機(jī)械原理-連桿

1、江江 蘇蘇 大大 學(xué)學(xué)20222022年年6 6月月2424日日連桿機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)機(jī)機(jī) 械械 原原 理理 及及 設(shè)設(shè) 計計（） 第第3 3章連桿機(jī)構(gòu)章連桿機(jī)構(gòu)3-1 概概 述述3-2 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及其演化平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及其演化3-3 平面連桿機(jī)構(gòu)的工作特性平面連桿機(jī)構(gòu)的工作特性3-4 平面連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計平面連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計3-1 概概 述述一、定義與分類一、定義與分類1、定義、定義由若干剛性構(gòu)件用由若干剛性構(gòu)件用低副低副（轉(zhuǎn)動副、移動副、（轉(zhuǎn)動副、移動副、球面副、球銷副或螺旋副等）聯(lián)接而成的球面副、球銷副或螺旋副等）聯(lián)接而成的機(jī)構(gòu)稱機(jī)構(gòu)稱為為連桿機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)(Linkages)

2、，又稱為，又稱為低副機(jī)構(gòu)低副機(jī)構(gòu)。 二、連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)1、優(yōu)點(diǎn)二、連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)二、連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)承受載荷大，便于潤滑；承受載荷大，便于潤滑； 制造方便，易獲得較高的精度；制造方便，易獲得較高的精度；兩構(gòu)件之間的接觸靠幾何封閉實(shí)現(xiàn)；兩構(gòu)件之間的接觸靠幾何封閉實(shí)現(xiàn)；實(shí)現(xiàn)多種運(yùn)動規(guī)律和軌跡要求。實(shí)現(xiàn)多種運(yùn)動規(guī)律和軌跡要求。1、優(yōu)點(diǎn)、優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)2 2、缺點(diǎn)、缺點(diǎn)慣性力不易平衡，用于低速場合；慣性力不易平衡，用于低速場合； 存在運(yùn)動累積誤差，不易精確實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)動存在運(yùn)動累積誤差，不易精確實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)動規(guī)律和軌跡要求。規(guī)律和軌跡要求。連桿機(jī)構(gòu)常以包含的構(gòu)件數(shù)命名連桿機(jī)構(gòu)常以包含的構(gòu)件數(shù)命名。如四桿機(jī)構(gòu)、。如

3、四桿機(jī)構(gòu)、多桿機(jī)構(gòu)（五桿機(jī)構(gòu)、六桿機(jī)構(gòu)等）。多桿機(jī)構(gòu)（五桿機(jī)構(gòu)、六桿機(jī)構(gòu)等）。3-2 平面連桿機(jī)構(gòu)的基本類型及其演化3-2 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及其演化平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及其演化一、平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及應(yīng)用一、平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及應(yīng)用鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)所有運(yùn)動副均為所有運(yùn)動副均為轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)動副的平面四桿機(jī)構(gòu)。的平面四桿機(jī)構(gòu)。它是平面四桿機(jī)構(gòu)的它是平面四桿機(jī)構(gòu)的最基本的型式最基本的型式，其他型式，其他型式的平面四桿機(jī)構(gòu)都可看作是在它的基礎(chǔ)上通過的平面四桿機(jī)構(gòu)都可看作是在它的基礎(chǔ)上通過變異變異而成的。而成的。機(jī)架機(jī)架連架桿連架桿曲柄曲柄(Crank)搖桿搖桿(Rocker)連桿連

4、桿(Coupler )整轉(zhuǎn)副整轉(zhuǎn)副(Fully rotating pair)擺轉(zhuǎn)副擺轉(zhuǎn)副(Partially rotating pair)整轉(zhuǎn)副整轉(zhuǎn)副擺轉(zhuǎn)副擺轉(zhuǎn)副整轉(zhuǎn)副整轉(zhuǎn)副擺轉(zhuǎn)副擺轉(zhuǎn)副曲柄曲柄連桿連桿搖桿搖桿連架桿連架桿連架桿連架桿機(jī)架機(jī)架1、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)基本型式、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)基本型式 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)三種基本型式：三種基本型式： 雙曲柄機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu) 雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)1）曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu) (Crank-rocker mechanism)兩連架桿中一個為兩連架桿中一個為曲柄曲柄，另一個為，另一個為搖桿搖桿的四桿機(jī)構(gòu)。的四桿機(jī)構(gòu)。曲柄曲柄作作360360周轉(zhuǎn)運(yùn)動

