1、第第2章章 平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)21平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及其應(yīng)用平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及其應(yīng)用22 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本特性平面四桿機(jī)構(gòu)的基本特性23 平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)21 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及其應(yīng)用平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及其應(yīng)用要求：掌握鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及基本型式要求：掌握鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及基本型式 重點(diǎn)：鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及基本型式重點(diǎn)：鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及基本型式 1 1、應(yīng)用實(shí)例：、應(yīng)用實(shí)例：內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃機(jī)、鶴式吊鶴式吊、火車輪火車輪、手動沖床手動沖床、牛頭刨床牛頭刨床、橢圓橢圓儀儀、機(jī)械手爪機(jī)械手爪、開窗戶支撐、公共汽車開關(guān)門、折疊傘、開窗戶支撐、公共汽

2、車開關(guān)門、折疊傘、折疊床、折疊床、 單車制動操作機(jī)構(gòu)等。單車制動操作機(jī)構(gòu)等。特征特征：有一作平面運(yùn)動的構(gòu)件，稱為連桿。有一作平面運(yùn)動的構(gòu)件，稱為連桿。特點(diǎn)：特點(diǎn)： 采用低副。面接觸、承載大、便于潤采用低副。面接觸、承載大、便于潤滑、不易磨損、形狀簡單、易加工、容易獲得較滑、不易磨損、形狀簡單、易加工、容易獲得較高的制造精度。高的制造精度。改變桿的相對長度，從動件運(yùn)動規(guī)律不同。改變桿的相對長度，從動件運(yùn)動規(guī)律不同。連桿曲線豐富?？蓾M足不同要求。連桿曲線豐富?？蓾M足不同要求。2、平面四桿機(jī)構(gòu)平面四桿機(jī)構(gòu)：若干低副（轉(zhuǎn)動、移動）連若干低副（轉(zhuǎn)動、移動）連接組成的平面機(jī)構(gòu)。接組成的平面機(jī)構(gòu)。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)

3、：構(gòu)件和運(yùn)動副多，累積誤差大、運(yùn)動精構(gòu)件和運(yùn)動副多，累積誤差大、運(yùn)動精度低、效率低度低、效率低。產(chǎn)生動載荷（慣性力），不適合高速。產(chǎn)生動載荷（慣性力），不適合高速。設(shè)計(jì)復(fù)雜，難以實(shí)現(xiàn)精確的軌跡。設(shè)計(jì)復(fù)雜，難以實(shí)現(xiàn)精確的軌跡。3、分類、分類:平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)空間連桿機(jī)構(gòu)空間連桿機(jī)構(gòu)常以構(gòu)件數(shù)命名：常以構(gòu)件數(shù)命名：四桿機(jī)構(gòu)四桿機(jī)構(gòu)、多桿機(jī)構(gòu)多桿機(jī)構(gòu)。本章重點(diǎn)內(nèi)容介紹本章重點(diǎn)內(nèi)容介紹平面四桿機(jī)構(gòu)。平面四桿機(jī)構(gòu)。平面四桿機(jī)構(gòu)分為：平面四桿機(jī)構(gòu)分為：1）全轉(zhuǎn)動副的）全轉(zhuǎn)動副的-鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)；鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)； 2）含一個(gè)移動副的）含一個(gè)移動副的-四桿機(jī)構(gòu)；四桿機(jī)構(gòu)； 3）含兩個(gè)移動副的含兩個(gè)移動副的

4、-四桿機(jī)構(gòu)；四桿機(jī)構(gòu)；一、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)一、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)1 1、平面、平面鉸鏈鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)四桿機(jī)構(gòu)定義定義：全部用：全部用轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)動副連接的平面連接的平面四桿機(jī)構(gòu)。四桿機(jī)構(gòu)。P21P21圖圖2-1. 2-1. 機(jī)架機(jī)架 連架桿連架桿 連桿連桿名詞解釋：名詞解釋：曲柄曲柄作作整周整周定軸回轉(zhuǎn)的構(gòu)件；定軸回轉(zhuǎn)的構(gòu)件；連桿連桿作平面運(yùn)動的構(gòu)件；作平面運(yùn)動的構(gòu)件；連架桿連架桿與機(jī)架相聯(lián)的構(gòu)件；與機(jī)架相聯(lián)的構(gòu)件；搖桿搖桿作定軸作定軸擺擺動的構(gòu)件；動的構(gòu)件；周轉(zhuǎn)副周轉(zhuǎn)副能作能作360360度相對回轉(zhuǎn)的運(yùn)動副；度相對回轉(zhuǎn)的運(yùn)動副；擺轉(zhuǎn)副擺轉(zhuǎn)副只能作有限角度擺動的運(yùn)動副。只能作有限角度擺動的運(yùn)動副。曲柄曲柄連桿

5、連桿搖桿搖桿與機(jī)架組成整轉(zhuǎn)副的連架桿稱為與機(jī)架組成整轉(zhuǎn)副的連架桿稱為曲柄曲柄；與機(jī)架組成與機(jī)架組成擺動副的連架桿稱為擺動副的連架桿稱為搖桿搖桿2 2、鉸鏈鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)四桿機(jī)構(gòu)三種基本型式三種基本型式（按連架桿是曲柄還是搖桿分）按連架桿是曲柄還是搖桿分）1）曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)例例2：牛頭刨床橫向自動給進(jìn)機(jī)構(gòu)：牛頭刨床橫向自動給進(jìn)機(jī)構(gòu)P22圖圖2-2例例1 1：圖：圖2-1a2-1a鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。A-整轉(zhuǎn)副，整轉(zhuǎn)副，D-擺動擺動副，連架桿副，連架桿1-曲柄曲柄，連架桿，連架桿3-搖桿搖桿。B-必為整轉(zhuǎn)必為整轉(zhuǎn)副，副，C-必為擺動副。必為擺動副。 通常曲柄為通常曲柄為原動件原動件，

6、作，作勻速轉(zhuǎn)動勻速轉(zhuǎn)動； 搖桿為搖桿為從動件從動件，作，作變速往復(fù)擺動變速往復(fù)擺動。特征：特征：曲柄搖桿；曲柄搖桿；作用：作用：將曲柄的整周回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)閾u桿的往復(fù)擺將曲柄的整周回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)閾u桿的往復(fù)擺動。如雷達(dá)天線動。如雷達(dá)天線俯仰角的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。俯仰角的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云ABC1243DABDC12432 2）雙曲柄機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)例例1：圖：圖2-1b鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。A、B為整轉(zhuǎn)副，為整轉(zhuǎn)副，1為機(jī)架，兩連架桿為機(jī)架，兩連架桿2、4均為曲柄的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)。均為曲柄的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)。作用：作用：將等速回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)閷⒌人倩剞D(zhuǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)榈人俚人倩蚧蜃兯?/p>

