平面連桿機構課件

1、第三章第三章 機構與機械傳動 概述的主要概念：機器；機構；機械；構件；零件；運動副；高副；低副； 連桿機構連桿機構是全部由回轉副和移動副組成的機構，是全部由回轉副和移動副組成的機構，其上各構件均在同一平面或平行平面內運動。其上各構件均在同一平面或平行平面內運動。特特點點1.優(yōu)點優(yōu)點1）各構件以低副相連）各構件以低副相連,壓強小壓強小,易于潤滑易于潤滑,磨損??；磨損??；3.1 平面連桿平面連桿機構機構2）能由本身幾何形狀保持接觸能由本身幾何形狀保持接觸;3）制造方便，精度高；）制造方便，精度高；4）構件運動形式的多樣性，實現(xiàn)多種多樣的運動軌跡。）構件運動形式的多樣性，實現(xiàn)多種多樣的運動軌跡。2.

2、缺點缺點1）機構復雜）機構復雜,傳動積累誤差較大（只能近似實現(xiàn)給傳動積累誤差較大（只能近似實現(xiàn)給定的運動規(guī)律）；定的運動規(guī)律）；2）設計計算比較復雜；）設計計算比較復雜；3）作復雜運動和往復運動的構件的慣性力難以平）作復雜運動和往復運動的構件的慣性力難以平衡衡，高速時常引起較大的振動，所以一般用，高速時常引起較大的振動，所以一般用于速度于速度較低的場合。較低的場合。 3.1.1 鉸鏈四鉸鏈四桿機構的基本型式桿機構的基本型式 鉸鉸鏈四桿機構鏈四桿機構 所有運動副均為轉動所有運動副均為轉動副的平面四桿機構稱為鉸副的平面四桿機構稱為鉸鏈四桿機構，其它型式的鏈四桿機構，其它型式的平面四桿機構都可以看成

3、平面四桿機構都可以看成是在它的基礎上演化而成是在它的基礎上演化而成的。的。 根據(jù)構件數(shù)目分根據(jù)構件數(shù)目分為四桿機構、五桿機構為四桿機構、五桿機構。廣泛應用的是。廣泛應用的是平面四桿機構，而且它是構成和研究平面多桿機構的基礎。平面四桿機構，而且它是構成和研究平面多桿機構的基礎。 組成轉動副的兩構件能作整周相對轉動該轉動副組成轉動副的兩構件能作整周相對轉動該轉動副稱為稱為整轉副整轉副，否則為，否則為擺動副擺動副。 機架機架組成組成曲柄曲柄連架桿連架桿連桿連桿搖桿搖桿 曲柄所聯(lián)接的兩個轉動副均為整轉副，而曲柄所聯(lián)接的兩個轉動副均為整轉副，而搖桿所聯(lián)接的兩個轉動副均為擺動副。搖桿所聯(lián)接的兩個轉動副均為

4、擺動副。 按照兩連架桿的運動形式的不同，可將鉸鏈四桿機按照兩連架桿的運動形式的不同，可將鉸鏈四桿機構分為曲柄搖桿機構、雙曲柄機構和雙搖桿機構三種類構分為曲柄搖桿機構、雙曲柄機構和雙搖桿機構三種類型。型。桿長條件桿長條件機架條件機架條件機構類型機構類型滿足桿長之滿足桿長之和條件和條件最短桿相鄰的桿為機架最短桿相鄰的桿為機架曲柄搖桿機構曲柄搖桿機構最短桿本身為機架最短桿本身為機架雙曲柄機構雙曲柄機構最短桿相對的桿為機架最短桿相對的桿為機架雙搖桿機構（雙搖桿機構（I）不滿足桿長不滿足桿長之和條件之和條件任意桿為機架任意桿為機架雙搖桿機構（雙搖桿機構（II）四四桿鉸鏈運動鏈成為曲柄搖桿機構的條件桿鉸鏈

