1、機械基礎(chǔ)機械基礎(chǔ) 連桿機構(gòu)是由若干剛性構(gòu)件用低副連接而成的連桿機構(gòu)是由若干剛性構(gòu)件用低副連接而成的平面機構(gòu)平面機構(gòu),又稱低副機構(gòu)。又稱低副機構(gòu)。2.1.1 特點特點1.優(yōu)點優(yōu)點1）各構(gòu)件以低副相連）各構(gòu)件以低副相連,壓強小壓強小,易于潤滑易于潤滑,磨損??；磨損小；2.1 平面連桿機構(gòu)基本類型平面連桿機構(gòu)基本類型 及其應(yīng)用及其應(yīng)用2）能由本身幾何形狀保持接觸能由本身幾何形狀保持接觸;3）制造方便，精度高；）制造方便，精度高；4）構(gòu)件運動形式的多樣性，實現(xiàn)多種多樣的運動軌跡。）構(gòu)件運動形式的多樣性，實現(xiàn)多種多樣的運動軌跡。2.缺點缺點1）機構(gòu)復(fù)雜）機構(gòu)復(fù)雜,傳動積累誤差較大（只能近似實現(xiàn)給傳動積累

2、誤差較大（只能近似實現(xiàn)給定的運動規(guī)律）；定的運動規(guī)律）；2）設(shè)計計算比較復(fù)雜；）設(shè)計計算比較復(fù)雜；3）作復(fù)雜運動和往復(fù)運動的構(gòu)件的慣性力難以平）作復(fù)雜運動和往復(fù)運動的構(gòu)件的慣性力難以平衡，常用于速度較低的場合。衡，常用于速度較低的場合。 平面連桿機構(gòu)的設(shè)計通常包括選型和運動尺寸設(shè)計平面連桿機構(gòu)的設(shè)計通常包括選型和運動尺寸設(shè)計兩個方面，前者是指確定接連桿機構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成，后者兩個方面，前者是指確定接連桿機構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成，后者是確定機構(gòu)運動簡圖的參數(shù)。是確定機構(gòu)運動簡圖的參數(shù)。2.1.2 設(shè)計的基本問題設(shè)計的基本問題 2.2 平面四桿機構(gòu)的基本型式平面四桿機構(gòu)的基本型式 及其演化及其演化2.2.1 鉸

3、鏈四桿機構(gòu)鉸鏈四桿機構(gòu) 所有運動副均為轉(zhuǎn)動所有運動副均為轉(zhuǎn)動副的平面四桿機構(gòu)稱為鉸副的平面四桿機構(gòu)稱為鉸鏈四桿機構(gòu)，其它型式的鏈四桿機構(gòu)，其它型式的平面四桿機構(gòu)都可以看成平面四桿機構(gòu)都可以看成是在它的基礎(chǔ)上演化而成是在它的基礎(chǔ)上演化而成的。的。 根據(jù)構(gòu)件數(shù)目分根據(jù)構(gòu)件數(shù)目分為四桿機構(gòu)、五桿機構(gòu)為四桿機構(gòu)、五桿機構(gòu)。廣泛應(yīng)用的是。廣泛應(yīng)用的是平面四桿機構(gòu)，而且它是構(gòu)成和研究平面多桿機構(gòu)的基礎(chǔ)。平面四桿機構(gòu)，而且它是構(gòu)成和研究平面多桿機構(gòu)的基礎(chǔ)。 組成轉(zhuǎn)動副的兩構(gòu)件能作整周相對轉(zhuǎn)動該轉(zhuǎn)動副組成轉(zhuǎn)動副的兩構(gòu)件能作整周相對轉(zhuǎn)動該轉(zhuǎn)動副稱為稱為整轉(zhuǎn)副整轉(zhuǎn)副，否則為，否則為擺動副擺動副。 機架機架組成組成