7、變速回轉(zhuǎn)?；剞D(zhuǎn)。雷達(dá)天線俯仰機(jī)構(gòu)雷達(dá)天線俯仰機(jī)構(gòu)曲柄主動曲柄主動應(yīng)用實(shí)例：應(yīng)用實(shí)例：旋轉(zhuǎn)式葉片泵旋轉(zhuǎn)式葉片泵通常主動曲柄做通常主動曲柄做等速轉(zhuǎn)動等速轉(zhuǎn)動，從動曲柄做，從動曲柄做變速轉(zhuǎn)動變速轉(zhuǎn)動。例例3：雷達(dá)天線俯仰角的雷達(dá)天線俯仰角的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄曲柄1緩慢地勻速轉(zhuǎn)動，通過連桿緩慢地勻速轉(zhuǎn)動，通過連桿2使搖桿使搖桿3在一定的角度范圍內(nèi)搖動，從而調(diào)整天在一定的角度范圍內(nèi)搖動，從而調(diào)整天線俯仰角的大小。線俯仰角的大小。設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云A AD DC CB B1 12 23 34 4旋轉(zhuǎn)式葉片泵旋轉(zhuǎn)式葉片泵A AD DC CB B1 12 23 3由相位依次相差由相位依次相差9

8、0 的四個(gè)雙曲的四個(gè)雙曲柄機(jī)構(gòu)組成。曲柄柄機(jī)構(gòu)組成。曲柄1等角速度順時(shí)等角速度順時(shí)針轉(zhuǎn)動時(shí)，連桿針轉(zhuǎn)動時(shí)，連桿2帶動從動曲柄帶動從動曲柄3作周期性變速轉(zhuǎn)動，因此，相鄰作周期性變速轉(zhuǎn)動，因此，相鄰兩從動曲柄間夾角也周期性變化。兩從動曲柄間夾角也周期性變化。設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云ABCD耕地耕地料斗料斗DCAB耕地耕地料斗料斗DCAB實(shí)例：實(shí)例：火車輪火車輪、攝影平臺攝影平臺特例：特例：平行四邊形機(jī)構(gòu)平行四邊形機(jī)構(gòu)AB = CD特征：特征：其連桿與機(jī)架等長，且其連桿與機(jī)架等長，且兩曲柄轉(zhuǎn)向相同，長度相等。兩曲柄轉(zhuǎn)向相同，長度相等。BC = ADABDCADBCBC播種機(jī)料

9、斗機(jī)構(gòu)、播種機(jī)料斗機(jī)構(gòu)、天平天平設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云FAEDGBCABEFDCG平行四邊形機(jī)構(gòu)當(dāng)四個(gè)鉸鏈中心處于同一直線上平行四邊形機(jī)構(gòu)當(dāng)四個(gè)鉸鏈中心處于同一直線上時(shí)，出現(xiàn)運(yùn)動不確定。時(shí)，出現(xiàn)運(yùn)動不確定。采用兩組機(jī)構(gòu)錯(cuò)開排列。采用兩組機(jī)構(gòu)錯(cuò)開排列。設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云3 3）雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu) 特征：特征：兩個(gè)搖桿兩個(gè)搖桿例例1 1： P24 圖圖2-1d，C、D為擺動副，因?yàn)閿[動副，因3位機(jī)架，位機(jī)架，連架桿連架桿2、4均為搖桿。均為搖桿。例例3 3、等腰梯形機(jī)構(gòu)等腰梯形機(jī)構(gòu)汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu) P24P24汽車轉(zhuǎn)彎汽車轉(zhuǎn)彎與前輪軸固連的兩搖桿擺角與前輪

10、軸固連的兩搖桿擺角b b、不等，等腰梯形機(jī)不等，等腰梯形機(jī)構(gòu)可滿足構(gòu)可滿足-整個(gè)車身繞整個(gè)車身繞P P點(diǎn)轉(zhuǎn)動時(shí)，四個(gè)車輪都能在地面上純滾點(diǎn)轉(zhuǎn)動時(shí)，四個(gè)車輪都能在地面上純滾動。動。P P兩前輪軸線的交點(diǎn)與后輪軸線的延長線的交點(diǎn)。兩前輪軸線的交點(diǎn)與后輪軸線的延長線的交點(diǎn)。倒置機(jī)構(gòu)（自看）倒置機(jī)構(gòu)（自看）例例2、飛機(jī)起落架機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖、飛機(jī)起落架機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖-P24著陸前，著陸輪著陸前，著陸輪1從機(jī)翼從機(jī)翼4放出；起飛后收回。動作由原動搖桿放出；起飛后收回。動作由原動搖桿3，通過連桿通過連桿2、從動搖桿、從動搖桿5帶動著陸輪實(shí)現(xiàn)。帶動著陸輪實(shí)現(xiàn)。二、含有一個(gè)移動副的四桿機(jī)構(gòu)二、含有一個(gè)移動副的四桿機(jī)

11、構(gòu)（認(rèn)識）（認(rèn)識）1 1、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)（、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)（P24P24講過）講過） 對心對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)；偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)；偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。 應(yīng)用：活塞式內(nèi)燃機(jī)，空氣壓縮機(jī)，沖床。應(yīng)用：活塞式內(nèi)燃機(jī)，空氣壓縮機(jī)，沖床。2、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)改變曲柄滑塊機(jī)構(gòu)固定構(gòu)件演化來的改變曲柄滑塊機(jī)構(gòu)固定構(gòu)件演化來的（P25圖圖2-10） 轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)；擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)；擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) 應(yīng)用：牛頭刨床，插床，回轉(zhuǎn)式油泵。應(yīng)用：牛頭刨床，插床，回轉(zhuǎn)式油泵。3、插塊機(jī)構(gòu)和定塊機(jī)構(gòu)（、插塊機(jī)構(gòu)和定塊機(jī)構(gòu)（P25圖圖2-10） 三、含有兩個(gè)移動副的四桿機(jī)構(gòu)（雙滑塊機(jī)構(gòu)）三、含有兩個(gè)移動副的四桿機(jī)

