1、第七章第七章 平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)7-1 平面連桿機(jī)構(gòu)的類型平面連桿機(jī)構(gòu)的類型 7-3 平面連桿機(jī)構(gòu)的基本特性平面連桿機(jī)構(gòu)的基本特性 7-4 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) 7-2 平面四桿機(jī)構(gòu)的演化平面四桿機(jī)構(gòu)的演化CopyRight ZDJ教學(xué)目標(biāo) 掌握平面四桿機(jī)構(gòu)的基本掌握平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型、應(yīng)用及演化類型、應(yīng)用及演化 熟練掌握鉸鏈四桿的類型及熟練掌握鉸鏈四桿的類型及判斷判斷 熟練掌握平面四桿的工作特熟練掌握平面四桿的工作特性性 ，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)CopyRight ZDJ教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn) 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)類型的判斷鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)類型的判斷 平面

2、四桿機(jī)構(gòu)的基本特性平面四桿機(jī)構(gòu)的基本特性 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)CopyRight ZDJ7.1 7.1 平面連桿機(jī)構(gòu)的類型平面連桿機(jī)構(gòu)的類型基本概念：基本概念： 連桿機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)：機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件只采用低副連接的構(gòu)件稱為：機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件只采用低副連接的構(gòu)件稱為連桿機(jī)構(gòu)。連桿機(jī)構(gòu)。 平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)：所有構(gòu)件均在同一平面或相互平行的平所有構(gòu)件均在同一平面或相互平行的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的連桿機(jī)構(gòu)稱為平面連桿機(jī)構(gòu)。面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的連桿機(jī)構(gòu)稱為平面連桿機(jī)構(gòu)。 CopyRight ZDJ7.1 7.1 平面連桿機(jī)構(gòu)的類型平面連桿機(jī)構(gòu)的類型四桿機(jī)構(gòu)四桿機(jī)構(gòu)由四個(gè)構(gòu)件組成的平面連桿機(jī)構(gòu)稱為四桿機(jī)構(gòu)，四桿

3、機(jī)構(gòu)中由四個(gè)構(gòu)件組成的平面連桿機(jī)構(gòu)稱為四桿機(jī)構(gòu)，四桿機(jī)構(gòu)中三個(gè)桿是活動(dòng)桿，平面四桿機(jī)構(gòu)的基本形式是鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。三個(gè)桿是活動(dòng)桿，平面四桿機(jī)構(gòu)的基本形式是鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。 連桿機(jī)構(gòu)為低副機(jī)構(gòu)，運(yùn)動(dòng)副為面接觸，壓強(qiáng)小，便于潤(rùn)連桿機(jī)構(gòu)為低副機(jī)構(gòu)，運(yùn)動(dòng)副為面接觸，壓強(qiáng)小，便于潤(rùn)滑，磨損較小，壽命長(zhǎng)，適用于傳遞較大動(dòng)力；滑，磨損較小，壽命長(zhǎng)，適用于傳遞較大動(dòng)力； 運(yùn)動(dòng)副元素的幾何形狀多為平面或圓柱面，便于加工制運(yùn)動(dòng)副元素的幾何形狀多為平面或圓柱面，便于加工制造造: 構(gòu)件多呈現(xiàn)桿的形狀一擴(kuò)大行程和實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳構(gòu)件多呈現(xiàn)桿的形狀一擴(kuò)大行程和實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳 動(dòng)。動(dòng)。 平面連桿機(jī)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：平面連桿機(jī)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：7.1 7

