優(yōu)質(zhì)核心課程

《機械設計基礎》

主講：方金湘

岳陽職業(yè)技術(shù)學院機電工程學院項目三平面連桿機構(gòu)

二、鉸鏈四桿機構(gòu)的演化形式及運動特性連桿機構(gòu)應用舉例

●擴大轉(zhuǎn)動副，使轉(zhuǎn)動副變成移動副

平面鉸鏈四桿機構(gòu)可通過擴大轉(zhuǎn)動副、轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)化成移動副、變更構(gòu)件長度和變更機架等途徑演化出其他平面連桿機構(gòu)。（一）鉸鏈四桿機構(gòu)的演化形式

（一）鉸鏈四桿機構(gòu)的演化形式

一、曲柄滑塊機構(gòu)二、導桿機構(gòu)1.曲柄滑塊機構(gòu)

曲柄滑塊機構(gòu)是具有一個曲柄和一個滑塊的平面四桿機構(gòu)，是由曲柄搖桿機構(gòu)演化而來的。曲柄滑塊機構(gòu)的演化偏心輪機構(gòu)（一）鉸鏈四桿機構(gòu)的演化形式

曲柄滑塊機構(gòu)的應用

內(nèi)燃機氣缸內(nèi)燃機氣缸1.曲柄滑塊機構(gòu)

沖壓機1.曲柄滑塊機構(gòu)

滾輪送料機1.曲柄滑塊機構(gòu)固定4桿取消3桿固定1桿雙曲柄機構(gòu)？（一）鉸鏈四桿機構(gòu)的演化形式

固定1桿雙曲柄機構(gòu)？連架桿有一個能整圈轉(zhuǎn)動，有一個不能整圈轉(zhuǎn)動，只能擺動。固定2桿卡車車廂翻斗機構(gòu)固定3手動抽水機構(gòu)（一）鉸鏈四桿機構(gòu)的演化形式

2、導桿機構(gòu)

導桿是機構(gòu)中與另一運動構(gòu)件組成移動副的構(gòu)件。連架桿中至少有一個構(gòu)件為導桿的平面四桿機構(gòu)稱為導桿機構(gòu)。

轉(zhuǎn)動導桿機構(gòu)擺動導桿機構(gòu)移動導桿機構(gòu)曲柄搖塊機構(gòu)（一）鉸鏈四桿機構(gòu)的演化形式

當構(gòu)件2和構(gòu)件4均能作整周轉(zhuǎn)動，小型刨床就是應用實例改變曲柄滑塊機構(gòu)中的機架演化而來2、導桿機構(gòu)

轉(zhuǎn)動導桿機構(gòu)

擺動導桿機構(gòu)牛頭刨床主運動機構(gòu)擺動導桿機構(gòu)2、導桿機構(gòu)

（導桿3只能來回擺動）

移動導桿機構(gòu)手動抽水機構(gòu)移動導桿機構(gòu)2、導桿機構(gòu)

（也稱定塊機構(gòu)）

曲柄搖塊機構(gòu)自卸汽車卸料機構(gòu)曲柄搖塊機構(gòu)2、導桿機構(gòu)

（二）平面四桿機構(gòu)的運動特性

1.急回特性2.壓力角和傳動角3.死點位置1.急回特性

極位夾角——搖桿在C1D和C2D兩極限位置時，曲柄與連桿共線，對應兩位置所夾的銳角，用θ表示。

急回特性：空回行程時的平均速度大于工作行程時的平均速度。急回特性

（二）平面四桿機構(gòu)的運動特性

急回特性機構(gòu)工作時返回行程速度大于工作行程的特性。急回特性的作用四桿機構(gòu)的急回特性可以節(jié)省時間，提高生產(chǎn)率。曲柄搖桿機構(gòu)φ1φ2ψθ－極位夾角（曲柄處于兩極位時，對應曲柄所夾銳角）Ψ--最大擺角（搖桿處于兩極位時對應搖桿極位夾角）

（二）平面四桿機構(gòu)的運動特性

機構(gòu)的急回特性可用行程速比系數(shù)K表示：極位夾角θ越大，機構(gòu)的急回特性越明顯。

（二）平面四桿機構(gòu)的運動特性

即

θ↑→K↑→急回運動性質(zhì)↑曲柄搖桿機構(gòu)曲柄主動時→急回特性2、

壓力角和傳動角（1）壓力角a壓力角：從動件所受的力F與受力點速度Vc所夾的銳角a。有效分力：Ft=Fcosa有害分力：Fr=Fsinaa愈小，機構(gòu)傳動性能愈好。（2）傳動角g傳動角：連桿與從動件所夾的銳角g。

g=900-ag越大，機構(gòu)的傳動性能越好，設計時一般應使gmin≥40°，對于高速大功率機械應使gmin≥50°。2、

壓力角和傳動角（3）最小傳動角的位置鉸鏈四桿機構(gòu)在曲柄與機架共線的兩位置出現(xiàn)最小傳動角。對于曲柄滑塊機構(gòu)，當主動件為曲柄時，最小傳動角出現(xiàn)在曲柄與機架垂直的位置。對于擺動導桿機構(gòu)由于在任何位置時主動曲柄通過滑塊傳給從動桿的力的方向，與從動桿上受力點的速度方向始終一致，所以傳動角等于90度。2、

壓力角和傳動角（3）最小傳動角的位置從動件與連桿共線→卡死

當搖桿為主動件,而曲柄AB與連桿BC共線時(搖桿CD處于極位)→CD(主)通過連桿加于曲柄的驅(qū)動力F正好通過曲柄的轉(zhuǎn)動中心A→不能產(chǎn)生使曲柄轉(zhuǎn)動的力矩。曲柄搖桿機構(gòu)中搖桿是主動件→機構(gòu)出現(xiàn)死點3、死點位置3、死點位置

搖桿處于左極限位置C1D時,連桿與從動件(曲柄)的共線位置C1A

B1。

搖桿處于右極限位置C2D時,連桿與從動件(曲柄)的共線位置C2B2A。死點位置

（二）平面四桿機構(gòu)的運動特性

→機構(gòu)運動卡死機構(gòu)運動不確定死點措施→飛輪自身慣性存在死點條件：有極限位置（從動件與連桿共線）3、死點位置死點位置的應用