4、曲柄曲柄連架桿連架桿連桿連桿搖桿搖桿 曲柄所聯(lián)接的兩個轉(zhuǎn)動副均為整轉(zhuǎn)副，而曲柄所聯(lián)接的兩個轉(zhuǎn)動副均為整轉(zhuǎn)副，而搖桿所聯(lián)接的兩個轉(zhuǎn)動副均為擺動副。搖桿所聯(lián)接的兩個轉(zhuǎn)動副均為擺動副。 按照兩連架桿的運動形式的不同，可將鉸鏈四桿機按照兩連架桿的運動形式的不同，可將鉸鏈四桿機構(gòu)分為曲柄搖桿機構(gòu)、雙曲柄機構(gòu)和雙搖桿機構(gòu)三種類構(gòu)分為曲柄搖桿機構(gòu)、雙曲柄機構(gòu)和雙搖桿機構(gòu)三種類型。型。1. 曲柄搖桿機構(gòu)曲柄搖桿機構(gòu)縫紉機踏板機構(gòu)縫紉機踏板機構(gòu)攪拌機攪拌機輸送機構(gòu)輸送機構(gòu)2. 雙曲柄機構(gòu)雙曲柄機構(gòu)油泵油泵振動篩振動篩平行四邊形機構(gòu)平行四邊形機構(gòu)反平行四邊形機構(gòu)反平行四邊形機構(gòu)車輪車輪3. 雙搖桿機構(gòu)雙搖桿機構(gòu)飛

5、機起落架飛機起落架鶴式起重機鶴式起重機翻臺機構(gòu)翻臺機構(gòu) 本機構(gòu)為翻臺震實式造型機的翻臺機構(gòu)，是雙搖本機構(gòu)為翻臺震實式造型機的翻臺機構(gòu)，是雙搖桿機構(gòu)，當造型完畢后，可將翻臺桿機構(gòu)，當造型完畢后，可將翻臺F翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)180，轉(zhuǎn)到，轉(zhuǎn)到起模工作臺的上面，以備起摸。起模工作臺的上面，以備起摸。 1. 轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)化成移動副的演化轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)化成移動副的演化2.2.2 四桿機構(gòu)的演化四桿機構(gòu)的演化對心曲柄滑塊機構(gòu)對心曲柄滑塊機構(gòu)偏置曲柄滑塊機構(gòu)偏置曲柄滑塊機構(gòu)還可以轉(zhuǎn)化為還可以轉(zhuǎn)化為雙滑塊機構(gòu)雙滑塊機構(gòu)曲柄移動導(dǎo)桿機構(gòu)曲柄移動導(dǎo)桿機構(gòu)2. 擴大轉(zhuǎn)動副擴大轉(zhuǎn)動副 在左圖中若將轉(zhuǎn)動副在左圖中若將轉(zhuǎn)動副B的半徑擴大到比

6、曲柄的半徑擴大到比曲柄AB的的長度還要大，則曲柄滑塊機構(gòu)轉(zhuǎn)化為長度還要大，則曲柄滑塊機構(gòu)轉(zhuǎn)化為偏心輪機構(gòu)偏心輪機構(gòu)。 在含曲柄的機構(gòu)中，若曲柄的長度很短，在柄狀在含曲柄的機構(gòu)中，若曲柄的長度很短，在柄狀曲柄兩端裝設(shè)兩個轉(zhuǎn)動副存在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的問題，曲柄兩端裝設(shè)兩個轉(zhuǎn)動副存在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的問題，故常常設(shè)計成偏心輪機構(gòu)。故常常設(shè)計成偏心輪機構(gòu)。曲柄搖桿機構(gòu)曲柄搖桿機構(gòu)取不同構(gòu)件為機架各構(gòu)件間的相對運動關(guān)系不變?nèi)〔煌瑯?gòu)件為機架各構(gòu)件間的相對運動關(guān)系不變3. 取不同構(gòu)件作機架取不同構(gòu)件作機架（1）曲柄搖桿機構(gòu)）曲柄搖桿機構(gòu)雙曲柄機構(gòu)雙曲柄機構(gòu)雙雙搖桿機構(gòu)搖桿機構(gòu)（2）曲柄滑塊機構(gòu)）曲柄滑塊機構(gòu)(a)曲

7、柄滑塊機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)(b)曲柄轉(zhuǎn)動曲柄轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿導(dǎo)桿機構(gòu)機構(gòu)(c)曲柄搖塊機構(gòu)曲柄搖塊機構(gòu)(b)曲柄擺動曲柄擺動導(dǎo)桿導(dǎo)桿機構(gòu)機構(gòu)(d)定塊機構(gòu)定塊機構(gòu) 組成移動副的兩活動構(gòu)件，組成移動副的兩活動構(gòu)件，畫成桿狀的構(gòu)件稱為畫成桿狀的構(gòu)件稱為導(dǎo)桿，導(dǎo)桿，畫成畫成塊狀的構(gòu)件稱為塊狀的構(gòu)件稱為滑塊滑塊。對心曲柄滑塊機構(gòu)對心曲柄滑塊機構(gòu) 因?qū)返闹芯€通過曲柄的回轉(zhuǎn)中心而得名。該機構(gòu)能把因?qū)返闹芯€通過曲柄的回轉(zhuǎn)中心而得名。該機構(gòu)能把回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為往復(fù)直線運動或作相反的轉(zhuǎn)變，廣泛應(yīng)用于回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為往復(fù)直線運動或作相反的轉(zhuǎn)變，廣泛應(yīng)用于蒸汽機、內(nèi)燃機、空壓機以及各種沖壓機器中。蒸汽機、內(nèi)燃機、空壓機以及各種