12、構(gòu)（雙滑塊機(jī)構(gòu)）P26P26圖圖14-17 14-17 （認(rèn)識）（認(rèn)識） 分四種形式：分四種形式：1 1）兩個(gè)移動副不相鄰；）兩個(gè)移動副不相鄰；2 2）兩個(gè)移動副相鄰；且其兩個(gè)移動副相鄰；且其中一個(gè)與機(jī)架相關(guān)聯(lián)；中一個(gè)與機(jī)架相關(guān)聯(lián)；3）兩個(gè)移動副相鄰，且均不機(jī)架相關(guān)聯(lián)；）兩個(gè)移動副相鄰，且均不機(jī)架相關(guān)聯(lián)；4）兩個(gè)移動副相都與機(jī)架相關(guān)聯(lián)。兩個(gè)移動副相都與機(jī)架相關(guān)聯(lián)。四、具有偏心輪的四桿機(jī)構(gòu)四、具有偏心輪的四桿機(jī)構(gòu) P27P27圖圖2-18 2-18 （認(rèn)識）（認(rèn)識）五、四桿機(jī)構(gòu)的擴(kuò)展五、四桿機(jī)構(gòu)的擴(kuò)展 P27圖圖2-18 （認(rèn)識）（認(rèn)識）設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存

13、云設(shè)計(jì)：潘存云(1)(1) 改變構(gòu)件的形狀和運(yùn)動尺寸改變構(gòu)件的形狀和運(yùn)動尺寸鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化偏心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)偏心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)雙滑塊機(jī)構(gòu)雙滑塊機(jī)構(gòu) 正弦機(jī)構(gòu)正弦機(jī)構(gòu)s=l sin l設(shè)計(jì)：潘存云(2)(2)改變運(yùn)動副的尺寸改變運(yùn)動副的尺寸(3)(3)選不同的構(gòu)件為機(jī)架選不同的構(gòu)件為機(jī)架偏心輪機(jī)構(gòu)偏心輪機(jī)構(gòu)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)314A2BC曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)314A2BC設(shè)計(jì)：潘存云應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例B234C1A自卸卡車舉升機(jī)構(gòu)自卸卡車舉升機(jī)構(gòu)(3)

14、(3)選不同的構(gòu)件為機(jī)架選不同的構(gòu)件為機(jī)架ACB1234應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例B34C1A2應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例4A1B23C應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例13C4AB2應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例A1C234B導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)314A2BC曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)314A2BC搖塊機(jī)構(gòu)搖塊機(jī)構(gòu)314A2BC設(shè)計(jì)：潘存云(3)(3)選不同的構(gòu)件為機(jī)架選不同的構(gòu)件為機(jī)架314A2BC直動滑桿機(jī)構(gòu)直動滑桿機(jī)構(gòu)手搖唧筒手搖唧筒這種通過選擇不同構(gòu)件作為機(jī)架以獲得不同機(jī)構(gòu)的這種通過選擇不同構(gòu)件作為機(jī)架以獲得不同機(jī)構(gòu)的方法稱為：方法稱為：機(jī)構(gòu)的倒置機(jī)構(gòu)的倒置BC3214A導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)314A2BC曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)314A2BC搖

15、塊機(jī)構(gòu)搖塊機(jī)構(gòu)314A2BCABC3214例：選擇雙滑塊機(jī)構(gòu)中的不同構(gòu)件例：選擇雙滑塊機(jī)構(gòu)中的不同構(gòu)件 作為機(jī)架可得不同的機(jī)構(gòu)作為機(jī)架可得不同的機(jī)構(gòu)橢圓儀機(jī)構(gòu)橢圓儀機(jī)構(gòu)1234正弦機(jī)構(gòu)正弦機(jī)構(gòu)3214設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云牛頭刨床牛頭刨床應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例:ABDC1243C2C1小型刨床小型刨床ABDCE12345622 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本特性平面四桿機(jī)構(gòu)的基本特性要求：要求：1、明確四桿機(jī)構(gòu)的、明確四桿機(jī)構(gòu)的曲柄曲柄存在條件。存在條件。 2、熟悉鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)壓力角、傳動角、行、熟悉鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)壓力角、傳動角、行程速度變化系數(shù)和死點(diǎn)位置等概念。程速度變化系數(shù)和死點(diǎn)位置等概念。 重點(diǎn)重點(diǎn): 鉸

16、鏈四桿機(jī)構(gòu)有鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)有整轉(zhuǎn)副整轉(zhuǎn)副的條件。的條件。難點(diǎn)：難點(diǎn)：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)主要特性曲柄搖桿機(jī)構(gòu)主要特性(急回壓力角和傳急回壓力角和傳動角死點(diǎn)位置動角死點(diǎn)位置) 基本特性基本特性-運(yùn)動特性運(yùn)動特性和和傳力特性傳力特性。一、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)有整轉(zhuǎn)副條件一、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)有整轉(zhuǎn)副條件鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中是否有整轉(zhuǎn)副，取決于機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中是否有整轉(zhuǎn)副，取決于機(jī)構(gòu)各桿相對長度各桿相對長度和機(jī)架選擇和機(jī)架選擇。分析分析1曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)：分析：分析鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)有整轉(zhuǎn)副條件。鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)有整轉(zhuǎn)副條件。如圖如圖a：1曲柄，曲柄，2連桿，連桿，3 搖桿，搖桿，4機(jī)架，各桿長度機(jī)架，各桿長度l1、l2、l3、

17、l4。圖中最短桿。圖中最短桿1為曲柄，為曲柄， 、 、 和和 分別為相鄰兩分別為相鄰兩桿間夾角。桿間夾角。 曲柄曲柄1整周轉(zhuǎn)動時(shí)，曲柄與相鄰兩桿夾角整周轉(zhuǎn)動時(shí)，曲柄與相鄰兩桿夾角 、 變化范變化范圍圍0 360 ；搖桿與相鄰兩桿夾角；搖桿與相鄰兩桿夾角 、 變化范圍變化范圍360 。（1）?。┤∽疃虠U相鄰構(gòu)件最短桿相鄰構(gòu)件為機(jī)架時(shí)，為機(jī)架時(shí)，最短桿最短桿為為曲柄曲柄，另一連架桿，另一連架桿3為為搖桿搖桿，故圖，故圖a所示兩個(gè)機(jī)構(gòu)均為所示兩個(gè)機(jī)構(gòu)均為曲柄搖桿曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)。（2）?。┤∽疃虠U最短桿為機(jī)架，其連架桿為機(jī)架，其連架桿2和和4均為均為曲柄曲柄，故圖，故圖b所示為所示為雙雙曲柄曲柄機(jī)

