常用機(jī)構(gòu)四連桿機(jī)構(gòu)

會(huì)計(jì)學(xué)1常用機(jī)構(gòu)四連桿機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：四個(gè)運(yùn)動(dòng)副均為轉(zhuǎn)動(dòng)副組成：機(jī)架、連桿、連架桿機(jī)架：固定不動(dòng)的構(gòu)件——AD連架桿：直接與機(jī)架相連的構(gòu)件

——AB、CD連桿：不與機(jī)架相連的構(gòu)件—BC曲柄：能作整周轉(zhuǎn)動(dòng)的連架桿搖桿：不能作整周轉(zhuǎn)動(dòng)的連架桿1B2C31B2C34AD連桿連架桿連架桿機(jī)架1234ABCD曲柄搖桿(擺桿)(周轉(zhuǎn)副)(擺轉(zhuǎn)副)第1頁(yè)/共41頁(yè)按連架桿不同運(yùn)動(dòng)形式分：(1)

曲柄搖桿機(jī)構(gòu)(2)

雙曲柄機(jī)構(gòu)(3)

雙搖桿機(jī)構(gòu)連桿連架桿連架桿1234ABCD4AD23２作機(jī)架曲柄搖桿機(jī)構(gòu)14AD23３作機(jī)架雙搖桿機(jī)構(gòu)4AD1231作機(jī)架雙曲柄機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)4AD123第2頁(yè)/共41頁(yè)(1)

曲柄搖桿機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：連架桿1為曲柄，3為搖桿舉例：攪拌器機(jī)構(gòu)

雷達(dá)天線機(jī)構(gòu)1234用途：改變運(yùn)動(dòng)形式回轉(zhuǎn)——遙感擺動(dòng)搖桿擺動(dòng)——回轉(zhuǎn)第3頁(yè)/共41頁(yè)(2)雙曲柄機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：二連架桿均為曲柄舉例：振動(dòng)篩機(jī)構(gòu)變速第4頁(yè)/共41頁(yè)特殊雙曲柄機(jī)構(gòu)：平行四邊形機(jī)構(gòu)特點(diǎn)：二曲柄等速運(yùn)動(dòng)不確定問題反平行四邊形機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：二曲柄轉(zhuǎn)向相反車門開閉機(jī)構(gòu)第5頁(yè)/共41頁(yè)(3)雙搖桿機(jī)構(gòu)

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：二連架桿均為搖桿舉例:

鶴式起重機(jī)第6頁(yè)/共41頁(yè)特殊機(jī)構(gòu)等腰梯形機(jī)構(gòu)實(shí)例:

汽車前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)第7頁(yè)/共41頁(yè)(1)曲柄存在條件ABCDabcdf設(shè)

AB為曲柄,且

a<d.由△BCD:b+c>f、b+f>c、c+f>b以

fmax=a+d

，fmin=d

-

a

代入并整理得：b+c>a+d、b+d>a+c、c+d>a+b并可得:

a<b

、

a<c

、a<d.（以曲柄搖桿機(jī)構(gòu)為例）曲柄存在的條件：(1)最短桿與最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度之和小于或等于其余兩桿長(zhǎng)度和。(2)曲柄是最短桿。3鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)類型的判別：第8頁(yè)/共41頁(yè)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)類型的判別：當(dāng)Lmax+LminL(其余兩桿長(zhǎng)度之和)時(shí)最短桿是連架桿之一——曲柄搖桿機(jī)構(gòu)最短桿是機(jī)架——雙曲柄機(jī)構(gòu)最短桿是連桿——雙搖桿機(jī)構(gòu)當(dāng)Lmax+Lmin>L(其余兩桿長(zhǎng)度之和)時(shí)

——雙搖桿機(jī)構(gòu)曲柄存在的條件：(1)最短桿與最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度之和小于或等于其余兩桿長(zhǎng)度之和(2)曲柄是最短桿。第9頁(yè)/共41頁(yè)連桿連架桿連架桿1234ABCD機(jī)構(gòu)演化方法

