平面四桿機構(gòu)基本類型及特征分析任務(wù):

假設(shè)你在飛機設(shè)計研究所工作,現(xiàn)要求你制作一個簡易的飛機起落架的模型。

材料準備:

冰棍桿、螺釘、礦泉水瓶蓋、木板。

知識目標

了解掌握1.鉸鏈四桿機構(gòu)的組成2.鉸鏈四桿機構(gòu)的基本類型鉸鏈四桿機構(gòu)的類型判別方法平面連桿機構(gòu):由若干個構(gòu)件通過鉸鏈、滑道等方式連接，且所有的構(gòu)件在同一平面或相互平行的平面內(nèi)運動的機構(gòu)。平面四桿機構(gòu):由四個構(gòu)件組成的最簡單的平面連桿機構(gòu)。它是平面連桿機構(gòu)中最常見的形式，也是組成多桿機構(gòu)的基礎(chǔ)。

鉸鏈四桿機構(gòu):有四個構(gòu)件通過鉸鏈連接而成的機構(gòu)。一、知識準備

1、組成：

機架

（固定不動的桿）

連架桿（與機架相連的兩根桿）

連桿

（連接兩連架桿的桿）1.1研究背景二、鉸鏈四桿機構(gòu)

曲柄：能作整周回轉(zhuǎn)的連架桿。

搖桿：不能作整周回轉(zhuǎn)的連架桿。2、鉸鏈四桿機構(gòu)的三種基本類型：①曲柄搖桿機構(gòu)

在鉸鏈四桿機構(gòu)中，若一連架桿為曲柄，另一連架桿為搖桿，稱此機構(gòu)為曲柄搖桿機構(gòu)。②雙曲柄機構(gòu)鉸鏈四桿機構(gòu)中，若兩連架桿均為曲柄，稱為雙曲柄機構(gòu)。

③雙搖桿機構(gòu)鉸鏈四桿機構(gòu)中，若兩連架桿均為搖桿，稱為雙搖桿機構(gòu)。格拉霍夫定理（桿長之和條件）：三、鉸鏈四桿機構(gòu)類型判別方法

例：根據(jù)曲柄存在條件，判斷上圖所示的鉸鏈四桿機構(gòu)的類型?答：a)40+110<70+90，最短桿AD為機架，則為雙曲柄機構(gòu)；b)120+45<100+70，最短桿AB為連架桿，則為曲柄搖桿機構(gòu)；

c)50+100>60+70，無論如何都是雙搖桿機構(gòu)；d)50+100<90+70,最短桿BC為連桿，則為雙搖桿機構(gòu)。課堂練習鉸鏈四桿機構(gòu)有曲柄的條件

1、最短桿與最長桿的長度之和小于或等于其余兩桿長度之和（桿長條件）；2、最短桿是連架桿或機架。四、鉸鏈四桿機構(gòu)的演化

通過改變鉸鏈四桿機構(gòu)的某些構(gòu)件的形狀、相對長度，或選擇不同的構(gòu)件作為機架，

常用的演化形式可分為以下三種基本形式：曲柄滑塊機構(gòu)偏心輪機構(gòu)導(dǎo)桿機構(gòu)1.曲柄滑塊機構(gòu)：（1）形成過程：擴大轉(zhuǎn)動副，使轉(zhuǎn)動副變成移動副，如下圖所示：四、鉸鏈四桿機構(gòu)的演化（2）運動特點：在曲柄滑塊機構(gòu)中，曲柄一般用作主動件，通過這個機構(gòu)將曲柄的回轉(zhuǎn)運動變?yōu)榛瑝K的直線往復(fù)運動。（3）應(yīng)用示例：內(nèi)燃機2、偏心輪機構(gòu)：（1）形成過程：在曲柄滑塊機構(gòu)的基礎(chǔ)上形成偏心輪機構(gòu)。（2）特點：與曲柄滑塊機構(gòu)相比，偏心輪機構(gòu)強度好。3、導(dǎo)桿機構(gòu)：（1）形成過程：在曲柄滑塊機構(gòu)中，以不同的構(gòu)件為機架，就會演化為不同的導(dǎo)桿機構(gòu)。（2）運動特點：既能擺動，又能滑動，滑塊又能在其上滑動，有急回特性。