18、構(gòu)。機(jī)構(gòu)。（3）取）取最短桿的對邊最短桿的對邊為機(jī)架，兩連架桿和都不能作整周轉(zhuǎn)動，為機(jī)架，兩連架桿和都不能作整周轉(zhuǎn)動，故圖故圖c所示為所示為雙搖桿雙搖桿機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)。 據(jù)相對運(yùn)動原理，連桿據(jù)相對運(yùn)動原理，連桿2和機(jī)和機(jī)架架4相對曲柄相對曲柄1也是整周轉(zhuǎn)動；也是整周轉(zhuǎn)動；而相對搖桿而相對搖桿3作作 360 擺動。擺動。 當(dāng)桿長度不變而取當(dāng)桿長度不變而取不同桿不同桿為機(jī)架時(shí)，可得到不同類型為機(jī)架時(shí)，可得到不同類型鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。如：鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。如：a)b) c)分析分析2：右圖所示右圖所示.為保證曲柄為保證曲柄1整周回轉(zhuǎn)，曲柄必整周回轉(zhuǎn)，曲柄必須能通過與連桿共線的兩個(gè)位須能通過與連桿共線的兩個(gè)位置置

19、AB1和和AB2。1）曲柄處于）曲柄處于AB1位置時(shí)，形成位置時(shí)，形成三角形三角形AC1D。根據(jù)三角形兩邊。根據(jù)三角形兩邊之和大于第三邊，得之和大于第三邊，得L4（l 2-l1）+l 3 及及 l 3l4+(l2-l1) 即：即：l 1+ l4l3+l 2； l 1+ l 3l 2+l 4 2）曲柄處于）曲柄處于AB2位置時(shí)，形成三角形位置時(shí)，形成三角形AC2D。存在以下。存在以下關(guān)系：關(guān)系：l 1+ l 2l4+ l3 上三式兩兩相加得：上三式兩兩相加得： l 1l 2 l 1l 3 l 1l 4設(shè)計(jì)：潘存云l1l2l4l3CBAD平面平面四桿機(jī)構(gòu)四桿機(jī)構(gòu)具有具有整轉(zhuǎn)副整轉(zhuǎn)副可能存在可能存在

20、曲柄。曲柄。桿桿1 1為曲柄，作整周回轉(zhuǎn)，必有兩次與機(jī)架共線為曲柄，作整周回轉(zhuǎn)，必有兩次與機(jī)架共線l2(l4 l1)+ l3則由則由BCD可得：可得：三角形任意兩邊之和大于第三邊則由則由B”C”D可得：可得：l1+ l4 l2 + l3l3(l4 l1)+ l2AB為最短桿為最短桿最長桿與最短桿的長度之和其他兩桿長度之和 l1+ l2 l3 + l4C”l1l2l4l3ADl4- - l1將以上三式兩兩相加得：將以上三式兩兩相加得： l1 l2, l1 l3, l1 l4 l1+ l3 l2 + l4設(shè)計(jì)：潘存云2.連架桿或機(jī)架之一為最短桿。連架桿或機(jī)架之一為最短桿?？芍寒?dāng)滿足桿長條件時(shí)，其

21、最短桿參與構(gòu)成的轉(zhuǎn)動可知：當(dāng)滿足桿長條件時(shí)，其最短桿參與構(gòu)成的轉(zhuǎn)動副都是整轉(zhuǎn)副。副都是整轉(zhuǎn)副。曲柄存在的條件：曲柄存在的條件：1. 最長桿與最短桿的長度之和應(yīng)最長桿與最短桿的長度之和應(yīng)其他兩桿長度之和其他兩桿長度之和此時(shí)，鉸鏈此時(shí)，鉸鏈A為整轉(zhuǎn)副。為整轉(zhuǎn)副。若取若取BC為機(jī)架，則結(jié)論相同，可知鉸鏈為機(jī)架，則結(jié)論相同，可知鉸鏈B也是整轉(zhuǎn)副。也是整轉(zhuǎn)副。 稱為稱為桿長條件桿長條件。ABCDl1l2l3l4作者：潘存云教授當(dāng)滿足桿長條件時(shí)，說明存在整轉(zhuǎn)副，當(dāng)選擇不同的構(gòu)當(dāng)滿足桿長條件時(shí)，說明存在整轉(zhuǎn)副，當(dāng)選擇不同的構(gòu)件作為機(jī)架時(shí)，可得不同的機(jī)構(gòu)。如：件作為機(jī)架時(shí)，可得不同的機(jī)構(gòu)。如： 曲柄搖桿曲柄搖

22、桿1 1 、曲柄搖桿曲柄搖桿2 2 、雙曲柄雙曲柄、 雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)。結(jié)論結(jié)論：1）鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)（曲柄搖桿機(jī)構(gòu)）中有整轉(zhuǎn)副的條件：）鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)（曲柄搖桿機(jī)構(gòu)）中有整轉(zhuǎn)副的條件：最短桿與最長桿長度之和小于或等于其余兩桿長度之和；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）整轉(zhuǎn)整轉(zhuǎn)副副是由最短桿（曲柄）與其鄰邊組成的。是由最短桿（曲柄）與其鄰邊組成的。連架桿、整轉(zhuǎn)副連架桿、整轉(zhuǎn)副處于機(jī)架上處于機(jī)架上才能形成曲柄，因此，有整轉(zhuǎn)副的鉸才能形成曲柄，因此，有整轉(zhuǎn)副的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)是否存在曲柄，還應(yīng)據(jù)選擇哪一個(gè)桿為鏈四桿機(jī)構(gòu)是否存在曲柄，還應(yīng)據(jù)選擇哪一個(gè)桿為機(jī)架機(jī)架判斷。判斷。1）最短桿為

23、機(jī)架）最短桿為機(jī)架-機(jī)架上有兩個(gè)整轉(zhuǎn)副機(jī)架上有兩個(gè)整轉(zhuǎn)副-得得雙曲柄機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)2）最短桿鄰邊為機(jī)架）最短桿鄰邊為機(jī)架-機(jī)架上只有一個(gè)整轉(zhuǎn)副機(jī)架上只有一個(gè)整轉(zhuǎn)副-得得曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)3） 最短桿的對邊為機(jī)架最短桿的對邊為機(jī)架-機(jī)架上無整轉(zhuǎn)副機(jī)架上無整轉(zhuǎn)副-得得雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu) 如果鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)如果鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)最短桿與最長桿最短桿與最長桿長度之和大于其余兩桿長度長度之和大于其余兩桿長度之和，則該機(jī)構(gòu)中不存在整轉(zhuǎn)副，無論哪個(gè)構(gòu)件作機(jī)架只能是雙搖之和，則該機(jī)構(gòu)中不存在整轉(zhuǎn)副，無論哪個(gè)構(gòu)件作機(jī)架只能是雙搖桿機(jī)構(gòu)。桿機(jī)構(gòu)。二二. .急回特性急回特性曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，曲柄轉(zhuǎn)一周有兩

