山東建筑大學機械設計課程連桿機構(gòu)(熱動專業(yè))

1、退退 出出下一張下一張分目錄分目錄上一張上一張退退 出出下一張下一張分目錄分目錄上一張上一張退退 出出下一張下一張分目錄分目錄上一張上一張退退 出出下一張下一張分目錄分目錄上一張上一張總目錄總目錄退退 出出下一張下一張分目錄分目錄上一張上一張平面連桿機構(gòu)平面連桿機構(gòu) 將若干個構(gòu)件用低副聯(lián)將若干個構(gòu)件用低副聯(lián)結(jié)起來并作平面運動的機構(gòu)，結(jié)起來并作平面運動的機構(gòu)，也稱低副機構(gòu)。也稱低副機構(gòu)。鉸鏈四桿機構(gòu)鉸鏈四桿機構(gòu) 夾緊機構(gòu)夾緊機構(gòu) 縫紉機針機構(gòu)縫紉機針機構(gòu) 單擊單擊單擊單擊單擊單擊分目錄分目錄上一張上一張退退 出出下一張下一張分目錄分目錄上一張上一張1.1. 運動副為面接觸，壓強小，承載能運動副為

2、面接觸，壓強小，承載能 力大，耐沖擊。力大，耐沖擊。2.2. 運動副的形狀簡單、規(guī)則，容易制運動副的形狀簡單、規(guī)則，容易制 造。造。3.3. 構(gòu)件可以很長，用于遠距離操作。構(gòu)件可以很長，用于遠距離操作。4.4. 可以實現(xiàn)不同的可以實現(xiàn)不同的運動規(guī)律運動規(guī)律和和特定軌特定軌跡跡要求。要求。上一張上一張分目錄分目錄平面連桿機構(gòu)的特點：平面連桿機構(gòu)的特點：Next退退 出出下一張下一張分目錄分目錄上一張上一張用于實現(xiàn)遠距離操作及受力大用于實現(xiàn)遠距離操作及受力大 挖掘機挖掘機 上一張上一張分目錄分目錄返返 回回退退 出出下一張下一張分目錄分目錄上一張上一張用于受力大用于受力大 破碎機破碎機上一張上一張

3、分目錄分目錄返返 回回退退 出出下一張下一張分目錄分目錄上一張上一張用于實現(xiàn)各種不同的運動規(guī)律要求用于實現(xiàn)各種不同的運動規(guī)律要求 上一張上一張分目錄分目錄返返 回回退退 出出下一張下一張分目錄分目錄上一張上一張實現(xiàn)給定軌跡實現(xiàn)給定軌跡 攪拌機攪拌機 分目錄分目錄上一張上一張返返 回回退退 出出下一張下一張分目錄分目錄上一張上一張 鉸鏈四桿機構(gòu)鉸鏈四桿機構(gòu) 全部運動副為全部運動副為轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)動副的四桿機構(gòu)稱為鉸的四桿機構(gòu)稱為鉸鏈四桿機構(gòu)，它是平面四桿機構(gòu)的最基鏈四桿機構(gòu)，它是平面四桿機構(gòu)的最基本型式。本型式。機架：支撐傳動零件；機架：支撐傳動零件；曲柄：與機架相連并且作整周轉(zhuǎn)動的構(gòu)件；曲柄：與機架

4、相連并且作整周轉(zhuǎn)動的構(gòu)件；搖桿：與機架相連并且作往復擺動的構(gòu)件；搖桿：與機架相連并且作往復擺動的構(gòu)件；曲柄、搖桿曲柄、搖桿連連架架桿。桿。連桿：不與機架相連作平面運動的構(gòu)件；連桿：不與機架相連作平面運動的構(gòu)件；單擊單擊上一張上一張分目錄分目錄分為：曲柄搖桿機構(gòu)、雙曲柄機構(gòu)、雙搖桿機構(gòu)分為：曲柄搖桿機構(gòu)、雙曲柄機構(gòu)、雙搖桿機構(gòu)退退 出出下一張下一張分目錄分目錄上一張上一張一一 曲柄搖桿機構(gòu)曲柄搖桿機構(gòu)上一張上一張分目錄分目錄單擊單擊退退 出出下一張下一張分目錄分目錄上一張上一張單擊單擊曲柄搖桿機構(gòu)的應用曲柄搖桿機構(gòu)的應用顎式破碎機構(gòu)顎式破碎機構(gòu)上一張上一張分目錄分目錄退退 出出下一張下一張分目錄