5、，周轉(zhuǎn)運(yùn)動，搖桿搖桿作往復(fù)擺動。作往復(fù)擺動。實(shí)例：實(shí)例： 雷達(dá)天線俯仰機(jī)構(gòu)雷達(dá)天線俯仰機(jī)構(gòu)縫紉機(jī)踏板機(jī)構(gòu)縫紉機(jī)踏板機(jī)構(gòu)攪拌機(jī)構(gòu)攪拌機(jī)構(gòu)2）雙曲柄機(jī)構(gòu)2）雙曲柄機(jī)構(gòu)）雙曲柄機(jī)構(gòu) (Double-crank mechanism)兩連架桿都是兩連架桿都是曲柄曲柄，都能作，都能作360360周轉(zhuǎn)周轉(zhuǎn)運(yùn)動的四桿機(jī)構(gòu)。運(yùn)動的四桿機(jī)構(gòu)。主動曲柄作等速轉(zhuǎn)動，從動曲柄作變速轉(zhuǎn)動。主動曲柄作等速轉(zhuǎn)動，從動曲柄作變速轉(zhuǎn)動。實(shí)例：實(shí)例： 慣性篩機(jī)構(gòu)慣性篩機(jī)構(gòu)特例：特例：平行四邊形機(jī)構(gòu)平行四邊形機(jī)構(gòu)組成四邊形的對邊構(gòu)件平行且相等。兩曲柄組成四邊形的對邊構(gòu)件平行且相等。兩曲柄轉(zhuǎn)向相同、轉(zhuǎn)速相等，連桿作平動。轉(zhuǎn)向相同、轉(zhuǎn)速

6、相等，連桿作平動。實(shí)例：實(shí)例： 火車輪火車輪攝影平臺升降機(jī)構(gòu)攝影平臺升降機(jī)構(gòu)播種機(jī)料斗機(jī)構(gòu)播種機(jī)料斗機(jī)構(gòu)天平天平反平行四邊形機(jī)構(gòu)反平行四邊形機(jī)構(gòu)實(shí)例：實(shí)例： 車門開閉機(jī)構(gòu)車門開閉機(jī)構(gòu)組成四邊形的對邊組成四邊形的對邊構(gòu)件長度分別相等。兩構(gòu)件長度分別相等。兩曲柄回轉(zhuǎn)方向相反。曲柄回轉(zhuǎn)方向相反。3）雙搖桿機(jī)構(gòu)3）雙搖桿機(jī)構(gòu)）雙搖桿機(jī)構(gòu) (Double-rocker mechanism)兩連架桿均為兩連架桿均為搖桿搖桿，只能作往復(fù)擺動的機(jī)構(gòu)。，只能作往復(fù)擺動的機(jī)構(gòu)。一般主動搖桿作等速擺動，從動搖桿作變速一般主動搖桿作等速擺動，從動搖桿作變速擺動。擺動。實(shí)例：實(shí)例： 造型機(jī)翻箱機(jī)構(gòu)造型機(jī)翻箱機(jī)構(gòu)起重機(jī)機(jī)

7、構(gòu)起重機(jī)機(jī)構(gòu)特例：特例：等腰梯形機(jī)構(gòu)等腰梯形機(jī)構(gòu)如果兩搖桿長度相等，則稱為等腰梯形機(jī)構(gòu)。如果兩搖桿長度相等，則稱為等腰梯形機(jī)構(gòu)。實(shí)例：實(shí)例： 汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)二、平面連桿機(jī)構(gòu)的演化二、平面連桿機(jī)構(gòu)的演化可認(rèn)為所有的四桿機(jī)構(gòu)都是由四桿機(jī)構(gòu)的可認(rèn)為所有的四桿機(jī)構(gòu)都是由四桿機(jī)構(gòu)的基本形式演化得來。基本形式演化得來。演化方式：演化方式：1、改變運(yùn)動副類型、改變運(yùn)動副類型轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)動副2、擴(kuò)大轉(zhuǎn)動副尺寸、擴(kuò)大轉(zhuǎn)動副尺寸3、選不同構(gòu)件作機(jī)架、選不同構(gòu)件作機(jī)架 移動副移動副1、轉(zhuǎn)動副演化為移動副、轉(zhuǎn)動副演化為移動副使使C點(diǎn)沿弧點(diǎn)沿弧形導(dǎo)槽運(yùn)動形導(dǎo)槽運(yùn)動CD趨于趨于無窮大無窮大曲