4、.1 平面連桿機(jī)構(gòu)的類型平面連桿機(jī)構(gòu)的類型 7.1.1 7.1.1 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)類型鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)類型 基本概念：基本概念： （1 1）鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)：四個(gè)構(gòu)件全部用轉(zhuǎn)動(dòng)副相連的四桿）鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)：四個(gè)構(gòu)件全部用轉(zhuǎn)動(dòng)副相連的四桿機(jī)構(gòu)，稱為機(jī)構(gòu)，稱為鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。 （2 2）機(jī)架：機(jī)架：機(jī)構(gòu)中固定不動(dòng)的構(gòu)件。機(jī)構(gòu)中固定不動(dòng)的構(gòu)件。 （3 3）連架桿連架桿：與機(jī)架連接的構(gòu)架。：與機(jī)架連接的構(gòu)架。 曲柄：曲柄：若能繞機(jī)架作整周轉(zhuǎn)動(dòng)的連架桿則稱為曲柄。若能繞機(jī)架作整周轉(zhuǎn)動(dòng)的連架桿則稱為曲柄。 搖桿搖桿：只能繞著機(jī)架在一定范圍內(nèi)擺動(dòng)的連架桿只能繞著機(jī)架在一定范圍內(nèi)擺動(dòng)的連架桿。（4 4）連桿連

5、桿：不直接與機(jī)架相連的構(gòu)件。：不直接與機(jī)架相連的構(gòu)件。 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)按是否存在曲柄可分為三類：鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)按是否存在曲柄可分為三類： 1 1、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、曲柄搖桿機(jī)構(gòu) （1 1）概念概念：鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的兩個(gè)連架桿中，若一個(gè)是：鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的兩個(gè)連架桿中，若一個(gè)是曲柄，另一個(gè)是搖桿，則稱為曲柄，另一個(gè)是搖桿，則稱為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。 7.1 7.1 平面連桿機(jī)構(gòu)的類型平面連桿機(jī)構(gòu)的類型7.1 7.1 平面連桿機(jī)構(gòu)的類型平面連桿機(jī)構(gòu)的類型 （2 2）應(yīng)用案例應(yīng)用案例：雷達(dá)天線、：雷達(dá)天線、腳踏式脫粒機(jī)腳踏式脫粒機(jī)、攪拌機(jī)、攪拌機(jī)、水水稻插秧機(jī)的秧爪運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。稻插秧機(jī)的秧爪運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。 雷達(dá)

6、天線雷達(dá)天線縫紉機(jī)腳踏機(jī)構(gòu)縫紉機(jī)腳踏機(jī)構(gòu)7.1 7.1 平面連桿機(jī)構(gòu)的類型平面連桿機(jī)構(gòu)的類型 攪拌機(jī)機(jī)構(gòu)攪拌機(jī)機(jī)構(gòu) （3 3）功能功能：將連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為擺動(dòng)，或者將擺動(dòng)轉(zhuǎn)換為：將連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為擺動(dòng)，或者將擺動(dòng)轉(zhuǎn)換為連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。7.1 7.1 平面連桿機(jī)構(gòu)的類型平面連桿機(jī)構(gòu)的類型 2 2、雙曲柄機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu) （1 1）概念概念：具有兩個(gè)曲柄的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，稱為雙曲柄：具有兩個(gè)曲柄的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，稱為雙曲柄機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)。 7.1 7.1 平面連桿機(jī)構(gòu)的類型平面連桿機(jī)構(gòu)的類型 （2 2）應(yīng)用案例應(yīng)用案例：慣性篩機(jī)構(gòu)慣性篩機(jī)構(gòu) （3 3）功能功能：將等速轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為不等速同向轉(zhuǎn)動(dòng)。將等速轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)

7、換為不等速同向轉(zhuǎn)動(dòng)。慣性篩機(jī)構(gòu)慣性篩機(jī)構(gòu)CopyRight ZDJ7.1 7.1 平面連桿機(jī)構(gòu)的類型平面連桿機(jī)構(gòu)的類型 （4 4）雙曲柄機(jī)構(gòu)的其他類型雙曲柄機(jī)構(gòu)的其他類型 a a）平行四邊形機(jī)構(gòu)平行四邊形機(jī)構(gòu)：兩相對(duì)構(gòu)件互相平行，呈平行四邊形：兩相對(duì)構(gòu)件互相平行，呈平行四邊形的雙曲柄機(jī)構(gòu)。的雙曲柄機(jī)構(gòu)。 案例案例：火車車輪聯(lián)動(dòng)裝置等火車車輪聯(lián)動(dòng)裝置等 平行四邊形機(jī)構(gòu)平行四邊形機(jī)構(gòu)7.1 7.1 平面連桿機(jī)構(gòu)的類型平面連桿機(jī)構(gòu)的類型 b b）反平行四邊形機(jī)構(gòu)：反平行四邊形機(jī)構(gòu)：兩相對(duì)構(gòu)件長(zhǎng)度相等，一對(duì)構(gòu)件互兩相對(duì)構(gòu)件長(zhǎng)度相等，一對(duì)構(gòu)件互相平行的雙曲柄機(jī)構(gòu)。相平行的雙曲柄機(jī)構(gòu)。 應(yīng)用案例應(yīng)用案例：