5、分目錄上一張上一張曲柄搖桿機構(gòu)的應用曲柄搖桿機構(gòu)的應用雷達天線機構(gòu)雷達天線機構(gòu)攪拌機機構(gòu)攪拌機機構(gòu)上一張上一張分目錄分目錄退退 出出下一張下一張分目錄分目錄上一張上一張雙曲柄機構(gòu)雙曲柄機構(gòu)上一張上一張分目錄分目錄二二 雙曲柄機構(gòu)雙曲柄機構(gòu)退退 出出下一張下一張分目錄分目錄上一張上一張雙曲柄機構(gòu)的應用雙曲柄機構(gòu)的應用慣性篩機構(gòu)慣性篩機構(gòu)上一張上一張分目錄分目錄退退 出出下一張下一張分目錄分目錄上一張上一張雙曲柄機構(gòu)的特例雙曲柄機構(gòu)的特例 平行雙曲柄機構(gòu)平行雙曲柄機構(gòu)正平行四邊形機構(gòu)正平行四邊形機構(gòu)反平行四邊形機構(gòu)反平行四邊形機構(gòu)上一張上一張分目錄分目錄退退 出出下一張下一張分目錄分目錄上一張上一

6、張雙曲柄機構(gòu)的應用雙曲柄機構(gòu)的應用上一張上一張分目錄分目錄退退 出出下一張下一張分目錄分目錄上一張上一張上一張上一張分目錄分目錄三三 雙搖桿機構(gòu)雙搖桿機構(gòu)雙搖桿機構(gòu)的應用雙搖桿機構(gòu)的應用兩連架桿均不能作整周轉(zhuǎn)動兩連架桿均不能作整周轉(zhuǎn)動 退退 出出下一張下一張分目錄分目錄上一張上一張鶴式起重機機構(gòu)鶴式起重機機構(gòu)上一張上一張分目錄分目錄退退 出出下一張下一張分目錄分目錄上一張上一張分目錄分目錄上一張上一張 曲柄整周轉(zhuǎn)動，曲柄AB必須順利通過與機架AD共線的兩個位置AB1和 AB2。當曲柄處于AB2時，有：adbc 當曲柄處于AB1時，有： b(da)c abcdc(da)b acbd前三式兩兩相加

7、可得： , ,dacaba 退退 出出下一張下一張分目錄分目錄上一張上一張 構(gòu)成周轉(zhuǎn)副的條件: : 2）組成周轉(zhuǎn)副的兩桿中必有一桿為四桿中的最短桿llll minmax 即即1）最短桿與最長桿的長度和應小于或等于其余兩桿的長度和 桿長條件分目錄分目錄上一張上一張退退 出出下一張下一張分目錄分目錄上一張上一張最短桿為機架 雙曲柄機構(gòu)最短桿為連桿 雙搖桿機構(gòu)當當llll minmax 時：時：雙曲柄機構(gòu)雙曲柄機構(gòu)雙搖桿機構(gòu)雙搖桿機構(gòu)當當llll minmax 時：時：最短桿為連架桿曲柄搖桿機構(gòu)無論何桿為機架均為雙搖桿機構(gòu)。曲柄搖桿機構(gòu)曲柄搖桿機構(gòu)分目錄分目錄上一張上一張退退 出出下一張下一張分目錄

8、分目錄上一張上一張 在曲柄搖桿機構(gòu)中，若搖在曲柄搖桿機構(gòu)中，若搖桿的桿長增大至無窮長，則桿的桿長增大至無窮長，則其與機架相聯(lián)的轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)化其與機架相聯(lián)的轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)化成移動副。成移動副。1. 改變構(gòu)件長度改變構(gòu)件長度 轉(zhuǎn)動副演化為移動副轉(zhuǎn)動副演化為移動副分目錄分目錄上一張上一張退退 出出下一張下一張分目錄分目錄上一張上一張曲柄滑塊機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)單擊單擊單擊單擊分目錄分目錄上一張上一張退退 出出下一張下一張分目錄分目錄上一張上一張2. 改變運動副尺寸改變運動副尺寸 曲柄演化為偏心輪曲柄演化為偏心輪 當曲柄的實際尺寸很短并傳遞較大的動力時當曲柄的實際尺寸很短并傳遞較大的動力時,可將曲柄可將曲柄做成幾何

