平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及應(yīng)用課件

一、平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及應(yīng)用全部運(yùn)動(dòng)副為轉(zhuǎn)動(dòng)副的四桿機(jī)構(gòu)稱為鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，它是平面四桿機(jī)構(gòu)的最基本型式（如圖3-4a所示）圖3-4a一、平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及應(yīng)用圖3-4a1a—曲柄：與機(jī)架相聯(lián)并且作整周轉(zhuǎn)動(dòng)的構(gòu)件；

b—連桿：不與機(jī)架相聯(lián)作平面運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件；

c—搖桿：與機(jī)架相聯(lián)并且作往復(fù)擺動(dòng)的構(gòu)件；

d—機(jī)架：

a、c—連架桿。

a—曲柄：與機(jī)架相聯(lián)并且作整周轉(zhuǎn)動(dòng)的構(gòu)件；

b—連桿：不與2鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)可分為以下三種類型

1、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的兩連架桿中一個(gè)能作整周轉(zhuǎn)動(dòng)，另一個(gè)只能作往復(fù)擺動(dòng)的機(jī)構(gòu)。鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)可分為以下三種類型

1、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)32、雙曲柄機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的兩連架桿均能作整周轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。2、雙曲柄機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的兩連架桿均能作整周轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。4在雙曲柄機(jī)構(gòu)中，若相對(duì)兩桿平行相等，稱為平行雙曲柄機(jī)構(gòu)（圖3－9）。這種機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是其兩曲柄能以相同的角速度同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，而連桿作平行移動(dòng)。圖3－10a所示機(jī)車車輪聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)和圖3－10b所示的攝影平臺(tái)升降機(jī)構(gòu)均為其應(yīng)用實(shí)例。圖3－9圖3－10在雙曲柄機(jī)構(gòu)中，若相對(duì)兩桿平行相等，稱為平行雙曲柄機(jī)構(gòu)（圖35在圖3－11a所示雙曲柄機(jī)構(gòu)中，雖然其對(duì)應(yīng)邊長度也相等，但BC桿與AD桿并不平行，兩曲柄AB和CD轉(zhuǎn)動(dòng)方向也相反，故稱其為反平行四邊形機(jī)構(gòu)。圖3－11b所示的車門開閉機(jī)構(gòu)即為其應(yīng)用實(shí)例，它是利用反平行四邊形機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩曲柄轉(zhuǎn)向相反的特性，達(dá)到兩扇車門同時(shí)敞開或關(guān)閉的目的。

圖3－11在圖3－11a所示雙曲柄機(jī)構(gòu)中，雖然其對(duì)應(yīng)邊長度也相等，但B63、雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu):鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中的兩連架桿均不能作整周轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。3、雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu):鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中的兩連架桿均不能作7如圖3－12所示鶴式起重機(jī)的雙搖桿機(jī)構(gòu)ABCD，它可使懸掛重物作近似水平直線移動(dòng)，避免不必要的升降而消耗能量。在雙搖桿機(jī)構(gòu)中，若兩搖桿的長度相等稱等腰梯形機(jī)構(gòu)，如圖3—13中的汽車前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。如圖3－12所示鶴式起重機(jī)的雙搖桿機(jī)構(gòu)ABCD，它可使8前面介紹的三種鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了實(shí)際工作機(jī)械的需要，在實(shí)際應(yīng)用中，常常采用多種不同外形、構(gòu)造和特性的四桿機(jī)構(gòu)，這些類型的四桿機(jī)構(gòu)可以看作是由鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)通過各種方法演化而來的。這些演化機(jī)構(gòu)擴(kuò)大了平面連桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用，豐富了其內(nèi)涵。

二、平面連桿機(jī)構(gòu)的演化前面介紹的三種鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，二、平面連桿機(jī)構(gòu)的演化91、改變相對(duì)桿長、轉(zhuǎn)動(dòng)副演化為移動(dòng)副在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，若搖桿的桿長增大至無窮長，則其與連桿相聯(lián)的轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)化成移動(dòng)副?！瑝K機(jī)構(gòu)1、改變相對(duì)桿長、轉(zhuǎn)動(dòng)副演化為移動(dòng)副在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，若搖桿10曲柄滑塊機(jī)構(gòu)——偏心輪機(jī)構(gòu)當(dāng)曲柄的實(shí)際尺寸很短并傳遞較大的動(dòng)力時(shí)，可將曲柄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(jī)構(gòu)為偏心輪機(jī)構(gòu)。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)——偏心輪機(jī)構(gòu)當(dāng)曲柄的實(shí)際尺寸很短并傳遞較大的動(dòng)11雙滑塊機(jī)構(gòu)若繼續(xù)改變圖3—14b中對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中桿2長度，轉(zhuǎn)動(dòng)副C轉(zhuǎn)化成移動(dòng)副，又可演化成雙滑塊機(jī)構(gòu)（圖3－15）。該種機(jī)構(gòu)常應(yīng)用在儀表和解算裝置中。雙滑塊機(jī)構(gòu)若繼續(xù)改變圖3—14b中對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中桿2長度12原理：各構(gòu)件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)保持不變（1）變化鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的機(jī)架