8、公共汽車的車門開關(guān)機(jī)構(gòu)公共汽車的車門開關(guān)機(jī)構(gòu) 反平行四邊形機(jī)構(gòu)反平行四邊形機(jī)構(gòu)公共汽車的車門開關(guān)機(jī)構(gòu)公共汽車的車門開關(guān)機(jī)構(gòu) 7.1 7.1 平面連桿機(jī)構(gòu)的類型平面連桿機(jī)構(gòu)的類型 c）功能功能：將等速轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為等速同向、等速不同向、將等速轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為等速同向、等速不同向、等多種轉(zhuǎn)動(dòng)等多種轉(zhuǎn)動(dòng)。 ） 反平行四邊形機(jī)構(gòu)反平行四邊形機(jī)構(gòu)平行四邊形機(jī)構(gòu)平行四邊形機(jī)構(gòu)7.1 7.1 平面連桿機(jī)構(gòu)的類型平面連桿機(jī)構(gòu)的類型 3 3、雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu) （1 1）概念概念：鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的兩個(gè)連架桿若都是搖桿，鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的兩個(gè)連架桿若都是搖桿，則稱為雙搖桿機(jī)構(gòu)。則稱為雙搖桿機(jī)構(gòu)。 雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)7.1 7

9、.1 平面連桿機(jī)構(gòu)的類型平面連桿機(jī)構(gòu)的類型 （2 2）應(yīng)用案例應(yīng)用案例：港口鶴式起重機(jī)：港口鶴式起重機(jī) 、汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、電、汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、電風(fēng)扇搖頭機(jī)構(gòu)、飛機(jī)起落架等機(jī)構(gòu)。風(fēng)扇搖頭機(jī)構(gòu)、飛機(jī)起落架等機(jī)構(gòu)。汽車前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)汽車前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)鶴式起重機(jī)鶴式起重機(jī)（3 3）功能：功能：將一種擺動(dòng)轉(zhuǎn)換為另一種擺動(dòng)將一種擺動(dòng)轉(zhuǎn)換為另一種擺動(dòng)。7.2 7.2 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化 實(shí)際工作機(jī)械中，鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需要，實(shí)際工作機(jī)械中，鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需要，生產(chǎn)實(shí)踐中，常常采用多種不同外形、結(jié)構(gòu)和特性的四桿機(jī)生產(chǎn)實(shí)踐中，常常采用多種不同外形、結(jié)構(gòu)和特性的四桿機(jī)構(gòu)，都可以認(rèn)為

10、是鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化形式。構(gòu)，都可以認(rèn)為是鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化形式。 常用的的演化方法常用的的演化方法： （1 1）變轉(zhuǎn)動(dòng)副為移動(dòng)副；）變轉(zhuǎn)動(dòng)副為移動(dòng)副；（2 2）取不同的構(gòu)件作機(jī)架；）取不同的構(gòu)件作機(jī)架；（3 3）擴(kuò)大轉(zhuǎn)動(dòng)副和移動(dòng)副的尺寸。）擴(kuò)大轉(zhuǎn)動(dòng)副和移動(dòng)副的尺寸。 7.2 7.2 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化 7.2.1 7.2.1 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu) （ 1 1）由曲柄搖桿機(jī)構(gòu)由曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，將，將CDCD無(wú)窮大，無(wú)窮大，C C點(diǎn)軌跡變成直線；點(diǎn)軌跡變成直線； （ 2 2）演化方法演化方法：將轉(zhuǎn)動(dòng)副：將轉(zhuǎn)動(dòng)副移動(dòng)副；移動(dòng)副； （ 3 3）類型類型： a.a.偏心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)