改變桿件長(zhǎng)度，用移動(dòng)副取代回轉(zhuǎn)副擴(kuò)大回轉(zhuǎn)副變更機(jī)架等二、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化第10頁(yè)/共41頁(yè)1B2C34AD曲線導(dǎo)軌曲柄滑塊機(jī)構(gòu)lCD

e01B24AC3偏置式曲柄滑塊機(jī)構(gòu)對(duì)心式曲柄滑塊機(jī)構(gòu)1B24AC3e3D1B2C4A對(duì)CD桿等效轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)動(dòng)副變成移動(dòng)副（1）改變桿件長(zhǎng)度——曲柄滑塊機(jī)構(gòu)第11頁(yè)/共41頁(yè)e——偏心距e=0為曲柄滑塊機(jī)構(gòu)e≠0為偏置曲柄滑塊運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：

曲柄的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換為滑塊的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)（如空壓機(jī)）或?qū)⒒瑝K的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)變換為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（如內(nèi)燃機(jī)）。第12頁(yè)/共41頁(yè)（2）選不同構(gòu)件作機(jī)架曲柄滑塊機(jī)構(gòu)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)變更機(jī)架曲柄滑塊機(jī)構(gòu)例導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)例曲柄搖塊機(jī)構(gòu)移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)（定塊機(jī)構(gòu)）曲柄搖塊機(jī)構(gòu)移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)第13頁(yè)/共41頁(yè)C234C234C234C234C234C234C234C234C234C234C234C234C234C234C234C234C234AB123C423C423C423C423C423C423C423C423C423C423C423C432C4AB1導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)

將曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中的曲柄作為機(jī)架，既變?yōu)閷?dǎo)桿機(jī)構(gòu)。轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)：BC>AB導(dǎo)桿可作360o回轉(zhuǎn)

擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)：

BC<AB

導(dǎo)桿在小于360o范圍內(nèi)擺動(dòng)。（牛頭刨床的主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)）第14頁(yè)/共41頁(yè)(3)擴(kuò)大回轉(zhuǎn)副曲柄滑塊機(jī)構(gòu)(擴(kuò)大回轉(zhuǎn)副)偏心輪機(jī)構(gòu)——偏心輪機(jī)構(gòu)

曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，將曲柄上的轉(zhuǎn)動(dòng)副B的半徑擴(kuò)大至超過曲柄的長(zhǎng)度，曲柄變成一個(gè)幾何中心與回轉(zhuǎn)中心不重合的圓盤，稱為偏心輪。提高偏心軸的強(qiáng)度和剛度、簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)第15頁(yè)/共41頁(yè)偏心輪用在：曲柄銷承受較大沖擊載荷、曲柄長(zhǎng)度較短及需要裝在直軸中部的機(jī)器之中的機(jī)構(gòu)中.還如：腳踏砂輪機(jī)構(gòu)顎式破碎機(jī)。第16頁(yè)/共41頁(yè)三、平面四桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)特性急回特性死點(diǎn)位置壓力角和傳動(dòng)角第17頁(yè)/共41頁(yè)當(dāng)回程所用時(shí)間小于工作行程所用時(shí)間時(shí)，稱該機(jī)構(gòu)具有急回特征極位夾角：

對(duì)應(yīng)從動(dòng)桿的兩個(gè)極限位置,主動(dòng)件兩相應(yīng)位置所夾銳角.急回特性分析：1=C1=1t1=1800+2=1t2=1800-t1>t2,v2>v1行程速比系數(shù)K急回特征K=1,無(wú)急回特性q↑K↑急回特征越顯著1jB2C212v2v1慢快急回特性的應(yīng)用例：牛頭刨工作要求B1C14ABCD231第18頁(yè)/共41頁(yè)

壓力角FVa從動(dòng)桿(運(yùn)動(dòng)輸出件)受力點(diǎn)的力作用線與該點(diǎn)速度方位線所夾銳角.(不考慮摩擦)傳動(dòng)角gagddg=dg=

1800-d壓力角的余角.(連桿軸線與從動(dòng)桿軸線所夾銳角)壓力角和傳動(dòng)角gg(3)

