常用機(jī)構(gòu)(四連桿機(jī)構(gòu))

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1、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) 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) 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(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) 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) 結(jié) 構(gòu)

2、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 1 B 2 C 34A D連桿連架桿連架桿機(jī) 架1 2 34AB C D曲柄搖桿 (擺桿 )(周轉(zhuǎn) 副 ) (擺轉(zhuǎn) 副 ) 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) 按連架桿不同運(yùn) 動(dòng) 形式分：(1)

3、曲柄搖桿機(jī) 構(gòu)(2) 雙曲柄機(jī) 構(gòu)(3) 雙搖桿機(jī) 構(gòu) 連桿連架桿連架桿 1 2 34AB C D 4A D2 3 作機(jī) 架曲柄搖桿機(jī) 構(gòu)1 3 作機(jī) 架雙搖桿機(jī) 構(gòu)21作機(jī) 架雙曲柄機(jī) 構(gòu)曲柄搖桿機(jī) 構(gòu)4A D1 2 3 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(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) 1 2 34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) 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu)

4、(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) 變速機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) 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) 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(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) 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) 特殊機(jī) 構(gòu) 等腰梯形機(jī) 構(gòu) 實(shí) 例 : 汽車前

5、輪轉(zhuǎn) 向機(jī) 構(gòu) 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) (1) 曲柄存在條件 AB CDa b cdf設(shè) AB 為曲柄 , 且 af 、 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 : ab 、 ac 、 aL(其余兩桿長度之和 )時(shí) 雙搖桿機(jī) 構(gòu)曲柄存在的條件：(1)最短桿與最長桿長度之和小于或等于其余兩桿長度之和(2)曲柄是最短桿。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu)

6、連桿連架桿連架桿 1 2 34AB C D機(jī) 構(gòu) 演化方法u 改變桿件長度，用移動(dòng) 副取代回轉(zhuǎn) 副u 擴(kuò) 大回轉(zhuǎn) 副u 變更機(jī) 架等二、鉸鏈四桿機(jī) 構(gòu) 的演化機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) 1 B 2 C 3 4A D 曲線導(dǎo) 軌曲柄滑塊機(jī) 構(gòu)lCD e 01 B 24A C 3 偏置式曲柄滑塊機(jī) 構(gòu)對(duì) 心式曲柄滑塊機(jī) 構(gòu) 1 B 24A C 3 e3 D1 B 2 C4A對(duì) CD桿等效轉(zhuǎn) 化轉(zhuǎn) 動(dòng) 副變成移動(dòng) 副（ 1）改變桿件長度曲柄滑塊機(jī) 構(gòu)

7、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) e 偏心距 e =0 為曲柄滑塊機(jī) 構(gòu) e 0 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) ）或將滑塊的往復(fù) 直線運(yùn) 動(dòng) 變換為回轉(zhuǎn) 運(yùn) 動(dòng) （如內(nèi) 燃機(jī) ）。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) （ 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)

8、構(gòu)移動(dòng) 導(dǎo) 桿機(jī) 構(gòu) 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) C2 3 4 C2 34 C2 34 C2 34C2 34C 234C 23 4C 23 4C 23 4C 23 4C234 C 234 C2 34C234C 234 C34AB1 2 3 C42 3 C42 3 C42 3 C42 3 C423 C423 C42 3C 42 3C 42 3C 42 3C 43 2C 4 AB1 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，既變為導(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 t2 ,

9、 v2 v1 行程速比系數(shù) K 急回特征 K=1, 無急回特性 K 急回特征越顯著 1 jB2 C21 2 v2 v1 002121121 22112 180180tttCC tCCvvK /11180 KK 慢快v急回特性的應(yīng) 用例：牛頭刨工作要求B1 C14AB C D2 31 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) 壓力角 FV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 d d d 180 0 d壓力角的余角 .

10、(連桿軸線與從動(dòng) 桿軸線所夾銳角 ) 壓力角和傳動(dòng) 角 (3) 傳力特性機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) 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) 過程中傳動(dòng) 角是變化的，最小值在哪？機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) 最小傳動(dòng) 角 min DdB A Ca b c djdjcos2 cos2222 222 cbcbBD dadaBD cb dadacb 2 cos2cos 2222 jdj =0 cos j =1 cos d d minj =180 cos j = 1 cos d d m

11、ax分析d min 或 d 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 . 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) 死點(diǎn) : 傳動(dòng) 角為零 =0(連桿與從動(dòng) 件共線 ),機(jī) 構(gòu) 頂死死點(diǎn)B 1 C1B2 C24AB C D2 31F v=0 0 Fv=00 =00 C2B2=00BA CB1 C 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) 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)

12、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) 通過死點(diǎn)克服死點(diǎn) 的措施 GGE FE F 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) 實(shí) 例 :夾具飛機(jī) 起落架機(jī) 構(gòu)死點(diǎn) 的利用=0 0 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu)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) 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) 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

13、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 12 3 AB C 4 機(jī) 架連桿連架桿 A1 B 2 C 3 D4 4 A 1 2B3C 5 6D E 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) 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) 法機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu)

14、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) 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(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 C 2四桿機(jī) 構(gòu) AB1C1D 為所求 .A 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) 實(shí) 現(xiàn) 連桿

15、給定的三個(gè) 位置B1 C1B2 C2B3 C3 A D四桿機(jī) 構(gòu) AB1C1D 為所求 . 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) 2.具有急回特性的機(jī) 構(gòu) 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) B2 C2按給定的 K 值 ,設(shè) 計(jì) 曲柄搖桿機(jī) 構(gòu)1）給定 K、 y、 LCDAB CD O2 y 180K-1K+1 分析 . 900 - B1 A DC1 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) C2DC1 y 900 - 2OA EB CAC1=BC-ABAC 2=BC+ABAB = AC2-AC12BC = AC2+AC12 曲柄搖桿機(jī) 構(gòu) ABCD 為所求

16、. 設(shè) 計(jì) .以 mL =作圖 .L AB= mLAB = 、 LBC= mLBC = . 1800 =K-1K+1 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) 2）給定 K、 y、 LCD 、 . C2DC1 yAB C C3B 3 min 2 minA 0 分析 . 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) 設(shè) 計(jì) . C2DC1 y2 A 0A C3B 3 minmin 須不小于 . 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) 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) 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) 實(shí) 驗(yàn) 法、圖譜法、解析法 .設(shè) 計(jì) 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) 連桿曲線圖譜機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 平面連桿機(jī)構(gòu) 作業(yè) : 3-1,3-2,3-3

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