9、中心與回轉(zhuǎn)中心距離等于曲柄長度的圓盤，常做成幾何中心與回轉(zhuǎn)中心距離等于曲柄長度的圓盤，常稱此機構(gòu)為偏心輪機構(gòu)。稱此機構(gòu)為偏心輪機構(gòu)。分目錄分目錄上一張上一張退退 出出下一張下一張分目錄分目錄上一張上一張分目錄分目錄上一張上一張退退 出出下一張下一張分目錄分目錄上一張上一張a) 曲柄滑塊機構(gòu)（固定導桿）曲柄滑塊機構(gòu)（固定導桿）3. 選用不同構(gòu)件為機架選用不同構(gòu)件為機架退退 出出下一張下一張分目錄分目錄上一張上一張b) 曲柄搖塊機構(gòu)（固定與滑塊相對轉(zhuǎn)動的構(gòu)件）曲柄搖塊機構(gòu)（固定與滑塊相對轉(zhuǎn)動的構(gòu)件） 自卸貨車自卸貨車退退 出出下一張下一張分目錄分目錄上一張上一張轉(zhuǎn)動導桿機構(gòu)轉(zhuǎn)動導桿機構(gòu)c) 導桿機

10、構(gòu)導桿機構(gòu) (固定與滑塊不相連的構(gòu)件固定與滑塊不相連的構(gòu)件)擺動導桿機構(gòu)擺動導桿機構(gòu)導桿機構(gòu)導桿機構(gòu)擺動導桿擺動導桿轉(zhuǎn)動導桿轉(zhuǎn)動導桿退退 出出下一張下一張分目錄分目錄上一張上一張退退 出出下一張下一張分目錄分目錄上一張上一張d) 定塊機構(gòu)（固定滑塊）定塊機構(gòu)（固定滑塊） 退退 出出下一張下一張分目錄分目錄上一張上一張e) 正弦機構(gòu)正弦機構(gòu)縫紉機針機構(gòu)縫紉機針機構(gòu)退退 出出下一張下一張分目錄分目錄上一張上一張f) 雙滑塊機構(gòu)雙滑塊機構(gòu)退退 出出下一張下一張分目錄分目錄上一張上一張g) 雙轉(zhuǎn)塊機構(gòu)雙轉(zhuǎn)塊機構(gòu)十字滑塊聯(lián)軸器十字滑塊聯(lián)軸器作業(yè)：作業(yè)：P26 2-4退退 出出下一張下一張分目錄分目錄上一

11、張上一張1. 四桿機構(gòu)的基本形式：四桿機構(gòu)的基本形式： 曲柄搖桿機構(gòu) 雙曲柄機構(gòu) 雙搖桿機構(gòu) 2. 四桿機構(gòu)的演化形式：四桿機構(gòu)的演化形式： 改變構(gòu)件長度 擴大轉(zhuǎn)動副 取不同構(gòu)件作機架退退 出出下一張下一張分目錄分目錄上一張上一張極限位置曲柄與連桿兩次共線時的位置。極位夾角原動件曲柄曲柄在機構(gòu)極限位置時所夾的銳角銳角。擺角從動件搖桿搖桿在機構(gòu)極限位置時的夾角。 分目錄分目錄上一張上一張退退 出出下一張下一張分目錄分目錄上一張上一張曲柄曲柄搖桿搖桿 12且曲柄勻速 t1 t2 原動件勻速轉(zhuǎn)動時, 從動件往復運動速度快慢不同急急回運動回運動特性特性。故：搖桿C點平均速度 2211tlvtlvcdc

12、d分目錄分目錄上一張上一張 180 ABAB121轉(zhuǎn)角順、勻 DCDC21擺擺擺角擺角 , 時間時間 t1 180 ABAB212轉(zhuǎn)角順、勻DCDC12擺擺擺角擺角 , 時間時間 t2退退 出出下一張下一張分目錄分目錄上一張上一張 四桿機構(gòu)從動件空回行程平均速度與工作行程平均速度的比值稱為行程速比系數(shù)，用 K 表示：11180 KK（2）當）當 0，k 1，機構(gòu)有急回作用。，機構(gòu)有急回作用。因此因此 （1）當）當 = 0，k = 1，機構(gòu)無急回作用。，機構(gòu)無急回作用。分目錄分目錄上一張上一張180180212112122112tttcctccvvK已知已知AB、BC、CD桿長，當桿長，當 k