傳力特性第19頁(yè)/共41頁(yè)g傳動(dòng)不利，設(shè)計(jì)時(shí)規(guī)定4050通常，機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)過程中傳動(dòng)角是變化的，最小值在哪？第20頁(yè)/共41頁(yè)最小傳動(dòng)角minDdBACabc=0cos=1cosmin=180°cos=–1cosmax分析

min或

max可能最小

曲柄搖桿機(jī)構(gòu),當(dāng)曲柄主動(dòng)時(shí),在曲柄與機(jī)架共線的兩個(gè)位置之一,傳動(dòng)角最小.第21頁(yè)/共41頁(yè)死點(diǎn):傳動(dòng)角為零g=0(連桿與從動(dòng)件共線),機(jī)構(gòu)頂死死點(diǎn)B1C1B2C24ABCD231=00=00=00C2B2=00BACB1C１第22頁(yè)/共41頁(yè)利用構(gòu)件慣性力實(shí)例:家用縫紉機(jī)采用多套機(jī)構(gòu)錯(cuò)位排列實(shí)例:蒸汽機(jī)車車輪聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)蒸汽機(jī)車兩側(cè)利用錯(cuò)位排列的兩套曲柄滑塊機(jī)構(gòu)使車輪聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過死點(diǎn)克服死點(diǎn)的措施

GG’EFE’F’第23頁(yè)/共41頁(yè)實(shí)例:夾具飛機(jī)起落架機(jī)構(gòu)死點(diǎn)的利用=00第24頁(yè)/共41頁(yè)2-3

平面四桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及其設(shè)計(jì)一、平面四桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)二、平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)第25頁(yè)/共41頁(yè)一、平面四桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)全低副（面接觸），承受沖擊力，易潤(rùn)滑，不易磨損運(yùn)動(dòng)副結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易加工運(yùn)動(dòng)規(guī)律多樣化、點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡多樣化運(yùn)動(dòng)副累積誤差大，效率低慣性力難以平衡，不宜用于高速不能精確實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)計(jì)算較復(fù)雜123ABC4機(jī)架連桿連架桿A1B2C3D44A12B3C56DE第26頁(yè)/共41頁(yè)設(shè)計(jì)類型1.實(shí)現(xiàn)連桿給定位置2.實(shí)現(xiàn)預(yù)定運(yùn)動(dòng)規(guī)律例如:從動(dòng)件的急回運(yùn)動(dòng)特性3.實(shí)現(xiàn)預(yù)定運(yùn)動(dòng)軌跡方法：解析法、作圖法、實(shí)驗(yàn)法二.

平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)第27頁(yè)/共41頁(yè)如實(shí)現(xiàn)預(yù)定的連桿位置要求機(jī)構(gòu)能引導(dǎo)剛體（一般為連桿）通過一系列給定位置例：飛機(jī)起落架機(jī)構(gòu):要求實(shí)現(xiàn)機(jī)輪放下和收起兩個(gè)位置鑄造翻砂機(jī)構(gòu):要求實(shí)現(xiàn)兩個(gè)翻轉(zhuǎn)位置1.實(shí)現(xiàn)連桿給定位置機(jī)構(gòu)第28頁(yè)/共41頁(yè)●D設(shè)計(jì)

已知活動(dòng)鉸點(diǎn)B、C中心位置，求固定鉸鏈A、D中心位置。B1C1B2C2四桿機(jī)構(gòu)AB1C1D為所求.A●第29頁(yè)/共41頁(yè)實(shí)現(xiàn)連桿給定的三個(gè)位置B1C1B2C2B3C3AD四桿機(jī)構(gòu)AB1C1D

為所求.第30頁(yè)/共41頁(yè)2.具有急回特性的機(jī)構(gòu)第31頁(yè)/共41頁(yè)B2C2按給定的K值,設(shè)計(jì)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)1）給定

K、y、LCDABCDqO2qyq=——

180°K-1K+1①分析.900-

qB1ADC1第32頁(yè)/共41頁(yè)C2DC1y900-

q2qOAEBCAC1=BC-ABAC2=BC+ABAB=—————AC2-AC12BC=—————AC2+AC12曲柄搖桿機(jī)構(gòu)ABCD

為所求.②設(shè)計(jì).以mL

=…作圖.LAB=

mLAB

=

、LBC=

mLBC=.……q=——

1800=K-1K+1…第33頁(yè)/共41頁(yè)2）給定

K、y、LCD

、[g

].C2DC1yABCC3B3gming2

>gminA0①分析.第34頁(yè)/共41頁(yè)②設(shè)計(jì).C2DC1y2q

[g]A