8、沖壓機器中。 轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機構(gòu)轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機構(gòu) 該機構(gòu)是通過將曲柄滑塊機構(gòu)中的曲柄固該機構(gòu)是通過將曲柄滑塊機構(gòu)中的曲柄固定演化而成，它可將主動件的勻速回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為定演化而成，它可將主動件的勻速回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為導(dǎo)桿的非勻速轉(zhuǎn)動。導(dǎo)桿的非勻速轉(zhuǎn)動。 擺動導(dǎo)桿機構(gòu)擺動導(dǎo)桿機構(gòu) 該機構(gòu)具有急回運動性質(zhì)，且其傳動角該機構(gòu)具有急回運動性質(zhì)，且其傳動角始終為始終為90度，具有最好的傳力性能，常用于度，具有最好的傳力性能，常用于牛頭刨床、插床和送料裝置中。牛頭刨床、插床和送料裝置中。 定塊機構(gòu)定塊機構(gòu) 該機構(gòu)是通過將曲柄滑塊機構(gòu)中的滑塊固定而該機構(gòu)是通過將曲柄滑塊機構(gòu)中的滑塊固定而演化得出，它可把主動件的回轉(zhuǎn)或擺動轉(zhuǎn)化為導(dǎo)桿

9、演化得出，它可把主動件的回轉(zhuǎn)或擺動轉(zhuǎn)化為導(dǎo)桿相對于滑塊的往復(fù)移動。相對于滑塊的往復(fù)移動。 搖塊機構(gòu)搖塊機構(gòu) 該機構(gòu)是通過將曲柄滑塊機構(gòu)中的連桿固定而該機構(gòu)是通過將曲柄滑塊機構(gòu)中的連桿固定而演化得出，它可把主動件的勻速回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為導(dǎo)演化得出，它可把主動件的勻速回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為導(dǎo)桿相對于滑塊的往復(fù)移動并隨滑塊擺動的形式。桿相對于滑塊的往復(fù)移動并隨滑塊擺動的形式。 翻斗翻斗正弦機構(gòu)正弦機構(gòu) 該機構(gòu)是具有該機構(gòu)是具有2個移動副的四桿機構(gòu)，因個移動副的四桿機構(gòu)，因從動件的位移與原動曲柄的轉(zhuǎn)角的正弦成正從動件的位移與原動曲柄的轉(zhuǎn)角的正弦成正比而得名，常用于縫紉機下針機構(gòu)和其他計比而得名，常用于縫紉機下針機

10、構(gòu)和其他計算裝置中。算裝置中。 橢圓規(guī)橢圓規(guī) 動桿聯(lián)接兩回轉(zhuǎn)副，固定導(dǎo)桿聯(lián)接動桿聯(lián)接兩回轉(zhuǎn)副，固定導(dǎo)桿聯(lián)接兩移動副，導(dǎo)桿呈十字形，動桿上各點兩移動副，導(dǎo)桿呈十字形，動桿上各點軌跡為長短徑不同的橢圓。軌跡為長短徑不同的橢圓。 4. 多桿機構(gòu)多桿機構(gòu)手動沖床手動沖床六桿機構(gòu)六桿機構(gòu)2.3 平面四桿機構(gòu)的基本特性平面四桿機構(gòu)的基本特性2.3.1鉸鏈四桿運動鏈成為曲柄搖桿機構(gòu)的條件鉸鏈四桿運動鏈成為曲柄搖桿機構(gòu)的條件1. 轉(zhuǎn)動副為整轉(zhuǎn)副的充分必要條件轉(zhuǎn)動副為整轉(zhuǎn)副的充分必要條件結(jié)論：鉸鏈四桿機構(gòu)中相鄰兩桿能作整周轉(zhuǎn)動的條件是：組成結(jié)論：鉸鏈四桿機構(gòu)中相鄰兩桿能作整周轉(zhuǎn)動的條件是：組成該轉(zhuǎn)動副的兩個構(gòu)件