8、柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)滑塊移動導(dǎo)路到曲柄轉(zhuǎn)動滑塊移動導(dǎo)路到曲柄轉(zhuǎn)動中心之間距離為中心之間距離為偏距偏距e。偏置式曲柄滑塊機(jī)構(gòu)偏置式曲柄滑塊機(jī)構(gòu)對心式曲柄滑塊機(jī)構(gòu)對心式曲柄滑塊機(jī)構(gòu)滑塊滑塊( (連架桿連架桿) )導(dǎo)軌導(dǎo)軌 ( (機(jī)架機(jī)架) )曲柄曲柄連桿連桿應(yīng)用：應(yīng)用： 內(nèi)燃機(jī)、蒸汽機(jī)、往復(fù)式抽水機(jī)、空氣內(nèi)燃機(jī)、蒸汽機(jī)、往復(fù)式抽水機(jī)、空氣壓縮機(jī)及沖床等的主機(jī)構(gòu)。壓縮機(jī)及沖床等的主機(jī)構(gòu)。2、擴(kuò)大轉(zhuǎn)動副尺寸、擴(kuò)大轉(zhuǎn)動副尺寸曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)偏心輪機(jī)構(gòu)偏心輪機(jī)構(gòu)3、選不同構(gòu)件作機(jī)架、選不同構(gòu)件作機(jī)架低副可逆性低副可逆性3 3、選不同構(gòu)件作機(jī)架、選不同構(gòu)件作機(jī)架取取1為機(jī)架

9、為機(jī)架取取2為機(jī)架為機(jī)架取取3為機(jī)架為機(jī)架曲柄滑塊機(jī)構(gòu)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)曲柄搖塊機(jī)構(gòu)移動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)3-3 平面連桿機(jī)構(gòu)的工作特性平面連桿機(jī)構(gòu)的工作特性運(yùn)動特性運(yùn)動特性傳遞和變換運(yùn)動。傳遞和變換運(yùn)動。傳力特性傳力特性實(shí)現(xiàn)力的傳遞和變換。實(shí)現(xiàn)力的傳遞和變換。了解平面連桿機(jī)構(gòu)工作特性，可以指導(dǎo)正確了解平面連桿機(jī)構(gòu)工作特性，可以指導(dǎo)正確選擇平面連桿機(jī)構(gòu)的類型，進(jìn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計。選擇平面連桿機(jī)構(gòu)的類型，進(jìn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計。一、運(yùn)動特性一、運(yùn)動特性1、曲柄存在條件曲柄存在條件AB桿作整周回桿作整周回轉(zhuǎn)，必有兩次與機(jī)架轉(zhuǎn)，必有兩次與機(jī)架共線。共線。則由則由BCD可得：可得：則由則由BCD可得：可得：l2(l4 l1)+ l3l3

10、(l4 l1)+ l2 l1+ l2 l3 + l4 l1+ l3 l2 + l4將以上三式兩兩相加得：將以上三式兩兩相加得： l1 l2, l1 l3, l1 l4 l1l2l4l3CBADCl1l2l4l3ADBl4- - l1l1+ l4 l2 + l3AB為最短桿為最短桿ABCDl1l2l3l41）鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件）鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件曲柄存在的條件：曲柄存在的條件：1、最長桿與最短桿的長度之和、最長桿與最短桿的長度之和其他兩桿長度其他兩桿長度之和。之和。 （桿長和條件）（桿長和條件）2、連架桿或機(jī)架之一為最短桿。、連架桿或機(jī)架之一為最短桿。abcd討論：討論：最短桿與最長