24、次與連桿中，曲柄轉(zhuǎn)一周有兩次與連桿BCBC共線，共線，該兩位置鉸鏈該兩位置鉸鏈中心中心A與與C的距離的距離AC1、AC2分別最短和最長，因而，分別最短和最長，因而，C1D、C2D分分別為搖桿別為搖桿CD兩個(gè)極限位置，兩個(gè)極限位置，簡稱極位。簡稱極位。搖桿在兩極限位置的夾角搖桿在兩極限位置的夾角 稱為搖桿的擺角。稱為搖桿的擺角。 曲柄由曲柄由AB1順時(shí)針轉(zhuǎn)到順時(shí)針轉(zhuǎn)到AB2時(shí)，曲柄轉(zhuǎn)角時(shí)，曲柄轉(zhuǎn)角 1=180+ ，搖桿由極位，搖桿由極位C1D擺到極位擺到極位C2D，搖，搖桿擺角桿擺角 ；曲柄順時(shí)針再轉(zhuǎn)過；曲柄順時(shí)針再轉(zhuǎn)過 2=180- 時(shí)，搖時(shí)，搖桿由位置桿由位置C2D擺回到位置擺回到位置C1D

25、，其擺角仍，其擺角仍 。搖桿來回?cái)[動擺角相同，但對應(yīng)曲柄轉(zhuǎn)角卻不等搖桿來回?cái)[動擺角相同，但對應(yīng)曲柄轉(zhuǎn)角卻不等( 12)。當(dāng)曲柄。當(dāng)曲柄勻速轉(zhuǎn)動時(shí)勻速轉(zhuǎn)動時(shí),對應(yīng)時(shí)間不等對應(yīng)時(shí)間不等(t1t2)，即搖桿往復(fù)擺動快慢不同。，即搖桿往復(fù)擺動快慢不同。11180KK急回運(yùn)動特性可用急回運(yùn)動特性可用行程速度變化系數(shù)行程速度變化系數(shù)K表示，即表示，即 為為搖桿搖桿處于兩極限位置對應(yīng)處于兩極限位置對應(yīng)曲柄曲柄所夾銳角，稱所夾銳角，稱極位夾角。極位夾角。整理后，得極位夾角計(jì)算公式：整理后，得極位夾角計(jì)算公式：分析可知：分析可知： 越大，越大，K值越大，急回運(yùn)動性質(zhì)越顯著，機(jī)構(gòu)運(yùn)動平穩(wěn)值越大，急回運(yùn)動性質(zhì)越顯著

26、，機(jī)構(gòu)運(yùn)動平穩(wěn)性越差。設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)據(jù)工作要求，恰當(dāng)選擇性越差。設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)據(jù)工作要求，恰當(dāng)選擇K值。值。 一般機(jī)械中一般機(jī)械中1K2。 令搖桿自令搖桿自C1D擺至擺至C2D為為工作行程工作行程，這時(shí)鉸鏈，這時(shí)鉸鏈C平均速度平均速度V1=C1C2/t1；搖桿自搖桿自C2D擺回?cái)[回C1D為為空回行程空回行程，這時(shí)，這時(shí)C點(diǎn)平均速度點(diǎn)平均速度V2=C1C2/t2，V190BCD90時(shí)，時(shí)， 180- BCD 此位置一定是：此位置一定是：主動件與機(jī)架共線兩處之一。主動件與機(jī)架共線兩處之一。當(dāng)當(dāng)BCDBCD最小或最大時(shí)，都有可能出現(xiàn)最小或最大時(shí)，都有可能出現(xiàn)minmin由余弦定律有：由余弦定律有： B B1

27、 1C C1 1D Darccosarccosl42 2 + + l32 2-(-(l4 - - l1) )2 2/2/2l2 l3若若B B1 1C C1 1D90D90, ,則則1 1B B1 1C C1 1D D BB2 2C C2 2D Darccosarccosl42 2 + + l32 2-(-(l4 - - l1) )2 2/2/2l2 l3若若B B2 2C C2 2D90D90, , 則則2 2180180-B-B2 2C C2 2D DminminBB1 1C C1 1D, 180D, 180-B-B2 2C C2 2DDminmin設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云F3. .死點(diǎn)位

28、置死點(diǎn)位置機(jī)構(gòu)傳動角為零的的位置。機(jī)構(gòu)傳動角為零的的位置。搖桿搖桿3 3為為原原動件，動件，曲柄曲柄1為為從動件，則當(dāng)搖桿擺到極限從動件，則當(dāng)搖桿擺到極限位置位置C1D和和C2D時(shí)，連桿時(shí)，連桿2與與曲柄曲柄1共線，從動件傳動角共線，從動件傳動角 0力經(jīng)過鉸鏈中心力經(jīng)過鉸鏈中心A A，此力對，此力對A A點(diǎn)不產(chǎn)生力矩，因此點(diǎn)不產(chǎn)生力矩，因此不能不能使曲柄轉(zhuǎn)使曲柄轉(zhuǎn)動動。稱此位置為：稱此位置為： “死點(diǎn)死點(diǎn)”。避免措施：對從動曲柄施加外力；利用飛輪及構(gòu)件自身的慣性作用。避免措施：對從動曲柄施加外力；利用飛輪及構(gòu)件自身的慣性作用。如如火車輪機(jī)構(gòu)火車輪機(jī)構(gòu); ;兩組機(jī)構(gòu)錯(cuò)開排列，兩組機(jī)構(gòu)錯(cuò)開排列，靠

29、靠飛輪的慣性飛輪的慣性（如內(nèi)燃機(jī)、縫紉機(jī)等）。（如內(nèi)燃機(jī)、縫紉機(jī)等）。0 0F0 0C2此時(shí)，連桿加給曲柄的此時(shí)，連桿加給曲柄的“死點(diǎn)死點(diǎn)”位置位置使機(jī)構(gòu)從動件出現(xiàn)卡死或運(yùn)動不確定現(xiàn)象。使機(jī)構(gòu)從動件出現(xiàn)卡死或運(yùn)動不確定現(xiàn)象。C1設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云工件工件ABCD1234PABCD1234工件工件P鉆孔夾具鉆孔夾具=0=0TABDC飛機(jī)起落架飛機(jī)起落架ABCD=0=0F也可以利用死點(diǎn)進(jìn)行工作也可以利用死點(diǎn)進(jìn)行工作：飛機(jī)起落架、鉆夾具起落架、鉆夾具等。等。23 平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求：要求：掌握平面四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的圖解法（按給定掌握平面四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的圖解法（按給定的連桿長度和

