1-曲柄搖桿機構(gòu)

第八章平面連桿機構(gòu)及其設(shè)計§8-1連桿機構(gòu)及其傳動特點

連桿機構(gòu)(linkages)是一種應(yīng)用十分廣泛的機構(gòu)，連桿機構(gòu)的共同特點是其原動件的運動都要經(jīng)過一個不直接與機架相聯(lián)的中間構(gòu)件才能傳動從動件，這個不直接與機架相聯(lián)的中間構(gòu)件稱為連桿，而把具有連桿的這些機構(gòu)統(tǒng)稱為連桿機構(gòu)。

優(yōu)點:1)其運動副為低副面接觸，壓力較小，可以承受較大的載荷。便于潤滑，不易產(chǎn)生大的磨損，幾何形狀較簡單，便于加工制造。2)從動件能實現(xiàn)各種預(yù)期的運動規(guī)律。3)連桿上各不同點的軌跡是各種不同形狀的，從而可以得到各種不同形狀的曲線，我們可以利用這些曲線來滿足不同軌跡的要求。

缺點:1)有較長的運動鏈，使連桿機構(gòu)產(chǎn)生較大的積累誤差，降低機械效率。2)連桿及滑塊的質(zhì)心都在作變速運動，它們所產(chǎn)生的慣性力難于用一般的平衡方法加以消除，增加機構(gòu)的動載荷。所以連桿機構(gòu)一般不宜用于高速傳動。

連桿機構(gòu)在實際中用處較多,如圖8-1,a中的機械手驅(qū)動機構(gòu),圖8-1,b中的溜冰鞋剎車機構(gòu)和圖8-1,c中的夾子驅(qū)動機構(gòu)。圖8-1,a圖8-1,b圖8-1,c§8-2平面四桿機構(gòu)的類型和應(yīng)用一、平面四桿機構(gòu)的基本型式如圖所示的鉸鏈四桿機構(gòu)(所有運動副都是回轉(zhuǎn)副的四桿機構(gòu))是平面四桿機構(gòu)的基本型式，其他型式的四桿機構(gòu)可看作是在它的基礎(chǔ)上通過演化而成的。AD為機架，AB.CD為連架桿，BC為連桿。在連架桿中，能作整周回轉(zhuǎn)的稱為曲柄，只能在一定范圍內(nèi)擺動的則稱為搖桿。1.曲柄搖桿機構(gòu)在鉸鏈四桿機構(gòu)中,若兩個連架桿中一個為曲柄,另一個為搖桿,則此四桿機構(gòu)稱為曲柄搖桿機構(gòu)(carnk-rockermeghanism)；當(dāng)曲柄為原動件,搖桿為從動件時,可將曲柄的連續(xù)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)變成搖桿的往復(fù)擺動。若以搖桿為原動件時,可將搖桿的擺動轉(zhuǎn)變?yōu)榍恼苻D(zhuǎn)動。該機構(gòu)在實際中多有應(yīng)用。如圖8-2,8-3所示。2.雙曲柄機構(gòu)在鉸鏈四桿機構(gòu)中,若兩個這架桿都是曲柄,則稱為雙曲柄機構(gòu)(double-crankmechanism)。在雙曲柄機構(gòu)中,若其相對兩桿平行且相等,則成為平行四邊形機構(gòu)。3.雙搖桿機構(gòu)鉸鏈四桿機構(gòu)中兩連架桿都是搖桿,則稱為雙搖桿機構(gòu)(double-rockermechanism)。圖8-7圖8-8二、平面四桿機構(gòu)的演化型式1.改變構(gòu)件的形狀和運動尺寸在圖8-9,圖b所示的曲線導(dǎo)軌的曲柄滑塊機構(gòu)可看成是由圖a所示的曲柄搖桿機構(gòu)中所演化而來。其中搖桿DC可由饒D點沿軌道β運動的滑塊3所替代。當(dāng)將搖桿3的長度增至無窮大,則鉸鏈c運動的軌跡β將變?yōu)橹本€,而與之相應(yīng)的圖b中的曲線導(dǎo)軌將變?yōu)橹本€導(dǎo)軌,于是鉸鏈四桿機構(gòu)將演化成為常見的曲柄滑塊機構(gòu),如圖8-9,d所示。其中圖c所示為具有一偏距e的偏置曲柄滑塊機構(gòu)(offsetslider-crankmechanism)；圖b所示為沒有偏距的對心曲柄滑塊機構(gòu)。圖8-9在圖8-9,d所示的曲柄滑塊機構(gòu)中，由于鉸鏈B相對于鉸鏈c運動的軌跡為αα圓弧，所以如將連桿2作成滑塊形式，并使之沿滑塊3上的圓弧導(dǎo)軌αα運動(如圖8-10，a所示)，此時已演化成為一種具有兩個滑塊的四桿機構(gòu)。設(shè)將圖8-9,d所示曲柄滑塊機構(gòu)中的連桿2的長度增至無窮長.則圓弧導(dǎo)軌α將成為直線，于是該機構(gòu)將演化成為圖8-10,b所示的所謂正弦機構(gòu)。圖8-102.改變運動副的尺寸在圖8-11,a所示的曲柄滑塊機構(gòu)中,當(dāng)曲柄AB的尺寸較小時,由于結(jié)構(gòu)的需要,常將曲柄改作成如圖b所示的一個幾何中心不與回轉(zhuǎn)中心相重合的圓盤,此圓盤稱為偏心輪,這種機構(gòu)則稱為偏心輪機構(gòu)。3.選用不同的構(gòu)件為機架圖6—19圖8-12圖8-11在圖8-12,a所示的曲柄滑塊機構(gòu)中,若改選構(gòu)件AB為機架,如圖b所示,則稱為導(dǎo)桿機構(gòu)。在導(dǎo)桿機構(gòu)中,如果導(dǎo)桿能作整周轉(zhuǎn)動,則稱為回轉(zhuǎn)導(dǎo)桿機構(gòu)。如果導(dǎo)桿僅能在某一角度范圍內(nèi)往復(fù)擺動,則稱為擺動導(dǎo)桿機構(gòu)。如果在圖8-12,a所示的曲柄滑塊機構(gòu)中,改選構(gòu)件BC為機架(如圖c),則將演化成為曲柄搖塊機構(gòu)。在圖8-12,a所示的曲柄滑塊機構(gòu)中改選滑塊為機架(圖d),則將演化為直動滑桿機構(gòu)。①最短桿與最長桿長度之和小于或等于其余兩桿長度之和；②連架桿與機架中必有一桿為最短桿。一、曲柄存在條件cbda+￡+cadb+-￡)(badc+-￡)(曲柄存在條件§8-3有關(guān)平面四桿機構(gòu)的一些基本知識構(gòu)件1為機架取不同構(gòu)件為機架時的鉸鏈四桿機構(gòu)型式構(gòu)件4為機架構(gòu)件2為機架構(gòu)件3為機架二、急回特性極位夾角——當(dāng)從動搖桿處于左、右兩極限位置時,主動曲柄兩位置所夾的銳角θ搖桿的擺角——從動搖桿兩極限位置間的夾角ψ急回特性——當(dāng)曲柄等速轉(zhuǎn)動時,搖桿往復(fù)擺動的平均速度不同的運動特性。急回特性的相對程度,通常用v2與v1的比值K來衡量,K稱為行程速比系數(shù)。行程速比系數(shù)K傳動角γ——壓力角的余角。三、壓力角和傳動角壓力角α——從動件受力點（C點）的受力方向與受力點的速度方向之間所夾的銳角。設(shè)計條件如何確定γmin？γmin可能發(fā)生在主動曲柄與機架兩次共線（AB′,AB″）的位置之一處,即處?！鰽BD△BCD結(jié)論四、死點位置死點位置——在搖桿CD為主動件的曲柄搖桿機構(gòu)中,連桿BC與從動曲柄AB出現(xiàn)兩次共線的位置。特征——γ=0°（α=90°）死點的缺陷死點的利用死點的缺陷順利通過死點位置的措施:①利用系統(tǒng)的慣性；②利用特殊機構(gòu)蒸汽機車驅(qū)動輪聯(lián)動機構(gòu)——