11、桿之和小于等于其它兩桿長度之和最短桿與最長桿之和小于等于其它兩桿長度之和表明鉸鏈四桿運(yùn)動鏈有表明鉸鏈四桿運(yùn)動鏈有兩個整轉(zhuǎn)副兩個整轉(zhuǎn)副，并且，并且這兩個整轉(zhuǎn)副在最短桿的兩端。這兩個整轉(zhuǎn)副在最短桿的兩端。2 2）若不滿足桿長之和條件若不滿足桿長之和條件，該機(jī)構(gòu)始終是，該機(jī)構(gòu)始終是雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)。1 1）在滿足桿長之和的條件下：在滿足桿長之和的條件下：（1 1）以）以最短桿的相鄰構(gòu)件為機(jī)架最短桿的相鄰構(gòu)件為機(jī)架，則最短，則最短桿為曲柄，該機(jī)構(gòu)為桿為曲柄，該機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)；（2 2）以）以最短桿為機(jī)架最短桿為機(jī)架，則兩連架桿為曲柄，則兩連架桿為曲柄，該機(jī)構(gòu)為該機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)雙曲

12、柄機(jī)構(gòu)（3 3）以）以最短桿的對邊構(gòu)件為機(jī)架最短桿的對邊構(gòu)件為機(jī)架，無曲柄，無曲柄存在，該機(jī)構(gòu)為存在，該機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)。abcd鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)類型的判斷：鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)類型的判斷：Grashoff 定理定理2）曲柄滑塊機(jī)構(gòu)有曲柄的條件）曲柄滑塊機(jī)構(gòu)有曲柄的條件構(gòu)件構(gòu)件1能通過能通過m點(diǎn)的條件是：點(diǎn)的條件是：aeb構(gòu)件構(gòu)件1能通過能通過n點(diǎn)的條件是：點(diǎn)的條件是：aeb曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)有曲柄的條件有曲柄的條件aebababemn12例例1：已知：鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)已知：鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)ABCD，各構(gòu)件長度為各構(gòu)件長度為a=25，b=55，c=40，d=50 ，AD為機(jī)架為機(jī)架。判斷該機(jī)構(gòu)。判

13、斷該機(jī)構(gòu)類型。類型。解：解： a+b=80c+d=90 滿足桿長之和條件。滿足桿長之和條件。 AD作為機(jī)架時，最短桿作為機(jī)架時，最短桿AB為連架桿，是為連架桿，是曲柄，故該機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。曲柄，故該機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。例例2：已知鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)已知鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)ABCD，各構(gòu)件長度分別為，各構(gòu)件長度分別為a=25，b=55，d=50，c長度未知，長度未知，AD為機(jī)架。為為機(jī)架。為獲得曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，問獲得曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，問c的取值范圍。的取值范圍。解：解： CD為最長桿時，為最長桿時，AB為曲柄為曲柄 a+cb+d 55c 80 CD為最短桿時，為最短桿時，CD為曲柄為曲柄 c+ba+d，c 20

14、CD的取值范圍為：的取值范圍為： 0 c 20，30 c 80 CD為非最長桿也非最短桿時，為非最長桿也非最短桿時，AB為曲柄為曲柄 a+bc+d 55c 30 AD桿為最短桿桿為最短桿( (0 AD 20) )例例3：已知鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)已知鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)ABCD，其中其中AB 20mm，BC 50mm，CD 40mm, ,AD為機(jī)架。改變?yōu)闄C(jī)架。改變AD桿長，桿長，分析機(jī)構(gòu)的類型變化。分析機(jī)構(gòu)的類型變化。aBbADdCc桿長之和桿長之和條件：條件：AD 50 20 40AD 10mm最長桿最長桿整轉(zhuǎn)副整轉(zhuǎn)副整轉(zhuǎn)副整轉(zhuǎn)副最短桿最短桿DCaBbAdc雙曲柄機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu) AD桿長介于最短桿與最長桿之

