組成，前一機(jī)構(gòu)的從動(dòng)件CE桿正好是后一機(jī)構(gòu)桿正好是后一機(jī)構(gòu)BEFG的的主動(dòng)件。主動(dòng)件。圖圖3-47 3-47 插齒機(jī)主機(jī)構(gòu)插齒機(jī)主機(jī)構(gòu)（改變運(yùn)動(dòng)特性）（改變運(yùn)動(dòng)特性）G G 下圖所示為手動(dòng)沖床機(jī)構(gòu)，是由雙搖桿機(jī)構(gòu)下圖所示為手動(dòng)沖床機(jī)構(gòu)，是由雙搖桿機(jī)構(gòu)ABCD和定塊機(jī)構(gòu)和定塊機(jī)構(gòu)DEFG串聯(lián)組成，前一機(jī)構(gòu)的從動(dòng)件串聯(lián)組成，前一機(jī)構(gòu)的從動(dòng)件D桿正桿正好是后一機(jī)構(gòu)好是后一機(jī)構(gòu)DEFG得主動(dòng)件。得主動(dòng)件。點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放圖圖3-48 3-

27、48 手動(dòng)沖床手動(dòng)沖床（增力）（增力）圖圖3-49 3-49 手動(dòng)沖床手動(dòng)沖床（擴(kuò)大行程）（擴(kuò)大行程） 下圖所示為熱軋鋼料運(yùn)輸機(jī)，是在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)下圖所示為熱軋鋼料運(yùn)輸機(jī)，是在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)1-2-3-4基礎(chǔ)上添加桿組基礎(chǔ)上添加桿組5-6組成，組成，6為滑塊即運(yùn)輸鋼料的為滑塊即運(yùn)輸鋼料的平臺(tái)。利用六桿機(jī)構(gòu)，即在搖桿（平臺(tái)。利用六桿機(jī)構(gòu)，即在搖桿（3桿）上添加桿組后，桿）上添加桿組后，搖桿的擺動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榛瑝K的移動(dòng)，增大了行程。搖桿的擺動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榛瑝K的移動(dòng)，增大了行程。圖圖3-50 3-50 自重式訓(xùn)練器自重式訓(xùn)練器 圖圖3-493-49所示為自重式訓(xùn)所示為自重式訓(xùn)練器，除手持的開式運(yùn)動(dòng)鏈外，練器，除手

28、持的開式運(yùn)動(dòng)鏈外，其主要組成機(jī)構(gòu)是曲柄搖桿機(jī)其主要組成機(jī)構(gòu)是曲柄搖桿機(jī)構(gòu)構(gòu)ABCDABCD和雙曲柄機(jī)構(gòu)和雙曲柄機(jī)構(gòu)DEFGDEFG的組的組成的六桿機(jī)構(gòu)，前一個(gè)機(jī)構(gòu)的成的六桿機(jī)構(gòu)，前一個(gè)機(jī)構(gòu)的搖桿就是后一個(gè)機(jī)構(gòu)的主動(dòng)曲搖桿就是后一個(gè)機(jī)構(gòu)的主動(dòng)曲柄。柄。點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放劃船器也是一個(gè)六桿機(jī)構(gòu)劃船器也是一個(gè)六桿機(jī)構(gòu)劃船器是一個(gè)六桿機(jī)構(gòu)劃船器是一個(gè)六桿機(jī)構(gòu)點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放 經(jīng)分析，一般用經(jīng)分析，一般用一只手握住雨傘把，一只手握住雨傘把，另一只手向上推動(dòng)滑另一只手向上推動(dòng)滑塊至一定的位置即可塊至一定的位置即可打開雨傘，畫出長(zhǎng)把打開雨傘，畫出長(zhǎng)把雨傘機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如雨傘機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如右圖。構(gòu)

29、件右圖。構(gòu)件6是雨傘是雨傘把為機(jī)架，該機(jī)構(gòu)有把為機(jī)架，該機(jī)構(gòu)有5個(gè)活動(dòng)構(gòu)件，個(gè)活動(dòng)構(gòu)件， 6個(gè)轉(zhuǎn)個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，動(dòng)副，1個(gè)移動(dòng)副，個(gè)移動(dòng)副，自由度為：自由度為：F=3n-2PF=3n-2PL L-P-PH H=3 =3 5 52 27 70=10=1 實(shí)例一實(shí)例一 畫出雨傘的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖并計(jì)算自由度畫出雨傘的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖并計(jì)算自由度 經(jīng)分析可畫出折經(jīng)分析可畫出折疊雨傘機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖疊雨傘機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如右圖，該構(gòu)件如右圖，該構(gòu)件10為為機(jī)架，一共有機(jī)架，一共有9個(gè)活動(dòng)個(gè)活動(dòng)構(gòu)件，構(gòu)件， 12個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，1個(gè)移動(dòng)副。計(jì)算自由個(gè)移動(dòng)副。計(jì)算自由度時(shí)可只算一半，度時(shí)可只算一半， 5個(gè)活動(dòng)構(gòu)件，個(gè)活動(dòng)構(gòu)件， 7個(gè)低個(gè)低副（副（6個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，1個(gè)個(gè)移動(dòng)副），自由度為：移動(dòng)副），自由度為： F=3n-2PF=3n-2PL L-P-PH H=3 =3 5 52 27 70=10=1 實(shí)例二實(shí)例二 右圖右圖 所示鉸鏈所示鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，已知四桿機(jī)構(gòu)中，已知 LBC=50 mm LCD=35mm，L