如圖3-4所示的三種鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，各桿件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)和長度都不變，但選取不同構(gòu)件為機(jī)架，演化成了具有不同結(jié)構(gòu)型式、不同運(yùn)動(dòng)性質(zhì)和不同用途的以下三種機(jī)構(gòu)。2、選用不同構(gòu)件為機(jī)架圖3-4原理：各構(gòu)件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)保持不變2、選用不同構(gòu)件為機(jī)架圖3-13（2）變化單移動(dòng)副機(jī)構(gòu)的機(jī)架若將圖3－14b所示的對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，重新選用不同構(gòu)件為機(jī)架，又可演化成以下具有不同運(yùn)動(dòng)特性和不同用途的機(jī)構(gòu)。圖3－14b圖3－16（2）變化單移動(dòng)副機(jī)構(gòu)的機(jī)架若將圖3－14b所示的對(duì)心曲柄滑14若選構(gòu)件1為機(jī)架（圖3－16a），雖然各構(gòu)件的形狀和相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系都未改變，但沿塊3將在可轉(zhuǎn)動(dòng)（或擺動(dòng)）的構(gòu)件4（稱其為導(dǎo)桿）上作相對(duì)移動(dòng)，此時(shí)圖3－14b所示的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)就演化成轉(zhuǎn)動(dòng)（或擺動(dòng)）導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)（圖3－16a）；差異？

轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)能否回復(fù)為曲柄滑塊機(jī)構(gòu)？？擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)若選構(gòu)件1為機(jī)架（圖3－16a），雖然各構(gòu)件的形狀和相對(duì)運(yùn)動(dòng)15它可用于回轉(zhuǎn)式油泵、牛頭刨床及插床等機(jī)器中。圖3－17所示小型刨床和圖3—18中的牛頭刨床，分別是轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)和擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用實(shí)例。圖3－17圖3—18它可用于回轉(zhuǎn)式油泵、牛頭刨床及插床等機(jī)器中。圖3－17所示小16若選用構(gòu)件2為機(jī)架，滑塊3僅能繞機(jī)架上鉸鏈C作擺動(dòng)，此時(shí)演化成曲柄搖塊機(jī)構(gòu)（圖3－16b）；它廣泛應(yīng)用于機(jī)床、液壓驅(qū)動(dòng)及氣動(dòng)裝置中，圖3－19所示為Y54插齒機(jī)中驅(qū)動(dòng)插齒刀的機(jī)構(gòu)和圖3－20所示的自卸卡車的翻斗機(jī)構(gòu)，均是曲柄搖塊機(jī)構(gòu)應(yīng)用實(shí)例。

圖3－16b若選用構(gòu)件2為機(jī)架，滑塊3僅能繞機(jī)架上鉸鏈C作擺動(dòng)，此時(shí)演化17圖3－19圖3－20圖3－19圖3－2018若選用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中滑塊3作機(jī)架（圖3-16c），即演化成移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)（或稱定塊機(jī)構(gòu)）。它應(yīng)用于手搖卿筒（圖3—21）和雙作用式水泵等機(jī)械中。

圖3-16c圖3—21若選用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中滑塊3作機(jī)架（圖3-16c），即演化成移19（3）變化雙移動(dòng)副機(jī)構(gòu)的機(jī)架在圖3-15和圖3-22a所示的具有兩個(gè)移動(dòng)副的四桿機(jī)構(gòu)中，是選擇滑塊4作為機(jī)架的，稱之為正弦機(jī)構(gòu)，這種機(jī)構(gòu)在印刷機(jī)械、紡織機(jī)械、機(jī)床中均得到廣泛地應(yīng)用，例如機(jī)床變速箱操縱機(jī)構(gòu)、縫紉機(jī)中針桿機(jī)構(gòu)（圖3—22d）；

圖3—22圖3-15（3）變化雙移動(dòng)副機(jī)構(gòu)的機(jī)架在圖3-15和圖3-22a所示的20若選取構(gòu)件1為機(jī)架（圖3－22b），則演化成雙轉(zhuǎn)塊機(jī)構(gòu)，它常應(yīng)用作兩距離很小的平行軸的聯(lián)軸器，圖3-22e所示的十字滑塊聯(lián)軸節(jié)為其應(yīng)用實(shí)例；