11、偏心曲柄滑塊機(jī)構(gòu) ，e0 e0 偏距：曲柄轉(zhuǎn)偏距：曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)中心距導(dǎo)路的距離。動(dòng)中心距導(dǎo)路的距離。 b.b.對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，e=0e=07.2 7.2 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化（4 4）應(yīng)用案例應(yīng)用案例：內(nèi)燃機(jī)、空氣壓縮機(jī)、沖床和送料機(jī)構(gòu)等。：內(nèi)燃機(jī)、空氣壓縮機(jī)、沖床和送料機(jī)構(gòu)等。（5 5）功能功能：將轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為滑塊的往復(fù)移動(dòng)：將轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為滑塊的往復(fù)移動(dòng)7.2 7.2 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化 7.2.2 7.2.2 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) （1 1）演化過(guò)程演化過(guò)程：改變對(duì)心曲柄滑塊中的機(jī)架而演化來(lái)的；：改變對(duì)心曲柄滑塊中的機(jī)架而演化來(lái)的； （2 2）演化

12、方法演化方法：改變曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的機(jī)架：改變曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的機(jī)架, ,以構(gòu)件以構(gòu)件1 1為機(jī)架為機(jī)架。導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的演化導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的演化7.2 7.2 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)類型：導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)類型：l1 l2轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)7.2 7.2 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化（3 3）應(yīng)用案例應(yīng)用案例：常用于牛頭刨床、插床和回轉(zhuǎn)油泵中。：常用于牛頭刨床、插床和回轉(zhuǎn)油泵中。7.2 7.2 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化 (4)(4)功能功能: : 將曲柄的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為導(dǎo)桿的轉(zhuǎn)動(dòng)或擺動(dòng)。將曲柄的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為導(dǎo)桿的轉(zhuǎn)動(dòng)或擺動(dòng)。 插床機(jī)構(gòu)插床機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)

13、桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)7.2 7.2 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化 7.2.3 7.2.3 搖塊機(jī)構(gòu)和定塊機(jī)構(gòu)搖塊機(jī)構(gòu)和定塊機(jī)構(gòu) 1 1、搖塊機(jī)構(gòu)（擺動(dòng)導(dǎo)桿滑塊機(jī)構(gòu)）、搖塊機(jī)構(gòu)（擺動(dòng)導(dǎo)桿滑塊機(jī)構(gòu)） （1 1）演化方法：演化方法：以構(gòu)件以構(gòu)件2 2為機(jī)架，可得搖塊機(jī)構(gòu)為機(jī)架，可得搖塊機(jī)構(gòu)。 （2 2）應(yīng)用實(shí)例：應(yīng)用實(shí)例：卡車車廂自動(dòng)卸料機(jī)構(gòu)、玩具步行機(jī)構(gòu)卡車車廂自動(dòng)卸料機(jī)構(gòu)、玩具步行機(jī)構(gòu) 卡車車廂自動(dòng)卸料機(jī)構(gòu)卡車車廂自動(dòng)卸料機(jī)構(gòu)搖塊機(jī)構(gòu)的演化搖塊機(jī)構(gòu)的演化7.2 7.2 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化 2 2、定塊機(jī)構(gòu)（移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)）：、定塊機(jī)構(gòu)（移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)）： （1 1）演化方法：

14、演化方法：以構(gòu)件以構(gòu)件3 3為機(jī)架，得到定塊機(jī)構(gòu)。為機(jī)架，得到定塊機(jī)構(gòu)。 （2 2）應(yīng)用實(shí)例：應(yīng)用實(shí)例：手動(dòng)抽水機(jī)手動(dòng)抽水機(jī) 移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的演化移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的演化手動(dòng)抽水機(jī)手動(dòng)抽水機(jī)7.2 7.2 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化7.2.4 7.2.4 偏心輪機(jī)構(gòu)偏心輪機(jī)構(gòu) （1 1）在曲柄滑塊機(jī)構(gòu)或其他含有曲柄的四桿機(jī)構(gòu)中，當(dāng)）在曲柄滑塊機(jī)構(gòu)或其他含有曲柄的四桿機(jī)構(gòu)中，當(dāng)曲柄長(zhǎng)度很短時(shí)，由于存在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)困難，工程中常將曲曲柄長(zhǎng)度很短時(shí)，由于存在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)困難，工程中常將曲柄設(shè)計(jì)成偏心輪或偏心軸的形式。柄設(shè)計(jì)成偏心輪或偏心軸的形式。 （2 2）目的目的：不僅克服了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題，而且還提高了偏