15、間桿長介于最短桿與最長桿之間( (20 AD 50) )桿長之和桿長之和條件：條件：20 50 AD 40AD 30mmaBbADdCc最短桿最短桿最長桿最長桿整轉(zhuǎn)副整轉(zhuǎn)副整轉(zhuǎn)副整轉(zhuǎn)副曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)aBbADdCc AD桿為桿為最長桿最長桿( (50 AD 110) )桿長之和桿長之和條件：條件：AD 20 40 50最長桿最長桿最短桿最短桿AD 70mmaBbADdCc整轉(zhuǎn)副整轉(zhuǎn)副整轉(zhuǎn)副整轉(zhuǎn)副曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 當(dāng)當(dāng)10 AD 30和和70 AD 110時，由于不滿足桿長條件，時，由于不滿足桿長條件，機(jī)機(jī)構(gòu)無整轉(zhuǎn)副，為雙搖桿機(jī)構(gòu)。構(gòu)無整轉(zhuǎn)副，為雙搖桿機(jī)構(gòu)。思考思考帶導(dǎo)桿的四桿

16、機(jī)構(gòu)具有曲柄的條件帶導(dǎo)桿的四桿機(jī)構(gòu)具有曲柄的條件aBbADdCcABCDB2C2 B1C1AD 極限位置極限位置1 1連桿與曲柄拉伸共線連桿與曲柄拉伸共線極限位置極限位置2 2連桿與曲柄重疊共線連桿與曲柄重疊共線 擺角擺角極位夾角極位夾角 機(jī)構(gòu)從動件處于機(jī)構(gòu)從動件處于兩極限位置時，兩極限位置時，主動件主動件在對應(yīng)在對應(yīng)位置所夾的位置所夾的銳角銳角。2、急回特性和行程速比系數(shù)、急回特性和行程速比系數(shù)1）極位夾角）極位夾角B2C2B1C1AD 1 2 1 主動件主動件21ABAB 時間：時間：1t轉(zhuǎn)角：轉(zhuǎn)角：1運(yùn)動：運(yùn)動：從動件從動件21DCDC 1t12ABAB 時間：時間：2t轉(zhuǎn)角：轉(zhuǎn)角：2運(yùn)

17、動：運(yùn)動：12DCDC 2t:DCDC2113t1111180tC點(diǎn)點(diǎn)的平均的平均角速度：角速度：:DCDC1223t 1122-180t12tt332）急回運(yùn)動）急回運(yùn)動當(dāng)曲柄等速回轉(zhuǎn)的情況下，通常把從動件往復(fù)當(dāng)曲柄等速回轉(zhuǎn)的情況下，通常把從動件往復(fù)運(yùn)動速度快慢不同的運(yùn)動稱為運(yùn)動速度快慢不同的運(yùn)動稱為急回運(yùn)動急回運(yùn)動。21311223180180tttKt3）行程速比系數(shù)）行程速比系數(shù)K通常用通常用行程速比系數(shù)行程速比系數(shù)K來衡量急回運(yùn)動的來衡量急回運(yùn)動的相對程度。相對程度。 0時，時，K1，機(jī)構(gòu)無急回特性；機(jī)構(gòu)無急回特性； 0時，時，K1，機(jī)構(gòu)具有急回特性。機(jī)構(gòu)具有急回特性。 越大，機(jī)構(gòu)急

18、回特性越顯著。越大，機(jī)構(gòu)急回特性越顯著。11180KK 設(shè)計具有急回要求的機(jī)構(gòu)時，應(yīng)先確定設(shè)計具有急回要求的機(jī)構(gòu)時，應(yīng)先確定 K值，值，再計算再計算 。180180K 180 180 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的極位夾角曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的極位夾角 180 180 擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的極位夾角擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的極位夾角 擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) 慢慢行程行程快行程快行程 慢慢行程行程快行程快行程思考思考對心式曲柄滑塊機(jī)構(gòu)對心式曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的極位夾角的極位夾角vC1、壓力角、壓力角a a 、傳動角傳動角g ga a FF F ABDC壓力角壓力角a a F Fcosa a Fsing g F Fsina a =Fcosg g