5、運動鏈成為曲柄搖桿機構的條件1. 曲柄搖桿機構曲柄搖桿機構最短桿與最長桿之和小于或等于其余兩桿長度之和，以最短桿與最長桿之和小于或等于其余兩桿長度之和，以最短桿的臨桿為機架最短桿的臨桿為機架應用：牛頭刨床；縫紉機踏板應用：牛頭刨床；縫紉機踏板縫紉機踏板：縫紉機踏板：2. 雙曲柄雙曲柄機構機構最短桿與最長桿之和小于或等于其余兩桿長度之和，以最最短桿與最長桿之和小于或等于其余兩桿長度之和，以最短桿為機架時短桿為機架時應用：慣性篩機構應用：慣性篩機構正平行四邊形機構：兩相對構件的長度相等正平行四邊形機構：兩相對構件的長度相等應用：挖土機鏟車；機車車輪聯(lián)動機構應用：挖土機鏟車；機車車輪聯(lián)動機構反平行四

6、邊形機構：反平行四邊形機構：應用：汽車車門啟閉器應用：汽車車門啟閉器平行四邊形機構平行四邊形機構反平行四邊形機構反平行四邊形機構車輪車輪3. 雙搖桿雙搖桿機構機構最短桿與最長桿之和小于或等于其余兩桿長度之和，以最短桿與最長桿之和小于或等于其余兩桿長度之和，以最短桿相對的構件為機架時；或者最短桿相對的構件為機架時；或者最短桿與最長桿之和大于其余兩桿長度之和；最短桿與最長桿之和大于其余兩桿長度之和；應用：港口鶴式起重機變幅機構；應用：港口鶴式起重機變幅機構； 汽車前輪的轉向機構汽車前輪的轉向機構飛機起落架飛機起落架鶴式起重機鶴式起重機1. 轉動副轉化成移動副的演化轉動副轉化成移動副的演化3.1.2

7、 四桿機構的演化四桿機構的演化對心曲柄滑塊機構對心曲柄滑塊機構偏置曲柄滑塊機構偏置曲柄滑塊機構還可以轉化為還可以轉化為雙滑塊機構雙滑塊機構曲柄移動導桿機構曲柄移動導桿機構2. 擴大轉動副擴大轉動副 在左圖中若將轉動副在左圖中若將轉動副B的半徑擴大到比曲柄的半徑擴大到比曲柄AB的的長度還要大，則曲柄滑塊機構轉化為長度還要大，則曲柄滑塊機構轉化為偏心輪機構偏心輪機構。 在含曲柄的機構中，若曲柄的長度很短，在柄狀在含曲柄的機構中，若曲柄的長度很短，在柄狀曲柄兩端裝設兩個轉動副存在結構設計方面的問題，曲柄兩端裝設兩個轉動副存在結構設計方面的問題，故常常設計成偏心輪機構。故常常設計成偏心輪機構。曲柄搖桿

8、機構曲柄搖桿機構取不同構件為機架各構件間的相對運動關系不變取不同構件為機架各構件間的相對運動關系不變3. 取不同構件作機架取不同構件作機架（1）曲柄搖桿機構）曲柄搖桿機構雙曲柄機構雙曲柄機構雙搖桿機構雙搖桿機構（2）曲柄滑塊機構）曲柄滑塊機構(a)曲柄滑塊機構曲柄滑塊機構(b)曲柄轉動曲柄轉動導桿導桿機構機構(c)曲柄搖塊機構曲柄搖塊機構(b)曲柄擺動曲柄擺動導桿導桿機構機構(d)定塊機構定塊機構 組成移動副的兩活動構件，組成移動副的兩活動構件，畫成桿狀的構件稱為畫成桿狀的構件稱為導桿，導桿，畫成畫成塊狀的構件稱為塊狀的構件稱為滑塊滑塊。對心曲柄滑塊機構對心曲柄滑塊機構 因導路的中線通過曲柄的