15、：不僅克服了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題，而且還提高了偏心軸的強(qiáng)度和剛度。曲柄為偏心輪結(jié)構(gòu)的連桿機(jī)構(gòu)稱為心軸的強(qiáng)度和剛度。曲柄為偏心輪結(jié)構(gòu)的連桿機(jī)構(gòu)稱為偏偏心輪機(jī)構(gòu)心輪機(jī)構(gòu)。1-1-偏心輪偏心輪2-2-連桿連桿 3-3-滑塊滑塊4-4-機(jī)架機(jī)架 7.2 7.2 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化 （3 3）應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍：偏心輪廣泛應(yīng)用在傳力較大的剪床、沖：偏心輪廣泛應(yīng)用在傳力較大的剪床、沖床、顎式破碎機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等機(jī)械中。床、顎式破碎機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等機(jī)械中。剪床機(jī)構(gòu)剪床機(jī)構(gòu)偏心輪機(jī)構(gòu)偏心輪機(jī)構(gòu)7.3 7.3 平面連桿機(jī)構(gòu)的基本特性平面連桿機(jī)構(gòu)的基本特性1 1 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)存在曲柄的條件鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)存在曲柄的條

16、件機(jī)構(gòu)中相鄰構(gòu)件能否相對(duì)轉(zhuǎn)整周，由各構(gòu)件長(zhǎng)度間的關(guān)系機(jī)構(gòu)中相鄰構(gòu)件能否相對(duì)轉(zhuǎn)整周，由各構(gòu)件長(zhǎng)度間的關(guān)系決定。決定。（1 1）長(zhǎng)度和條件長(zhǎng)度和條件：機(jī)構(gòu)中最短構(gòu)件與最長(zhǎng)構(gòu)件長(zhǎng)度之和小：機(jī)構(gòu)中最短構(gòu)件與最長(zhǎng)構(gòu)件長(zhǎng)度之和小于或等于其余兩構(gòu)件長(zhǎng)度之和，即于或等于其余兩構(gòu)件長(zhǎng)度之和，即 llll minmax（2 2）最短構(gòu)件條件最短構(gòu)件條件：連架桿與機(jī)架中必有一桿為最短構(gòu)件。：連架桿與機(jī)架中必有一桿為最短構(gòu)件。7.3 7.3 平面連桿機(jī)構(gòu)的的基本特性平面連桿機(jī)構(gòu)的的基本特性 2 2、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)基本類型的判別方法、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)基本類型的判別方法1 1）若四桿滿足長(zhǎng)度和條件：若四桿滿足長(zhǎng)度和條件： a)

17、 ) 若以最短構(gòu)件相鄰邊為機(jī)架時(shí)，機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)；若以最短構(gòu)件相鄰邊為機(jī)架時(shí)，機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)； b b）若以最短構(gòu)件為機(jī)架，則機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)；若以最短構(gòu)件為機(jī)架，則機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)； c）若以最短構(gòu)件對(duì)邊為機(jī)架，則機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)。若以最短構(gòu)件對(duì)邊為機(jī)架，則機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)。 2 2）若四桿不滿足長(zhǎng)度和條件，若四桿不滿足長(zhǎng)度和條件，則無(wú)論取哪個(gè)構(gòu)件為機(jī)架均為雙則無(wú)論取哪個(gè)構(gòu)件為機(jī)架均為雙 搖桿機(jī)構(gòu)。搖桿機(jī)構(gòu)。案例分析：案例分析： 如圖所示的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)如圖所示的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)ABCD中，已知各桿的長(zhǎng)度中，已知各桿的長(zhǎng)度分別為：分別為：a=30，b=50，c=40，d=45。試確定該機(jī)構(gòu)