19、 有效分力有效分力徑向壓力徑向壓力 a a 角越小，角越小， g g 角越大，角越大，F(xiàn) 越大，越大， F 越小，對越小，對機(jī)構(gòu)的傳動越有利。機(jī)構(gòu)的傳動越有利。作用在從動件作用在從動件上的上的力的方向力的方向與著與著力點(diǎn)力點(diǎn)速度方向速度方向所夾所夾銳角銳角。g g壓力角的壓力角的余角余角。傳動角傳動角 g g二、傳力特性二、傳力特性壓力角是機(jī)構(gòu)傳力性能的一個重要指標(biāo)，壓力角是機(jī)構(gòu)傳力性能的一個重要指標(biāo)，它是力的利用率大小的衡量指標(biāo)。它是力的利用率大小的衡量指標(biāo)。壓力角壓力角a a越小，機(jī)構(gòu)的傳力性能越好，效率越小，機(jī)構(gòu)的傳力性能越好，效率越高。越高。壓力角隨機(jī)構(gòu)位置而變化。壓力角隨機(jī)構(gòu)位置而變

20、化。連桿機(jī)構(gòu)中，常用傳動角的大小及變化情況來連桿機(jī)構(gòu)中，常用傳動角的大小及變化情況來衡量機(jī)構(gòu)傳力性能的優(yōu)劣。衡量機(jī)構(gòu)傳力性能的優(yōu)劣。maxaamingg要求：要求：C1B1abcdDAg g1g g2()arccos22212bcdabcg g()arccos22221802bcdabcg g g gmin為為g g1和和g g2中的較小值者。中的較小值者。設(shè)計時通常設(shè)計時通常g gmin 40；高速和大功率機(jī)械，高速和大功率機(jī)械，g gmin 50。傳動角總?cè)′J角傳動角總?cè)′J角B2C2 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，曲柄與機(jī)架拉直共線和重疊鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，曲柄與機(jī)架拉直共線和重疊共線時，機(jī)構(gòu)具有極小傳動角

21、共線時，機(jī)構(gòu)具有極小傳動角g g。ababemnamaxamina曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的壓力角曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的壓力角2、死點(diǎn)位置、死點(diǎn)位置Fg g =0Fg g = 0連桿與曲柄在兩個共線位置時，連桿與曲柄在兩個共線位置時，主動件搖桿主動件搖桿通通過連桿作用于過連桿作用于從動件曲柄從動件曲柄上的力上的力F通過其回轉(zhuǎn)中心，通過其回轉(zhuǎn)中心，g g 0，有效分力等于零，曲柄不能轉(zhuǎn)動。，有效分力等于零，曲柄不能轉(zhuǎn)動。從動件在從動件在傳動角傳動角g g 為零為零時的機(jī)構(gòu)位置。時的機(jī)構(gòu)位置。死點(diǎn)的避免死點(diǎn)的避免 加飛輪，利用慣性通過死點(diǎn)（加飛輪，利用慣性通過死點(diǎn)（縫紉機(jī)縫紉機(jī)） 機(jī)構(gòu)錯位排列機(jī)構(gòu)錯位排列（蒸汽機(jī)車車

22、輪聯(lián)動機(jī)構(gòu)蒸汽機(jī)車車輪聯(lián)動機(jī)構(gòu)）死點(diǎn)的利用死點(diǎn)的利用 飛機(jī)起落架飛機(jī)起落架 夾具夾具死點(diǎn)使機(jī)構(gòu)處于卡死或運(yùn)動不確定狀態(tài)。死點(diǎn)使機(jī)構(gòu)處于卡死或運(yùn)動不確定狀態(tài)。一、連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計的基本問題（一、連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計的基本問題（三類三類）3-4 平面連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動設(shè)計平面連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動設(shè)計1）實(shí)現(xiàn)剛體給定位置的設(shè)計實(shí)現(xiàn)剛體給定位置的設(shè)計（導(dǎo)引機(jī)構(gòu)設(shè)計導(dǎo)引機(jī)構(gòu)設(shè)計）2）實(shí)現(xiàn)預(yù)定運(yùn)動規(guī)律的設(shè)計實(shí)現(xiàn)預(yù)定運(yùn)動規(guī)律的設(shè)計（函數(shù)機(jī)構(gòu)設(shè)計函數(shù)機(jī)構(gòu)設(shè)計）3）實(shí)現(xiàn)預(yù)定軌跡的設(shè)計實(shí)現(xiàn)預(yù)定軌跡的設(shè)計（軌跡機(jī)構(gòu)設(shè)計軌跡機(jī)構(gòu)設(shè)計）根據(jù)工作對機(jī)構(gòu)所實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動的要求，可歸納根據(jù)工作對機(jī)構(gòu)所實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動的要求，可歸納為以下問題：為以下問題：3