30、連桿的兩個(gè)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)、按的連桿長度和連桿的兩個(gè)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)、按給定的行程速度變化系數(shù)設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)）。給定的行程速度變化系數(shù)設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)）。 重點(diǎn)及難點(diǎn)：重點(diǎn)及難點(diǎn)：平面四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的圖解法平面四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的圖解法 平面四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)：平面四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)：根據(jù)給定運(yùn)動條根據(jù)給定運(yùn)動條件確定機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的尺寸參數(shù)。件確定機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的尺寸參數(shù)。 為使機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠合理，還應(yīng)考慮幾何條為使機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠合理，還應(yīng)考慮幾何條件和動力條件（如件和動力條件（如min ）。 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本問題（舉例講解）連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本問題（舉例講解） 機(jī)構(gòu)選型機(jī)構(gòu)選型根據(jù)給定的運(yùn)動要求選擇

31、機(jī)根據(jù)給定的運(yùn)動要求選擇機(jī) 構(gòu)的類型；（曲柄連桿、曲構(gòu)的類型；（曲柄連桿、曲柄滑塊等）柄滑塊等）尺度綜合尺度綜合確定各構(gòu)件的尺度參數(shù)確定各構(gòu)件的尺度參數(shù)(長度長度 尺寸尺寸)。 同時(shí)要滿足其他輔助條件：同時(shí)要滿足其他輔助條件：a)結(jié)構(gòu)條件（如要求有曲柄、桿長比恰當(dāng)、結(jié)構(gòu)條件（如要求有曲柄、桿長比恰當(dāng)、 運(yùn)動副結(jié)構(gòu)合理等）運(yùn)動副結(jié)構(gòu)合理等）;b)動力條件（如動力條件（如minmin）;c)運(yùn)動連續(xù)性條件等。運(yùn)動連續(xù)性條件等。(間歇運(yùn)動）間歇運(yùn)動）設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云ADCB飛機(jī)起落架飛機(jī)起落架BC三類設(shè)計(jì)要求：三類設(shè)計(jì)要求：1)滿足預(yù)定的運(yùn)動規(guī)律滿足預(yù)定的運(yùn)動規(guī)律，兩連架桿轉(zhuǎn)角對應(yīng)。，兩連架

32、桿轉(zhuǎn)角對應(yīng)。 如如: 飛機(jī)起落架、函數(shù)機(jī)構(gòu)。飛機(jī)起落架、函數(shù)機(jī)構(gòu)。函數(shù)機(jī)構(gòu)函數(shù)機(jī)構(gòu)要求兩連架桿的轉(zhuǎn)角要求兩連架桿的轉(zhuǎn)角滿足函數(shù)滿足函數(shù) y=logxxy=logxABCD設(shè)計(jì)：潘存云1)滿足預(yù)定的運(yùn)動規(guī)律滿足預(yù)定的運(yùn)動規(guī)律，兩連架桿轉(zhuǎn)角對應(yīng)，如，兩連架桿轉(zhuǎn)角對應(yīng)，如: 飛機(jī)起落架飛機(jī)起落架、函數(shù)機(jī)構(gòu)。函數(shù)機(jī)構(gòu)。前者要求兩連架桿轉(zhuǎn)角對應(yīng)，后者要求急回運(yùn)動2)滿足預(yù)定的連桿位置要求，如滿足預(yù)定的連桿位置要求，如鑄造翻箱機(jī)構(gòu)。鑄造翻箱機(jī)構(gòu)。要求連桿在兩個(gè)位置要求連桿在兩個(gè)位置垂直地面且相差垂直地面且相差180 CBABDC設(shè)計(jì)：潘存云QABCDE設(shè)計(jì)：潘存云鶴式起重機(jī)鶴式起重機(jī)攪拌機(jī)構(gòu)攪拌機(jī)構(gòu)要求連

33、桿上要求連桿上E點(diǎn)的軌點(diǎn)的軌跡為一條卵形曲線跡為一條卵形曲線要求連桿上要求連桿上E點(diǎn)的軌點(diǎn)的軌跡為一條水平直線跡為一條水平直線QCBADE1)滿足預(yù)定的運(yùn)動規(guī)律滿足預(yù)定的運(yùn)動規(guī)律，兩連架桿轉(zhuǎn)角對應(yīng)，如，兩連架桿轉(zhuǎn)角對應(yīng)，如: 飛機(jī)起落架飛機(jī)起落架、函數(shù)機(jī)構(gòu)。函數(shù)機(jī)構(gòu)。2)滿足預(yù)定的連桿位置要求，如滿足預(yù)定的連桿位置要求，如鑄造翻箱機(jī)構(gòu)。鑄造翻箱機(jī)構(gòu)。3)滿足預(yù)定的軌跡要求，如滿足預(yù)定的軌跡要求，如: 鶴式起重機(jī)鶴式起重機(jī)、攪拌機(jī)攪拌機(jī)等。等。給定的設(shè)計(jì)條件：給定的設(shè)計(jì)條件：1)幾何條件幾何條件（給定（給定連架桿連架桿或或連桿連桿的位置）的位置）2)運(yùn)動條件運(yùn)動條件（給定（給定K）3)動力條件動

34、力條件（給定（給定minmin）設(shè)計(jì)方法：設(shè)計(jì)方法：圖解法、解析法、實(shí)驗(yàn)法圖解法、解析法、實(shí)驗(yàn)法作圖法直觀；解析法比較精確；實(shí)驗(yàn)法常需試湊。作圖法直觀；解析法比較精確；實(shí)驗(yàn)法常需試湊。生產(chǎn)要求多樣，給定條件各不相同，主要有兩類問題：生產(chǎn)要求多樣，給定條件各不相同，主要有兩類問題： 1）按照給定從動件的運(yùn)動規(guī)律（位移、速度、加速）按照給定從動件的運(yùn)動規(guī)律（位移、速度、加速度）設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)；度）設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)； 2）按照給定點(diǎn)的運(yùn)動軌跡設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)。）按照給定點(diǎn)的運(yùn)動軌跡設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)。一、按給定的行程速度變化系數(shù)一、按給定的行程速度變化系數(shù)K設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)急回運(yùn)動四桿機(jī)構(gòu)，需先給定設(shè)計(jì)