9、回轉中心而得名。該機構能把因導路的中線通過曲柄的回轉中心而得名。該機構能把回轉運動轉換為往復直線運動或作相反的轉變，廣泛應用于回轉運動轉換為往復直線運動或作相反的轉變，廣泛應用于蒸汽機、內燃機、空壓機以及各種沖壓機器中。蒸汽機、內燃機、空壓機以及各種沖壓機器中。 轉動導桿機構轉動導桿機構 該機構是通過將曲柄滑塊機構中的曲柄固該機構是通過將曲柄滑塊機構中的曲柄固定演化而成，它可將主動件的勻速回轉轉化為定演化而成，它可將主動件的勻速回轉轉化為導桿的非勻速轉動。導桿的非勻速轉動。 擺動導桿機構擺動導桿機構 該機構具有急回運動性質，且其傳動角該機構具有急回運動性質，且其傳動角始終為始終為90度，具有最

10、好的傳力性能，常用于度，具有最好的傳力性能，常用于牛頭刨床、插床和送料裝置中。牛頭刨床、插床和送料裝置中。 定塊機構定塊機構 該機構是通過將曲柄滑塊機構中的滑塊固定而該機構是通過將曲柄滑塊機構中的滑塊固定而演化得出，它可把主動件的回轉或擺動轉化為導桿演化得出，它可把主動件的回轉或擺動轉化為導桿相對于滑塊的往復移動。相對于滑塊的往復移動。 搖塊機構搖塊機構 該機構是通過將曲柄滑塊機構中的連桿固定而該機構是通過將曲柄滑塊機構中的連桿固定而演化得出，它可把主動件的勻速回轉運動轉化為導演化得出，它可把主動件的勻速回轉運動轉化為導桿相對于滑塊的往復移動并隨滑塊擺動的形式。桿相對于滑塊的往復移動并隨滑塊擺

11、動的形式。 翻斗翻斗曲曲柄搖桿機構中，原動件柄搖桿機構中，原動件AB以以等速轉動等速轉動1（1）輸出件）輸出件CD的兩極限位置的兩極限位置當當ABAB與與BCBC兩次共線時，輸出件兩次共線時，輸出件CDCD處于兩極限位置。處于兩極限位置。極位夾角極位夾角：當搖桿處于兩極限位置時，對應的曲柄當搖桿處于兩極限位置時，對應的曲柄位置線所夾的銳角。位置線所夾的銳角。3.1.3 四連桿機構的運動特點四連桿機構的運動特點 （1）急）急回特性回特性曲柄轉角曲柄轉角 1801對應的時間對應的時間111/t搖桿點搖桿點C的的平均速度平均速度1802122/t1121/vC Ct2212/vC CtB2C2B1C

12、11A211C34BDabcd2擺角擺角極位夾角極位夾角 v1v2（2）輸出件的行程速度變化系數(shù)）輸出件的行程速度變化系數(shù)K：從動件快行程平均速度從動件快行程平均速度v2與慢行程平均速度與慢行程平均速度v1之比。之比。11180KK180180212112ttvvK平面四桿機構具有急回特性的條件：平面四桿機構具有急回特性的條件：（1）原動件作等速整周轉動；）原動件作等速整周轉動；（2）輸出件作往復運動；）輸出件作往復運動；（3）0314AB2Cab1（2）曲曲柄滑塊機構中，原動件柄滑塊機構中，原動件AB以以等速轉動等速轉動1B1B2H0, ,無急回特性無急回特性C1C2對心曲柄滑塊機構對心曲柄滑塊機構2AB134eCab1C1B1B2HC20, ,有急回特性。有急回特性。偏置曲柄滑塊機構偏置曲柄滑塊機構3.1.3 壓力角與傳動角壓力角與傳動角在不計摩擦力、重力、慣性力的條件下，機在不計摩擦力、重力、慣性力的條件下，機構中驅使構中驅使輸出件輸出件運動的運動的力的方向線力的方向線與與輸出件輸出件上上受力點的速度方向線受力點的速度方向線所夾的銳角。所夾的銳角。壓力角：壓力角：傳動角：傳動角： 壓力角的余角。壓力角的余角。vcFF