13、= 1，試設計此鉸鏈四桿機構(gòu)，試設計此鉸鏈四桿機構(gòu)?退退 出出下一張下一張分目錄分目錄上一張上一張壓力角壓力角: 從動件從動件在點的受力在點的受力F F的方向與該點速度的方向與該點速度VcVc方向方向 所夾的所夾的銳角銳角，稱機構(gòu)在此位置的壓力角，用，稱機構(gòu)在此位置的壓力角，用 表示表示。力力FsinFFcosFFnt有效分力有效分力有害分力有害分力 壓力角越小，推動機械運動的有效分力越大，故壓力角越小越好。ABCDF Fn 分目錄分目錄上一張上一張FtVc退退 出出下一張下一張分目錄分目錄上一張上一張 傳動角 越大，推動機械運動的有效分力越大，故 傳動角越大越好。當當ABAB與與ADAD重疊

14、共線且重疊共線且BCBC與與CDCD的夾角的夾角 90 90 90 時：時： minmin 180 180 - - 為保證機構(gòu)傳動性能良好，通常要求： min 40大功率機械： min 50曲柄與機架兩共線位置之一曲柄與機架兩共線位置之一 最小傳動角位置最小傳動角位置 傳動角：傳動角：壓力角的余角壓力角的余角( (銳角銳角) )，用，用 表示。表示。分目錄分目錄上一張上一張退退 出出下一張下一張分目錄分目錄上一張上一張死點位置死點位置：從動件的傳動角從動件的傳動角 等等 于零時機構(gòu)所處的位置。于零時機構(gòu)所處的位置。 在死點位置： 機構(gòu)或是頂死，而不能運動； 或是出現(xiàn)運動不確定。圖圖 3 - 4

15、2分目錄分目錄上一張上一張退退 出出下一張下一張分目錄分目錄上一張上一張 克服死點的措施：克服死點的措施： 利用慣性利用慣性, ,如飛輪。如飛輪。 采用幾套相同的機構(gòu)錯位。采用幾套相同的機構(gòu)錯位。分目錄分目錄上一張上一張退退 出出下一張下一張分目錄分目錄上一張上一張死點位置的利用：死點位置的利用：分目錄分目錄上一張上一張退退 出出下一張下一張分目錄分目錄上一張上一張飛機起落架機構(gòu)飛機起落架機構(gòu)分目錄分目錄上一張上一張退退 出出下一張下一張分目錄分目錄上一張上一張單擊單擊死點位置的應用死點位置的應用分目錄分目錄上一張上一張作業(yè)：作業(yè)：P 28 習題習題 2-8練習：習題練習：習題2-32-3、2

16、 25 5退退 出出下一張下一張分目錄分目錄上一張上一張1.曲柄存在條件 鉸鏈四桿機構(gòu)基本類型的判斷課堂小結(jié)4.死點位置3.傳動角與壓力角 定義、意義、最小傳動角位置2.急回運動特性 極位夾角、行程速比系數(shù)退退 出出下一張下一張分目錄分目錄上一張上一張lABlBClCDlAD在圖示鉸鏈四桿機構(gòu)中，已知各構(gòu)件的長度在圖示鉸鏈四桿機構(gòu)中，已知各構(gòu)件的長度=25mm, =55mm, =40mm,=50mm,試：試：1.1.判斷機構(gòu)為何種類型；判斷機構(gòu)為何種類型；2.2.當當ABAB為原動件時，判斷機構(gòu)有無急回特性，若有，請作圖為原動件時，判斷機構(gòu)有無急回特性，若有，請作圖表示機構(gòu)的極位夾角表示機構(gòu)的