圖3－22b圖3-22e若選取構(gòu)件1為機(jī)架（圖3－22b），則演化成雙轉(zhuǎn)塊機(jī)構(gòu)，它常21當(dāng)選取構(gòu)件3為機(jī)架（圖3－22c）時(shí)，演化成雙滑塊機(jī)構(gòu)，常應(yīng)用它作橢圓儀（圖3—22f）。

圖3－22當(dāng)選取構(gòu)件3為機(jī)架（圖3－22c）時(shí)，演化成雙滑塊機(jī)構(gòu)，常應(yīng)22總結(jié)：平面連桿機(jī)構(gòu)的演化總結(jié)：平面連桿機(jī)構(gòu)的演化23平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及應(yīng)用課件24一、平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及應(yīng)用全部運(yùn)動(dòng)副為轉(zhuǎn)動(dòng)副的四桿機(jī)構(gòu)稱為鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，它是平面四桿機(jī)構(gòu)的最基本型式（如圖3-4a所示）圖3-4a一、平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及應(yīng)用圖3-4a25a—曲柄：與機(jī)架相聯(lián)并且作整周轉(zhuǎn)動(dòng)的構(gòu)件；

b—連桿：不與機(jī)架相聯(lián)作平面運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件；

c—搖桿：與機(jī)架相聯(lián)并且作往復(fù)擺動(dòng)的構(gòu)件；

d—機(jī)架：

a、c—連架桿。

a—曲柄：與機(jī)架相聯(lián)并且作整周轉(zhuǎn)動(dòng)的構(gòu)件；

b—連桿：不與26鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)可分為以下三種類型

1、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的兩連架桿中一個(gè)能作整周轉(zhuǎn)動(dòng)，另一個(gè)只能作往復(fù)擺動(dòng)的機(jī)構(gòu)。鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)可分為以下三種類型

1、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)272、雙曲柄機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的兩連架桿均能作整周轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。2、雙曲柄機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的兩連架桿均能作整周轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。28在雙曲柄機(jī)構(gòu)中，若相對(duì)兩桿平行相等，稱為平行雙曲柄機(jī)構(gòu)（圖3－9）。這種機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是其兩曲柄能以相同的角速度同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，而連桿作平行移動(dòng)。圖3－10a所示機(jī)車車輪聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)和圖3－10b所示的攝影平臺(tái)升降機(jī)構(gòu)均為其應(yīng)用實(shí)例。圖3－9圖3－10在雙曲柄機(jī)構(gòu)中，若相對(duì)兩桿平行相等，稱為平行雙曲柄機(jī)構(gòu)（圖329在圖3－11a所示雙曲柄機(jī)構(gòu)中，雖然其對(duì)應(yīng)邊長度也相等，但BC桿與AD桿并不平行，兩曲柄AB和CD轉(zhuǎn)動(dòng)方向也相反，故稱其為反平行四邊形機(jī)構(gòu)。圖3－11b所示的車門開閉機(jī)構(gòu)即為其應(yīng)用實(shí)例，它是利用反平行四邊形機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩曲柄轉(zhuǎn)向相反的特性，達(dá)到兩扇車門同時(shí)敞開或關(guān)閉的目的。

圖3－11在圖3－11a所示雙曲柄機(jī)構(gòu)中，雖然其對(duì)應(yīng)邊長度也相等，但B303、雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu):鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中的兩連架桿均不能作整周轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。3、雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu):鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中的兩連架桿均不能作31如圖3－12所示鶴式起重機(jī)的雙搖桿機(jī)構(gòu)ABCD，它可使懸掛重物作近似水平直線移動(dòng)，避免不必要的升降而消耗能量。在雙搖桿機(jī)構(gòu)中，若兩搖桿的長度相等稱等腰梯形機(jī)構(gòu)，如圖3—13中的汽車前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。如圖3－12所示鶴式起重機(jī)的雙搖桿機(jī)構(gòu)ABCD，它可使32前面介紹的三種鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了實(shí)際工作機(jī)械的需要，在實(shí)際應(yīng)用中，常常采用多種不同外形、構(gòu)造和特性的四桿機(jī)構(gòu)，這些類型的四桿機(jī)構(gòu)可以看作是由鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)通過各種方法演化而來的。這些演化機(jī)構(gòu)擴(kuò)大了平面連桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用，豐富了其內(nèi)涵。