18、分別。試確定該機(jī)構(gòu)分別以以AD、AB、CD和和BC為機(jī)架時(shí)，屬于何種機(jī)構(gòu)？為機(jī)架時(shí)，屬于何種機(jī)構(gòu)？7.3 7.3 平面連桿機(jī)構(gòu)的的基本特性平面連桿機(jī)構(gòu)的的基本特性7.3 7.3 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本特性鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本特性 3 3 急回特性和行程數(shù)比系數(shù)急回特性和行程數(shù)比系數(shù) 1 1）基本概念基本概念：（以曲柄搖桿機(jī)構(gòu)為例，曲柄為原動(dòng)件）（以曲柄搖桿機(jī)構(gòu)為例，曲柄為原動(dòng)件） a）四桿機(jī)構(gòu)的極限位置四桿機(jī)構(gòu)的極限位置：當(dāng)曲柄與連桿二次共線時(shí)，當(dāng)曲柄與連桿二次共線時(shí)，搖桿位于機(jī)構(gòu)的最左或最右的位置。搖桿位于機(jī)構(gòu)的最左或最右的位置。 b b）極位夾角（極位夾角（）：從動(dòng)件處于二個(gè)極限位置時(shí)，相：從動(dòng)

19、件處于二個(gè)極限位置時(shí)，相對(duì)應(yīng)的原動(dòng)件曲柄所夾的銳角。對(duì)應(yīng)的原動(dòng)件曲柄所夾的銳角。 c c）擺角（擺角（）：）：搖桿（從動(dòng)件）在兩個(gè)極限位置時(shí)的搖桿（從動(dòng)件）在兩個(gè)極限位置時(shí)的夾角稱為搖桿的夾角稱為搖桿的擺角擺角。 7.3 7.3 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本特性鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本特性7.3 7.3 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本特性鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本特性 2 2）急回特性急回特性：原動(dòng)件曲柄作連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，作往復(fù)運(yùn)：原動(dòng)件曲柄作連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的搖桿在空回行程的平均速度大于工作行程的特性稱為動(dòng)的搖桿在空回行程的平均速度大于工作行程的特性稱為急回特性。急回特性。 3 3）行程速比系數(shù)（行程速比系數(shù)（K）：）：從動(dòng)

20、件空回行程與工作行程從動(dòng)件空回行程與工作行程的平均速度之比。的平均速度之比。 11180180180/212111222112KKtttCCtCCvvK或7.3 7.3 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本特性鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本特性 極位夾角極位夾角為：為： 討論討論：a、0K1此時(shí)機(jī)構(gòu)具有急回特性，此時(shí)機(jī)構(gòu)具有急回特性， K 急急 回特性越顯著。回特性越顯著。b、=0K=1，此時(shí)機(jī)構(gòu)無(wú)急回特性，此時(shí)機(jī)構(gòu)無(wú)急回特性。11180KK7.3 7.3 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本特性鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本特性 4 4 壓力角和傳動(dòng)角壓力角和傳動(dòng)角 1 1）壓力角（壓力角（）：從動(dòng)件上的作用力：從動(dòng)件上的作用力F與該點(diǎn)速度與該點(diǎn)速度

21、vc所夾所夾銳角銳角稱為機(jī)構(gòu)的壓力角。稱為機(jī)構(gòu)的壓力角。 F的兩個(gè)分力：的兩個(gè)分力： Fn=Fsin引起摩擦力，有害分力引起摩擦力，有害分力 Ft=Fcos有效分力有效分力 2 2）傳動(dòng)角（傳動(dòng)角（）：）：壓力角壓力角 的余角即的余角即+=90稱為稱為傳動(dòng)角傳動(dòng)角。討論討論：（） Fn傳力性能差。傳力性能差。 （ ） Fn 傳力性能好。傳力性能好。7.3 7.3 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本特性鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本特性 為保證機(jī)構(gòu)的傳力性能良好，必須限定機(jī)構(gòu)的最小傳為保證機(jī)構(gòu)的傳力性能良好，必須限定機(jī)構(gòu)的最小傳動(dòng)角，通常動(dòng)角，通常min 。 對(duì)于一般機(jī)械，通常對(duì)于一般機(jī)械，通常 =4050,對(duì)于傳遞功率大