35、急回運(yùn)動四桿機(jī)構(gòu)，需先給定行程速度變化系數(shù)行程速度變化系數(shù)K，后據(jù)機(jī)構(gòu)，后據(jù)機(jī)構(gòu)在極限位置幾何關(guān)系，結(jié)合輔助條件確定機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖尺寸參數(shù)。在極限位置幾何關(guān)系，結(jié)合輔助條件確定機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖尺寸參數(shù)。設(shè)計(jì)：潘存云E 1) 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)（例（例1）計(jì)算計(jì)算極位夾角極位夾角 180(K-1)/(K+1);已知：已知：CD桿長桿長l3 ，擺角，擺角及及K，設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu)。設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu)。（設(shè)計(jì)實(shí)質(zhì)：確（設(shè)計(jì)實(shí)質(zhì)：確定鉸鏈中心定鉸鏈中心A點(diǎn)的位置，定出其點(diǎn)的位置，定出其它三桿的尺寸。）它三桿的尺寸。）步驟：步驟：任取一點(diǎn)任取一點(diǎn)D，由搖桿長，由搖桿長l3及擺角及擺角作搖桿兩個(gè)極限位置作搖桿兩個(gè)極限位置

36、C1D、C2D。作等腰三角形，腰長。作等腰三角形，腰長CD，夾角為，夾角為;連接連接C1C2。作。作C2PC1C2，作，作C1P使使C2C1P=90,交于交于P;作作P P C1C2的外接圓，則的外接圓，則A A點(diǎn)必在此圓上。點(diǎn)必在此圓上。 90-PC1C2DAB1B2 因因A點(diǎn)為點(diǎn)為C1PC2外接圓上任意一點(diǎn)，若僅按行程速外接圓上任意一點(diǎn)，若僅按行程速度變化系數(shù)度變化系數(shù)K設(shè)計(jì)，可得設(shè)計(jì)，可得無窮無窮多解。多解。 欲獲得良好的傳動質(zhì)量，可按最小傳動角最優(yōu)或其欲獲得良好的傳動質(zhì)量，可按最小傳動角最優(yōu)或其他輔助條件來確定他輔助條件來確定A點(diǎn)的位置。點(diǎn)的位置。在此圓周上任在此圓周上任取一點(diǎn)取一點(diǎn)A

37、 A為曲柄的固定鉸鏈中心，連為曲柄的固定鉸鏈中心，連接接ACAC1 1、ACAC2 2 ，得，得C1PC2= C1AC2=。設(shè)曲柄為設(shè)曲柄為l1 ，連桿為，連桿為l2 ，因極限位置曲柄與連桿共，因極限位置曲柄與連桿共線，得線，得: : A A C1= = l1+ +l2,A,A C2= =l2- - l1= = l1 =( A A C1A A C2)/ 2，l2 =( A C1+A C2)/ 2由圖得由圖得AD= l4 設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云ADmn=D2) 擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)（例（例2）分析：分析：由于極位夾角由于極位夾角與與導(dǎo)桿擺角導(dǎo)桿擺角相等，設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu)時(shí)，僅需要確定曲相等，設(shè)計(jì)

38、此機(jī)構(gòu)時(shí)，僅需要確定曲柄柄 a。計(jì)算計(jì)算180180(K-1)/(K+1);(K-1)/(K+1);任選固定鉸鏈中心任選固定鉸鏈中心D，以夾角，以夾角作出作出導(dǎo)桿兩極限位置導(dǎo)桿兩極限位置Dm、Dn。 作擺角作擺角的角分線的角分線AD，并在線上取，并在線上取AD=d，得固定鉸鏈中心，得固定鉸鏈中心A的位置。的位置。過過A A點(diǎn)作導(dǎo)桿極限位置的垂線點(diǎn)作導(dǎo)桿極限位置的垂線ABAB，既得，既得曲柄長度曲柄長度: : a=dsin(a=dsin(/2)/2)。=Ad已知：已知：機(jī)架長度機(jī)架長度d，K，設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu)。設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu)。aB設(shè)計(jì)：潘存云E222ae3) 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)（自習(xí)）曲柄滑塊機(jī)構(gòu)（自習(xí)）H已知

39、已知K K，滑塊行程，滑塊行程H H，偏，偏距距e e，設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu) 。計(jì)算計(jì)算: 180180(K-1)/(K+1);(K-1)/(K+1);作作C1 C2 H H作射線作射線C1O O 使使C2C1O=90, , 以以O(shè) O為圓心，為圓心，C1O O為半徑作圓。為半徑作圓。以以A A為圓心，為圓心，A A C1為半徑作弧交于為半徑作弧交于E,E,得：得：同同P33P33（6 6）作射線作射線C2O O使使C1C2 O=90。 作偏距線作偏距線e e，交圓弧于，交圓弧于A A，即為所求。，即為所求。C1C29090-o9090-Al1 =EC2/ 2l2 = A = A C2EC2

40、/ 2CBABDC二、按給定連桿位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)二、按給定連桿位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)：一個(gè)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)翻臺兩個(gè)工翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)：一個(gè)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)翻臺兩個(gè)工作位置。作位置。 已知：連桿已知：連桿3的長度的長度l3=BC及兩個(gè)位置及兩個(gè)位置BC和和B C ，要確定連架桿與機(jī)架組成的固定鉸鏈中心，要確定連架桿與機(jī)架組成的固定鉸鏈中心A和和D的位置，并求其余三桿長度的位置，并求其余三桿長度l1、l2和和l4。分析：因連桿分析：因連桿3上上B、C兩點(diǎn)的運(yùn)動軌跡分別為以兩點(diǎn)的運(yùn)動軌跡分別為以A、D為圓心的圓為圓心的圓弧，所以弧，所以A、D分別位于分別位于B B和和CC的垂直平分線上。的垂直平分線上。

41、步驟：步驟：1）據(jù)給定條件，繪出連桿）據(jù)給定條件，繪出連桿3兩個(gè)位置兩個(gè)位置BC和和BC 。2）連接）連接B和和B 、C和和C，并作，并作BB、CC的垂直平分線上的垂直平分線上b12、c12。3）因）因A、D分別在分別在b12、c12兩直線上任意選取，故有無窮多解。兩直線上任意選取，故有無窮多解。實(shí)際設(shè)計(jì)考慮輔助條件，如最小轉(zhuǎn)動角、桿尺寸允許范圍或其他結(jié)實(shí)際設(shè)計(jì)考慮輔助條件，如最小轉(zhuǎn)動角、桿尺寸允許范圍或其他結(jié)構(gòu)要求等。本機(jī)構(gòu)要求構(gòu)要求等。本機(jī)構(gòu)要求A、D兩點(diǎn)在同一水平線上，且兩點(diǎn)在同一水平線上，且AD=BC。據(jù)該附加條件可唯一確定據(jù)該附加條件可唯一確定A、D位置，并作出位于位置位置，并作出位