二、平面連桿機(jī)構(gòu)的演化前面介紹的三種鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，二、平面連桿機(jī)構(gòu)的演化331、改變相對(duì)桿長、轉(zhuǎn)動(dòng)副演化為移動(dòng)副在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，若搖桿的桿長增大至無窮長，則其與連桿相聯(lián)的轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)化成移動(dòng)副。——曲柄滑塊機(jī)構(gòu)1、改變相對(duì)桿長、轉(zhuǎn)動(dòng)副演化為移動(dòng)副在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，若搖桿34曲柄滑塊機(jī)構(gòu)——偏心輪機(jī)構(gòu)當(dāng)曲柄的實(shí)際尺寸很短并傳遞較大的動(dòng)力時(shí)，可將曲柄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(jī)構(gòu)為偏心輪機(jī)構(gòu)。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)——偏心輪機(jī)構(gòu)當(dāng)曲柄的實(shí)際尺寸很短并傳遞較大的動(dòng)35雙滑塊機(jī)構(gòu)若繼續(xù)改變圖3—14b中對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中桿2長度，轉(zhuǎn)動(dòng)副C轉(zhuǎn)化成移動(dòng)副，又可演化成雙滑塊機(jī)構(gòu)（圖3－15）。該種機(jī)構(gòu)常應(yīng)用在儀表和解算裝置中。雙滑塊機(jī)構(gòu)若繼續(xù)改變圖3—14b中對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中桿2長度36原理：各構(gòu)件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)保持不變（1）變化鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的機(jī)架

如圖3-4所示的三種鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，各桿件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)和長度都不變，但選取不同構(gòu)件為機(jī)架，演化成了具有不同結(jié)構(gòu)型式、不同運(yùn)動(dòng)性質(zhì)和不同用途的以下三種機(jī)構(gòu)。2、選用不同構(gòu)件為機(jī)架圖3-4原理：各構(gòu)件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)保持不變2、選用不同構(gòu)件為機(jī)架圖3-37（2）變化單移動(dòng)副機(jī)構(gòu)的機(jī)架若將圖3－14b所示的對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，重新選用不同構(gòu)件為機(jī)架，又可演化成以下具有不同運(yùn)動(dòng)特性和不同用途的機(jī)構(gòu)。圖3－14b圖3－16（2）變化單移動(dòng)副機(jī)構(gòu)的機(jī)架若將圖3－14b所示的對(duì)心曲柄滑38若選構(gòu)件1為機(jī)架（圖3－16a），雖然各構(gòu)件的形狀和相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系都未改變，但沿塊3將在可轉(zhuǎn)動(dòng)（或擺動(dòng)）的構(gòu)件4（稱其為導(dǎo)桿）上作相對(duì)移動(dòng)，此時(shí)圖3－14b所示的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)就演化成轉(zhuǎn)動(dòng)（或擺動(dòng)）導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)（圖3－16a）；差異？

轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)能否回復(fù)為曲柄滑塊機(jī)構(gòu)？？擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)若選構(gòu)件1為機(jī)架（圖3－16a），雖然各構(gòu)件的形狀和相對(duì)運(yùn)動(dòng)39它可用于回轉(zhuǎn)式油泵、牛頭刨床及插床等機(jī)器中。圖3－17所示小型刨床和圖3—18中的牛頭刨床，分別是轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)和擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用實(shí)例。圖3－17圖3—18它可用于回轉(zhuǎn)式油泵、牛頭刨床及插床等機(jī)器中。圖3－17所示小40若選用構(gòu)件2為機(jī)架，滑塊3僅能繞機(jī)架上鉸鏈C作擺動(dòng)，此時(shí)演化成曲柄搖塊機(jī)構(gòu)（圖3－16b）；它廣泛應(yīng)用于機(jī)床、液壓驅(qū)動(dòng)及氣動(dòng)裝置中，圖3－19所示為Y54插齒機(jī)中驅(qū)動(dòng)插齒刀的機(jī)構(gòu)和圖3－20所示的自卸卡車的翻斗機(jī)構(gòu)，均是曲柄搖塊機(jī)構(gòu)應(yīng)用實(shí)例。

圖3－16b若選用構(gòu)件2為機(jī)架，滑塊3僅能繞機(jī)架上鉸鏈C作擺動(dòng)，此時(shí)演化41圖3－19圖3－20圖3－19圖3－2042若選用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中滑塊3作機(jī)架（圖3-16c），即演化成移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)（或稱定塊機(jī)構(gòu)）。它應(yīng)用于手搖卿筒（圖3—21）和雙作用式水泵等機(jī)械中。

圖3-16c圖3—21若選用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中滑塊3作機(jī)架（圖3-16c），即演化成移43（3）變化雙移動(dòng)副機(jī)構(gòu)的機(jī)架在圖3-15和圖3-22a所示的具有兩個(gè)移動(dòng)副的四桿機(jī)構(gòu)中，是選擇滑塊4作為機(jī)架的，稱之為正弦機(jī)構(gòu)，這種機(jī)構(gòu)在印刷機(jī)械、紡織機(jī)械、機(jī)床中均得到廣泛地應(yīng)用，例如機(jī)床變速箱操縱機(jī)構(gòu)、縫紉機(jī)中針桿機(jī)構(gòu)（圖3—22d）；

圖3—22圖3-15（3）變化雙移動(dòng)副機(jī)構(gòu)的機(jī)架在圖3-15和圖3-22a所示