23、、實(shí)驗(yàn)法、實(shí)驗(yàn)法2、解析法、解析法1、圖解法、圖解法二、連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計的方法二、連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計的方法圖解法圖解法直觀易懂，能滿足精度要求不高的設(shè)計，直觀易懂，能滿足精度要求不高的設(shè)計，能為需要優(yōu)化求解的解析法提供計算初值。能為需要優(yōu)化求解的解析法提供計算初值。解析法解析法需要借助計算機(jī)求解，所獲得的設(shè)計結(jié)需要借助計算機(jī)求解，所獲得的設(shè)計結(jié)果較為精確，能結(jié)合機(jī)構(gòu)的綜合過程，解決一些果較為精確，能結(jié)合機(jī)構(gòu)的綜合過程，解決一些其它設(shè)計方法無法解決的問題，例如機(jī)構(gòu)的優(yōu)化其它設(shè)計方法無法解決的問題，例如機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計、機(jī)構(gòu)的精度分析等。設(shè)計、機(jī)構(gòu)的精度分析等。三、導(dǎo)引機(jī)構(gòu)設(shè)計三、導(dǎo)引機(jī)構(gòu)設(shè)計設(shè)計要求設(shè)計要求

24、所設(shè)計的機(jī)構(gòu)能引導(dǎo)一個剛體（所設(shè)計的機(jī)構(gòu)能引導(dǎo)一個剛體（連桿連桿）順序）順序通過一系列位置。通過一系列位置。方法方法 圖解法圖解法 解析法解析法B1B2B3C1C2C3 圖解法圖解法DA四、函數(shù)機(jī)構(gòu)設(shè)計四、函數(shù)機(jī)構(gòu)設(shè)計設(shè)計要求設(shè)計要求主、從動連架桿之間的運(yùn)動關(guān)系滿足若干組主、從動連架桿之間的運(yùn)動關(guān)系滿足若干組對應(yīng)位置關(guān)系或某種給定的函數(shù)關(guān)系對應(yīng)位置關(guān)系或某種給定的函數(shù)關(guān)系 (a a)。B3a a3 3E3a a1B1 1E1a a2B2 2E2AdD主動連架桿勻速運(yùn)動時，從動連架桿具有急回主動連架桿勻速運(yùn)動時，從動連架桿具有急回特性。特性。如汽車前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、慣性篩等。如汽車前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、慣性

25、篩等。方法方法 圖解法圖解法 解析法解析法設(shè)計關(guān)鍵設(shè)計關(guān)鍵 確定連桿上活動鉸鏈點(diǎn)的位置。確定連桿上活動鉸鏈點(diǎn)的位置。B3a a3 3E3a a1B1 1E1a a2B2 2E2AdD設(shè)計特點(diǎn)設(shè)計特點(diǎn)設(shè)計時，通常預(yù)先確定機(jī)架的長度（即確定兩設(shè)計時，通常預(yù)先確定機(jī)架的長度（即確定兩個固定鉸鏈的位置）。機(jī)構(gòu)的待求參數(shù)為兩連架桿個固定鉸鏈的位置）。機(jī)構(gòu)的待求參數(shù)為兩連架桿的長度。的長度。函數(shù)機(jī)構(gòu)設(shè)計的特例函數(shù)機(jī)構(gòu)設(shè)計的特例按從動件的急回運(yùn)動特性設(shè)計四桿機(jī)構(gòu)按從動件的急回運(yùn)動特性設(shè)計四桿機(jī)構(gòu)-11801KKAC1=a+bAC2=b-aa=(AC1-AC2) /2b=(AC1+AC2)/2幾何關(guān)系：幾何關(guān)系：ADC1C2B1B2abcA、C1、C2在同一個圓周上。在同一個圓周上。CC12O90-PAi C1AiC2= PC2為直徑為直徑A、C1、C2在同一個圓周上。在同一個圓周上。CDcmax21設(shè)已知行程速比系數(shù)設(shè)已知行程速比系數(shù)K，搖桿長度搖桿長度c，搖桿擺角搖桿擺角max第第 1 步：確定步：確定D、C1、