22、的對(duì)于傳遞功率大的機(jī)械機(jī)械 50 ，對(duì)于一些非傳力機(jī)構(gòu)，也可取，對(duì)于一些非傳力機(jī)構(gòu)，也可取40,但不但不能過(guò)小。能過(guò)小。7.3 7.3 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本特性鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本特性 3）min 的確定的確定 a）曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的）曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的min位置位置 搖桿搖桿CD為從動(dòng)件，曲柄為從動(dòng)件，曲柄AB為原動(dòng)時(shí)，當(dāng)原動(dòng)件為原動(dòng)時(shí)，當(dāng)原動(dòng)件AB與機(jī)架與機(jī)架AD共線時(shí)，共線時(shí)，傳動(dòng)角最小。比較兩者兩次共線的傳動(dòng)角最小。比較兩者兩次共線的min，并取小值為該機(jī)構(gòu)的最小傳動(dòng)角，并取小值為該機(jī)構(gòu)的最小傳動(dòng)角min 。CopyRight ZDJ 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，若若搖桿為主動(dòng)件搖桿為主動(dòng)件，

23、當(dāng)從動(dòng)，當(dāng)從動(dòng)件與連桿共線時(shí)，機(jī)構(gòu)件與連桿共線時(shí)，機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角的傳動(dòng)角為零，此時(shí)不為零，此時(shí)不論驅(qū)動(dòng)力論驅(qū)動(dòng)力F有多大有多大, 其有其有效分力效分力 為為0 ,7.3 7.3 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本特性鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本特性b）曲柄滑塊機(jī)構(gòu)）曲柄滑塊機(jī)構(gòu)min位置位置 對(duì)于曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，當(dāng)主動(dòng)件為曲柄時(shí)，最小傳動(dòng)角對(duì)于曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，當(dāng)主動(dòng)件為曲柄時(shí)，最小傳動(dòng)角出現(xiàn)在曲柄與機(jī)架垂直的位置。出現(xiàn)在曲柄與機(jī)架垂直的位置。7.3 7.3 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本特性鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本特性 c）擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)）擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) 1 1）以曲柄為原動(dòng)件，傳動(dòng)角）以曲柄為原動(dòng)件，傳動(dòng)角恒恒等于等于9090 。 2 2）以導(dǎo)

24、桿為原動(dòng)件，傳動(dòng)角）以導(dǎo)桿為原動(dòng)件，傳動(dòng)角min= =0 0 ，位置出現(xiàn)在導(dǎo)，位置出現(xiàn)在導(dǎo)桿與曲柄垂直處。桿與曲柄垂直處。7.3 7.3 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本特性鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本特性5 5 死點(diǎn)位置死點(diǎn)位置 1 1）概念概念：平面連桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角：平面連桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角=0=0 ，壓力角，壓力角=90=90 的位置稱為的位置稱為死點(diǎn)位置死點(diǎn)位置。 7.3 7.3 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本特性鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本特性2 2）死點(diǎn)位置的利弊死點(diǎn)位置的利弊 利利：工程上利用死點(diǎn)位置進(jìn)行工作。：工程上利用死點(diǎn)位置進(jìn)行工作。 夾具機(jī)構(gòu)夾具機(jī)構(gòu)7.3 7.3 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本特性鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本特性 弊弊：機(jī)構(gòu)