利用機構(gòu)錯位排列縫紉機踏板機構(gòu)——利用慣性死點的利用快速夾具飛機起落架§8-4平面四桿機構(gòu)的設(shè)計一、連桿機構(gòu)設(shè)計的基本問題連桿機構(gòu)設(shè)計的基本問題是根據(jù)給定的運動要求選定機構(gòu)的型式,并確定其各構(gòu)件的尺度參數(shù)。為了使機構(gòu)設(shè)計得合理、可靠,通常還需要滿足結(jié)構(gòu)條件(如要求存在曲柄、桿長比適當(dāng)、運動副結(jié)構(gòu)合理等)、動力條件(如最小傳動角)和運動連續(xù)條件等。根據(jù)機械的用途和性能要求等的不同，對連扦機構(gòu)設(shè)計的要求是多種多樣的，但設(shè)計要求，一般可歸納為以下三類問題:

(1)滿足預(yù)定的連桿位置要求。(2)滿足預(yù)定的運動規(guī)律要求。(3)滿足預(yù)定的軌跡要求。

二、圖解設(shè)計法（一）按照連桿的一系列位置設(shè)計四桿機構(gòu)

1.按照連桿的二個位置設(shè)計四桿機構(gòu)2.按照連桿的三個對應(yīng)位置設(shè)計鉸鏈四桿機構(gòu)（二）按照連架桿的一系列對應(yīng)位置設(shè)計四桿機構(gòu)（三）按行程速比系數(shù)設(shè)計四桿機構(gòu)

（四）按照連桿曲線設(shè)計四桿機構(gòu)B1C1B2C2b12c12AD1.按照連桿的二個位置設(shè)計四桿機構(gòu)無窮多解2.按照連桿的三個對應(yīng)位置設(shè)計鉸鏈四桿機構(gòu)ADB1C1B2C2B3C3b12c12b23c23唯一解（二）按照連架桿的一系列對應(yīng)位置設(shè)計四桿機構(gòu)

反轉(zhuǎn)法的原理

按照連架桿的三組對應(yīng)位置設(shè)計四桿機構(gòu)

反轉(zhuǎn)法的原理按兩連架桿預(yù)定的對應(yīng)位置設(shè)計四桿機構(gòu)按連桿預(yù)定位置設(shè)計四桿機構(gòu)

按照連架桿的三組對應(yīng)位置設(shè)計四桿機構(gòu)鉸鏈四桿機構(gòu)（三）按行程速