42、于位置的所求的所求四桿機(jī)構(gòu)四桿機(jī)構(gòu)ABCD。 b12c12設(shè)計(jì)：潘存云a)給定連桿兩組位置給定連桿兩組位置有唯一解。有唯一解。B2C2AD將鉸鏈將鉸鏈A、D分別選在分別選在B1B2，C1C2連線的垂連線的垂直平分線上任意位置都能滿足設(shè)計(jì)要求。直平分線上任意位置都能滿足設(shè)計(jì)要求。b)給定連桿上鉸鏈給定連桿上鉸鏈BC的三組位置的三組位置有無窮多組解。有無窮多組解。ADB2C2B3C3ADB1C1B1C1已知連桿長度已知連桿長度b和它的三個(gè)位置和它的三個(gè)位置B1C1、B2C2、B3C3，設(shè)計(jì)該鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。，設(shè)計(jì)該鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。因在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，連架桿因在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，連架桿1和和3 分分別繞兩

43、固定鉸鏈別繞兩固定鉸鏈A、D轉(zhuǎn)動，連桿上點(diǎn)轉(zhuǎn)動，連桿上點(diǎn)B的三個(gè)位置的三個(gè)位置B1、B2、B3位于同一圓周上，位于同一圓周上，其圓心即固定鉸鏈其圓心即固定鉸鏈A位置。分別連接位置。分別連接B1、B2及及B2、B3，作兩連線各自中垂線，交，作兩連線各自中垂線，交點(diǎn)即為固定鉸鏈點(diǎn)即為固定鉸鏈A。同理，求得連架桿。同理，求得連架桿3的固定鉸鏈的固定鉸鏈D的位置的位置AD即為機(jī)架長度。即為機(jī)架長度。AB1C1D即為所求四桿機(jī)構(gòu)。即為所求四桿機(jī)構(gòu)。設(shè)計(jì)：潘存云xyABCD1234三、按給定兩連架桿對應(yīng)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)三、按給定兩連架桿對應(yīng)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu) 機(jī)構(gòu)各桿長度按同一比例增減時(shí)，機(jī)構(gòu)各桿長度按同一

44、比例增減時(shí)，各桿轉(zhuǎn)角間關(guān)系不變，只需確定各桿相各桿轉(zhuǎn)角間關(guān)系不變，只需確定各桿相l(xiāng)1l2l3l4 l1 coc + l2 cos = l3 cos + l4 l1 sin + l2 sin = l3 sin 1、解析法求解：、解析法求解：已知連架桿已知連架桿AB、CD的的三對對應(yīng)位置三對對應(yīng)位置 1、 1， 2、 2和和 3、 3，要，要確定各桿長度確定各桿長度l1、l2、l3和和l4。對長度。取對長度。取l1=1，則機(jī)構(gòu)待求參數(shù)只有三個(gè)。該機(jī)構(gòu)四個(gè)桿組成封，則機(jī)構(gòu)待求參數(shù)只有三個(gè)。該機(jī)構(gòu)四個(gè)桿組成封閉多邊形。取各桿在閉多邊形。取各桿在x、y軸上的投影，得關(guān)系式：軸上的投影，得關(guān)系式：（l1+

45、l2=l3+l4）令：令：l1 =1得：得：l2 cos = l4 l3 cos cos l2 sin = l3 sin sin 消去消去整理得：整理得：coscos l3 cos cos(- -) l3l4l42+ l32+1- l222l4P2則：則：coccocP0 cos P1 cos( ) P2上式即為兩連架桿轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系式。上式即為兩連架桿轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系式。代入兩連架桿的三組對應(yīng)轉(zhuǎn)角參數(shù)，得方程組：代入兩連架桿的三組對應(yīng)轉(zhuǎn)角參數(shù)，得方程組：令: P0P1coccoc1P0 cos1 P1 cos(1 1 ) P2coccoc2P0 cos2 P1 cos(2 2 ) P2cocc

46、oc3P0 cos3 P1 cos(3 3 ) P2可求系數(shù)可求系數(shù): :P0 、P1、P2及及: : l2 、 l3、 l4 將相對桿長乘任意比例系數(shù)，所得機(jī)構(gòu)都能滿足轉(zhuǎn)角要求。若將相對桿長乘任意比例系數(shù)，所得機(jī)構(gòu)都能滿足轉(zhuǎn)角要求。若給定兩組對應(yīng)位置，則有無窮多組解。給定兩組對應(yīng)位置，則有無窮多組解。舉例：舉例：設(shè)計(jì)一四桿機(jī)構(gòu)滿足連架桿三組對應(yīng)位置：設(shè)計(jì)一四桿機(jī)構(gòu)滿足連架桿三組對應(yīng)位置：1 1 1 1 2 2 2 2 3 3 3 34545 50 50 90 90 80 80 135 135 110 1101 11 13 33 3代入方程得：代入方程得： cos90cos90 =P =P0

47、0cos80cos80 +P +P1 1cos(80cos(80-90-90) +P) +P2 2 cos135cos135=P=P0 0cos110cos110+P+P1 1cos(110cos(110-135-135)+P)+P2 2 解得相對長度解得相對長度: : P P0 0 =1.533, P =1.533, P1 1=-1.0628, P=-1.0628, P2 2=0.7805=0.7805各桿相對長度為：各桿相對長度為：選定構(gòu)件選定構(gòu)件l1的長度之后，可求得其余桿的絕對長度。的長度之后，可求得其余桿的絕對長度。 cos45 cos45 =P =P0 0cos50cos50 +P +P1 1cos(50cos(50-45-45) +P) +P2 2B1C1ADB2C2B3C32 22 2l1= =1 1l4 =- - l3 / P1 =1.442l2 =(=(l42+ l32+1-2l3P P2 2 )1/2 = =1.7831.783 l3 = P P0 0 = = 1.553, 設(shè)計(jì)：潘存云D2、實(shí)驗(yàn)法設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)、實(shí)驗(yàn)法設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)當(dāng)給定連架桿位置超過三對當(dāng)給定連架桿位置超過三對時(shí)，一般不可能有精確解。時(shí)，一般不可能有精確解。只能用優(yōu)化或試湊的方