17、極位夾角，求機構(gòu)的行程速比系數(shù)，求機構(gòu)的行程速比系數(shù)K K； 3.3.用作圖法求當用作圖法求當ABAB為主動件時，機構(gòu)的最小傳動角為主動件時，機構(gòu)的最小傳動角minmin。 退退 出出下一張下一張分目錄分目錄上一張上一張 設計任務設計任務：根據(jù)給定的運動要求選定機構(gòu)的型式根據(jù)給定的運動要求選定機構(gòu)的型式, ,并確定并確定其各構(gòu)件的尺寸參數(shù)。其各構(gòu)件的尺寸參數(shù)。 設計的基本問題設計的基本問題:分目錄分目錄上一張上一張 1 1） 按照給定的運動規(guī)律設按照給定的運動規(guī)律設計四桿機構(gòu)。計四桿機構(gòu)。 2 2） 按照給定點的軌跡設計按照給定點的軌跡設計 四桿機構(gòu)。四桿機構(gòu)。設計方法：設計方法：作圖法、解析

18、法、實驗法。作圖法、解析法、實驗法。退退 出出下一張下一張分目錄分目錄上一張上一張圖解法：圖解法：1. 按給定的行程速比系數(shù)設計四桿機構(gòu)按給定的行程速比系數(shù)設計四桿機構(gòu)已知條件已知條件搖桿長度搖桿長度,CDl擺角擺角 和行程速比系數(shù)。和行程速比系數(shù)。設計關(guān)鍵設計關(guān)鍵找鉸鏈中心找鉸鏈中心 A 點的位置。點的位置。設計方法設計方法分目錄分目錄上一張上一張退退 出出下一張下一張分目錄分目錄上一張上一張圖解法：圖解法：上一張上一張分目錄分目錄B1 1.畫出搖桿畫出搖桿CD兩極限兩極限位置，且位置，且 C1DC2=N C2 C1 D A B2E 902.畫輔助圓畫輔助圓：3.根據(jù)機架長度或位根據(jù)機架長度

19、或位置確定置確定A點：點：4.連接連接AC1、C2， C1AC2= ：5.確定曲柄、連桿長度確定曲柄、連桿長度已知滑塊行程已知滑塊行程 S、偏距、偏距 e、K，試設計此偏心曲柄滑塊機構(gòu)，試設計此偏心曲柄滑塊機構(gòu) ?退退 出出下一張下一張分目錄分目錄上一張上一張上一張上一張分目錄分目錄已知：連桿的位置已知：連桿的位置B1C1、B2C2、B3C3 設計關(guān)鍵：找圓心設計關(guān)鍵：找圓心A、D。設計步驟：設計步驟：2. 按連桿預定的位置設計四桿機構(gòu)1 1）作出已知的連桿位置）作出已知的連桿位置B B1 1C C1 1、B B2 2C C2 2、B B3 3C C3 32 2）分別連接）分別連接B B1 1

20、B B2 2、B B2 2B B3 3、C C1 1C C2 2、C C2 2C C3 33 3）分別作）分別作B B1 1B B2 2、B B2 2B B3 3、C C1 1C C2 2、C C2 2C C3 3的垂直的垂直 平分線平分線nbnb1212、 nbnb2323、 nbnb1212、 nbnb2323, ,取取 nbnb1212與與 nbnb2323的交點為的交點為A, nbA, nb1212與與nbnb2323的的 交點為交點為D D。4 4）連接）連接ABAB1 1、C C1 1D D，并求得各構(gòu)件尺寸長度。，并求得各構(gòu)件尺寸長度。退退 出出下一張下一張分目錄分目錄上一張上一張圖解法思路：（4）利用其他輔助條件完成設計。（3）利用幾何關(guān)系尋找問題的關(guān)鍵；（2）將運動條件轉(zhuǎn)化為幾何條件；（1）將已知的幾何條件盡可能畫出；退退 出出下一張下一張分目錄分目錄上一張上一張本章小結(jié)1 1、平面連桿機構(gòu)的應用特點及四桿機構(gòu)的基本類型；、平面連桿機構(gòu)的應用特點及四桿機構(gòu)的基本類型；2 2、四桿機構(gòu)的演化：、四桿機構(gòu)的演化：變運動副尺寸變運動副尺寸偏心輪；偏心輪； 變構(gòu)件長度變構(gòu)件長度移動副；移動副； 機架的位置機架的位置3 3、四桿機構(gòu)的基本特性：、四桿機構(gòu)的基本特性：曲柄存在條件：曲柄存在條件：鉸鏈四桿機構(gòu)的判別方法； 急回特性：急回特性：極限位置、