11、中必有一個為最短桿，且最短桿與最長桿該轉(zhuǎn)動副的兩個構(gòu)件中必有一個為最短桿，且最短桿與最長桿長度之和小于其它兩桿的長度之和。長度之和小于其它兩桿的長度之和。43214231324141llllDCAllllllllDCAll 由由由由若若44342441,:llllllll同同樣樣得得若若413121,:llllll得得2. 四桿鉸鏈運動鏈成為曲柄搖桿機構(gòu)的條件四桿鉸鏈運動鏈成為曲柄搖桿機構(gòu)的條件AB1234eCabD2B23Cb42Bb2B bEFGaA11B成為曲柄滑塊機構(gòu)的條件為：成為曲柄滑塊機構(gòu)的條件為：bea（其中（其中e偏心距離）偏心距離）1aea例例:1. 曲柄搖桿機構(gòu)中，原動件曲

12、柄搖桿機構(gòu)中，原動件AB以以等速轉(zhuǎn)動等速轉(zhuǎn)動1（1）輸出件）輸出件CD的兩極限位置的兩極限位置當當ABAB與與BCBC兩次共線時，輸出件兩次共線時，輸出件CDCD處于兩極限位置。處于兩極限位置。極位夾角極位夾角：當搖桿處于兩極限位置時，對應(yīng)的曲柄當搖桿處于兩極限位置時，對應(yīng)的曲柄位置線所夾的銳角。位置線所夾的銳角。2.3.2 急回特性急回特性曲柄轉(zhuǎn)角曲柄轉(zhuǎn)角 1801對應(yīng)的時間對應(yīng)的時間111/t搖桿點搖桿點C的的平均速度平均速度1802122/t1121/vC Ct2212/vC CtB2C2B1C11A211C34BDabcd2擺角擺角極位夾角極位夾角 v1v2（2）輸出件的行程速度變化系

13、數(shù)）輸出件的行程速度變化系數(shù)K：從動件快行程平均速度從動件快行程平均速度v2與慢行程平均速度與慢行程平均速度v1之比。之比。11180KK180180212112ttvvK平面四桿機構(gòu)具有急回特性的條件：平面四桿機構(gòu)具有急回特性的條件：（1）原動件作等速整周轉(zhuǎn)動；）原動件作等速整周轉(zhuǎn)動；（2）輸出件作往復(fù)運動；）輸出件作往復(fù)運動；（3）0314AB2Cab12.曲柄滑塊機構(gòu)中，原動件曲柄滑塊機構(gòu)中，原動件AB以以等速轉(zhuǎn)動等速轉(zhuǎn)動1B1B2H0, ,無急回特性無急回特性C1C2對心曲柄滑塊機構(gòu)對心曲柄滑塊機構(gòu)2AB134eCab1C1B1B2HC20, ,有急回特性。有急回特性。偏置曲柄滑塊機構(gòu)

14、偏置曲柄滑塊機構(gòu)1AB21B2B13. 曲柄擺動導(dǎo)桿機構(gòu)曲柄擺動導(dǎo)桿機構(gòu)有急回特性有急回特性2.3.3 壓力角與傳動角壓力角與傳動角在不計摩擦力、重力、慣性力的條件下，機在不計摩擦力、重力、慣性力的條件下，機構(gòu)中驅(qū)使構(gòu)中驅(qū)使輸出件輸出件運動的運動的力的方向線力的方向線與與輸出件輸出件上上受力點的速度方向線受力點的速度方向線所夾的銳角。所夾的銳角。壓力角：壓力角：傳動角：傳動角： 壓力角的余角。壓力角的余角。vcFF1F2cos1FF sin2FF 越小，傳力越好越小，傳力越好。越大，傳力越好越大，傳力越好。 min1. 壓力角與傳動角壓力角與傳動角2. 四桿機構(gòu)的最小傳動角位置四桿機構(gòu)的最小傳

15、動角位置（1 ）鉸鏈四桿機構(gòu)中，原動件為）鉸鏈四桿機構(gòu)中，原動件為AB當當為銳角時，為銳角時，當當為鈍角時，為鈍角時，180以以AB為原動件的曲柄搖桿機構(gòu)：為原動件的曲柄搖桿機構(gòu)：minminmaxmin,(180)maxmin, 當曲柄和機架處于兩共線位置時，連桿和輸出件的夾角當曲柄和機架處于兩共線位置時，連桿和輸出件的夾角最小和最大（最小和最大（ ）。）。 以曲柄為原動件的曲柄搖桿機構(gòu)，當曲柄和機架處以曲柄為原動件的曲柄搖桿機構(gòu)，當曲柄和機架處于兩共線位置之一時，出現(xiàn)最小傳動角。于兩共線位置之一時，出現(xiàn)最小傳動角。minminmaxmin,(180)（2）曲柄為主動件的曲柄滑塊機構(gòu)）曲柄為