擺動導(dǎo)桿機構(gòu):牛頭刨床（3）應(yīng)用示例：

當以滑塊3為機架時，可演化成移動導(dǎo)桿機構(gòu)，圖示手搖唧筒機構(gòu)就是實例。五、鉸鏈四桿機構(gòu)的基本特征1、急回特性：當曲柄勻速轉(zhuǎn)動時，搖桿來回擺動的速度不同，即搖桿擺動過來的速度慢，擺動回去的速度快。2、急回特性與急回速比系數(shù)曲柄搖桿機構(gòu)，曲柄等速回轉(zhuǎn)時，搖桿往復(fù)擺動的平均速度不同，這種特性稱為急回特性。2、急回特性與急回速比系數(shù)速比系數(shù)K：搖桿空行程速度與工作行程速度之比。

極位夾角

：搖桿在兩極限位置時，曲柄在兩相應(yīng)位置所夾銳角，稱為極位夾角。四桿機構(gòu)有無急回特性，就取決于機構(gòu)運動中有無極位夾角。機構(gòu)的極位夾角θ越大，K就越大，則機構(gòu)的急回特性越顯著。

1.1研究背景2、壓力角

和傳動角

（1）壓力角

：從動件CD上C點所受作用力F的方向與該點絕對速度方向νC之間所夾的銳角,稱為壓力角。壓力角越小，傳動效率越高。（2）傳動角：壓力角的余角。

＝90-

，

越小，

越大，傳動效率越高。3、死點位置死點：在平面連桿機構(gòu)中，若以搖桿為主動件，當搖桿在兩極限位置時，連桿與曲柄處于同一直線，此時搖桿經(jīng)連桿所施加的力必然通過曲柄的回轉(zhuǎn)中心，使其不能獲得轉(zhuǎn)矩，機構(gòu)處于靜止狀態(tài)，不論驅(qū)動力多大，都不能使機構(gòu)起動。

3、死點位置死點位置使機構(gòu)的從動件出現(xiàn)卡死或運動不確定現(xiàn)象。（1）有弊，克服方法：利用機構(gòu)本身以及飛輪的慣性作用，可在從動件上安裝轉(zhuǎn)動慣量大的飛輪。例如縫紉機踏板機構(gòu)（大帶輪）。方法：利用多桿機構(gòu)組合，錯位排列，渡過死點位置。例如多缸內(nèi)燃機。（2）有利，利用實例：飛機起落架機構(gòu)、夾具夾緊機構(gòu)習題一、填空題1.在鉸鏈四桿機構(gòu)中，當最短構(gòu)件和最長構(gòu)件的長度之和大于其他兩構(gòu)件長度之和時，只能獲得

機構(gòu)。2.機構(gòu)中傳動角γ和壓力角α之和等于

。3.圖為鉸鏈四桿機構(gòu)，設(shè)桿a最短，桿b最長。試用式子表明它構(gòu)成曲柄搖桿機構(gòu)的條件：（1）

。（2）以

為機架，則

為曲柄。

雙搖桿90°

a+b≤c+db或da習題二、判斷題1.曲柄和連桿都是連架桿。（）2.平面四桿機構(gòu)都有曲柄。（）3.鉸鏈四桿機構(gòu)的曲柄存在條件是：連架桿或機架中必有一個是最短桿；最短桿與最長桿的長度之和小于或等于其余兩桿的長度之和。

（）4.極位角越大，機構(gòu)的急回特性越明顯。（）5.在實際生產(chǎn)中，機構(gòu)的“死點”位置對工作都是不利的，處處都要考慮克服。（）6.鉸鏈四桿機構(gòu)中,傳動角越小,機構(gòu)的傳力性能越好。（）××√√××習題

三、選擇題1.在曲柄搖桿機構(gòu)中，只有當

為主動件時，才會出現(xiàn)“死點”位置。

A.連桿

B.機架C.搖桿D.曲柄2.絞鏈四桿機構(gòu)的最短桿與最長桿的長度之和，大于其余兩桿的長度之和時，機構(gòu)

。

A.有曲柄存在B.不存在曲柄C.有時有曲柄，有時沒曲柄D.以上均不對

四、簡答題1.機構(gòu)在死點位置會產(chǎn)生什么現(xiàn)象?縫紉機的踏板機構(gòu)有死點位置嗎?它是如何通過死點位置的?答：發(fā)生自鎖。機構(gòu)無