了解常用四桿機(jī)構(gòu)的基本類型和應(yīng)用。 對(duì)急回特性、傳動(dòng)角、壓力角、死點(diǎn)位置等有明確概念。,內(nèi) 容 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型 平面四桿機(jī)構(gòu)的演化 平面四桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及設(shè)計(jì),第2節(jié) 平面鉸鏈四連桿機(jī)構(gòu),一、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu),平面連桿機(jī)構(gòu)的基本型式是鉸鏈四桿機(jī)構(gòu) 其余四桿機(jī)構(gòu)均是由鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)演化而成的,鉸鏈四桿機(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,連桿,連架桿,連架桿,機(jī)架,曲柄,搖桿(擺桿),(周轉(zhuǎn)副),(擺轉(zhuǎn)副),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),曲柄搖桿機(jī)構(gòu),(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),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),(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,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(wèn)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),(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),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),(1) 曲柄存在條件,f,設(shè) AB 為曲柄, 且 a<d .,由 BCD :,b+cf 、,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：,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+LminL(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。,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,曲線導(dǎo)軌曲柄滑塊機(jī)構(gòu),e 0,偏置式曲柄滑塊機(jī)構(gòu),對(duì)心式曲柄滑塊機(jī)構(gòu),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),e 偏心距 e =0 為曲柄滑塊機(jī)構(gòu) e0 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)）。,（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),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)： BCAB 導(dǎo)桿可作360回轉(zhuǎn),擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)： BC<AB 導(dǎo)桿在小于360范圍內(nèi)擺動(dòng)。 （牛頭刨床的主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)）,(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(guò)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),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)。,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,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 = C 1 = 1 t1 =1800 + 2 = 1 t2 =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 qK急回特征越顯著,急回特性的應(yīng)用例：牛頭刨工作要求,壓力角,a,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,g = d,g = 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,(3) 傳力特性,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(guò)程中傳動(dòng)角是變化的，最小值在哪？,最小傳動(dòng)角 min,D,d, =0 cos =1 cos min =180 cos = 1 cos max,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.,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),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(guò)死點(diǎn),克服死點(diǎn)的措施,實(shí)例:夾具 飛機(jī)起落架機(jī)構(gòu),死點(diǎn)的利用,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),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,機(jī)架,連桿,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),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(guò)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), 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。,B1,C1,B2,C2,四桿機(jī)構(gòu) AB1C1D 為所求.,A ,實(shí)現(xiàn)連桿給定的三個(gè)位置,B1,C1,B2,C2,B3,C3,A,D,四桿機(jī)構(gòu) AB1C1D 為所求.,2.具有急回特性的機(jī)構(gòu),按給定的 K 值,設(shè)計(jì)曲柄搖桿機(jī)構(gòu),1） 給定 K、y、LCD,q,2q, 分析.,900 - q,900 - q,2q,A,E,B,C,AC1=BC-AB,AC2=BC+AB,曲柄搖桿機(jī)構(gòu) ABCD 為所求., 設(shè)計(jì).,2） 給定 K、y、LCD 、 g .,gmin,g2 gmin,A0, 分析., 設(shè)計(jì).,gmin 須不小于 g .,實(shí)現(xiàn)預(yù)定軌跡的設(shè)計(jì) 即要求機(jī)構(gòu)中連桿上某點(diǎn)的軌跡能與給定的曲線相一致,或能通過(guò)給定曲線上的若干有系列的點(diǎn),如:攪拌器機(jī)構(gòu)要求連桿上某點(diǎn)按攪拌特點(diǎn)生成某種軌跡,3實(shí)現(xiàn)預(yù)定運(yùn)動(dòng)軌跡機(jī)構(gòu),實(shí)驗(yàn)法、 圖譜法、 解析法.,設(shè)計(jì),連桿曲線圖譜,作業(yè): 3-1,3-2,3-3,