16、主動件的曲柄滑塊機構(gòu)FvcB1C1max 曲柄為主動件的曲柄滑塊機構(gòu)，當曲柄處于與機架垂曲柄為主動件的曲柄滑塊機構(gòu)，當曲柄處于與機架垂直的位置之一時出現(xiàn)最小傳動角。直的位置之一時出現(xiàn)最小傳動角。（3）曲柄為主動件的擺動導(dǎo)桿機構(gòu)）曲柄為主動件的擺動導(dǎo)桿機構(gòu)vB3F0900 曲柄為主動件曲柄為主動件的擺動導(dǎo)桿機構(gòu)，的擺動導(dǎo)桿機構(gòu)，傳動角始終為傳動角始終為90o，具有很好的傳力性具有很好的傳力性能。能。ACBDvBF3B132C0?F v注意：壓力角與傳動角是指從動件的受力方向與受力點的注意：壓力角與傳動角是指從動件的受力方向與受力點的 速度方向的夾角。速度方向的夾角。AB134C2vBFvC 曲柄

17、搖桿機構(gòu)中取曲柄搖桿機構(gòu)中取搖桿為主動件搖桿為主動件時，當時，當曲柄與連桿共曲柄與連桿共線線時，連桿對從動件曲柄的作用力通過轉(zhuǎn)動中心時，連桿對從動件曲柄的作用力通過轉(zhuǎn)動中心A，傳動角，傳動角為零，力矩為零，稱為死點位置。為零，力矩為零，稱為死點位置。2.3.4 死點位置死點位置 當工件被夾緊后，當工件被夾緊后，BCD成一直線，機構(gòu)處成一直線，機構(gòu)處于死點位置，即使工件的反力很大，夾具也不于死點位置，即使工件的反力很大，夾具也不會自動松脫，該例為利用死點位置的自鎖特性會自動松脫，該例為利用死點位置的自鎖特性來實現(xiàn)工作要求的。來實現(xiàn)工作要求的。 死點的利用：死點的利用：飛機起落架機構(gòu)飛機起落架機構(gòu)

18、請思考：請思考：下面機構(gòu)的死點位下面機構(gòu)的死點位置在哪里？置在哪里？例例 在圖示鉸鏈四桿機構(gòu)中，已知鉸鏈四桿機構(gòu)各構(gòu)件的長度在圖示鉸鏈四桿機構(gòu)中，已知鉸鏈四桿機構(gòu)各構(gòu)件的長度分別為分別為LAB=20mm，LBC=60mm，LCD=85mm，LAD=50mm，要求：（要求：（1）試確定該機構(gòu)是否有曲柄？（）試確定該機構(gòu)是否有曲柄？（2）若以）若以AB為原為原動件，試畫出該機構(gòu)在圖示位置時的壓力角和該機構(gòu)的最動件，試畫出該機構(gòu)在圖示位置時的壓力角和該機構(gòu)的最小傳動角。（小傳動角。（3）在什么情況下此機構(gòu)有死點位置？在圖上）在什么情況下此機構(gòu)有死點位置？在圖上標出死點發(fā)生的位置。標出死點發(fā)生的位置。

19、 解解: (1)mmllmmllADCDBCAB110105又又AD為機架為機架 所以該機構(gòu)存在曲柄，構(gòu)所以該機構(gòu)存在曲柄，構(gòu)件件AB就是曲柄。就是曲柄。ACBDmin（2）如圖所示）如圖所示B”C”BCACBD（3）如圖所示，當）如圖所示，當以搖桿以搖桿CD為主動件、為主動件、且曲柄且曲柄AB與連桿與連桿BC共線時的位置為死點共線時的位置為死點位置位置C2B2B1C12.4.1 按給定連桿位置設(shè)計四桿機構(gòu)按給定連桿位置設(shè)計四桿機構(gòu)2.4 平面四桿機構(gòu)的運動設(shè)計平面四桿機構(gòu)的運動設(shè)計 已知已知:連桿的長度和占據(jù)的兩位置連桿的長度和占據(jù)的兩位置B1C1,B2C2,設(shè)計四桿機構(gòu)。設(shè)計四桿機構(gòu)。此問題的本質(zhì)是：已知活