25、有死點(diǎn)，從動(dòng)件出現(xiàn)卡死或運(yùn)動(dòng)方向不確定：機(jī)構(gòu)有死點(diǎn)，從動(dòng)件出現(xiàn)卡死或運(yùn)動(dòng)方向不確定現(xiàn)象，對(duì)傳動(dòng)不利，如縫紉機(jī)的腳踏機(jī)構(gòu)。現(xiàn)象，對(duì)傳動(dòng)不利，如縫紉機(jī)的腳踏機(jī)構(gòu)。縫紉機(jī)的腳踏機(jī)構(gòu)縫紉機(jī)的腳踏機(jī)構(gòu)7.3 7.3 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本特性鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本特性 3 3）克服死點(diǎn)的方法）克服死點(diǎn)的方法 a a）增大從動(dòng)件的質(zhì)量，利用慣性度過(guò)死點(diǎn)位置。增大從動(dòng)件的質(zhì)量，利用慣性度過(guò)死點(diǎn)位置。 b b）在從動(dòng)曲柄上施加外力或安裝飛輪以增加慣性。）在從動(dòng)曲柄上施加外力或安裝飛輪以增加慣性。 c c）采用相同的機(jī)構(gòu)錯(cuò)位排列。）采用相同的機(jī)構(gòu)錯(cuò)位排列。火車車輪聯(lián)動(dòng)裝置火車車輪聯(lián)動(dòng)裝置縫紉機(jī)的腳踏機(jī)構(gòu)縫紉機(jī)的腳踏機(jī)構(gòu)

26、7.4 7.4 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) 平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，主要考慮給定的運(yùn)動(dòng)條件，確平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，主要考慮給定的運(yùn)動(dòng)條件，確定機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。有時(shí)為了使設(shè)計(jì)可靠、合理，還應(yīng)考慮定機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。有時(shí)為了使設(shè)計(jì)可靠、合理，還應(yīng)考慮幾何條件和動(dòng)力條件。幾何條件和動(dòng)力條件。 生產(chǎn)實(shí)踐中的四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題可歸納為兩類生產(chǎn)實(shí)踐中的四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題可歸納為兩類： （1 1）實(shí)現(xiàn)給定的從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律）實(shí)現(xiàn)給定的從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律, ,或使從動(dòng)件具有急或使從動(dòng)件具有急回特性。回特性。 （2 2）實(shí)現(xiàn)給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。）實(shí)現(xiàn)給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 平面四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)的方法有圖解法、實(shí)驗(yàn)法和解平面四桿機(jī)構(gòu)

27、運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)的方法有圖解法、實(shí)驗(yàn)法和解析法。本節(jié)主要介紹析法。本節(jié)主要介紹圖解法圖解法7.4 7.4 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)7.4.1 7.4.1 按給定的行程速比系數(shù)設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)按給定的行程速比系數(shù)設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu) 已知條件：（已知條件：（1 1）行程速比系數(shù)）行程速比系數(shù)K K （2 2）機(jī)構(gòu)的極限位置）機(jī)構(gòu)的極限位置處的幾何關(guān)系處的幾何關(guān)系 （3 3）其他輔助條件）其他輔助條件1 1、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 已知條件已知條件：搖桿的長(zhǎng)度：搖桿的長(zhǎng)度l lCDCD 、擺角、擺角和行程速比系數(shù)和行程速比系數(shù)K K 設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)：1 1）確定鉸鏈）確定鉸鏈A A的位置；的位置；2 2）確

28、定其他三個(gè)構(gòu)件的長(zhǎng)度）確定其他三個(gè)構(gòu)件的長(zhǎng)度 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)步驟：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)步驟：（1 1）按給定行程速比系數(shù)）按給定行程速比系數(shù)K，求出極位夾角，求出極位夾角，11180KK7.4 7.4 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)（2 2）任選）任選確定適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度比例尺確定適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度比例尺l l ，任選固定鉸鏈中心，任選固定鉸鏈中心D D的的位置，按搖桿長(zhǎng)度位置，按搖桿長(zhǎng)度l lCDCD和擺角和擺角，作出搖桿的兩個(gè)極限位置作出搖桿的兩個(gè)極限位置C C1 1D D和和C C2 2D D。7.4 7.4 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) （3 3）連接）連接C C1 1和和C C2

29、2，并作，并作C C1 1C C2 2的垂線的垂線C C1 1M M。（4 4）作）作 C C1 1C C2 2N=90N=90- -，則，則C C1 1M M與與C C2 2N N相交于相交于P P點(diǎn)，由點(diǎn)，由圖知：圖知： C C1 1PCPC2 2= =。 （5 5）作）作C C1 1PCPC2 2的外接圓，在此圓周上（弧的外接圓，在此圓周上（弧C C1 1C C2 2和和弧弧EFEF除外）任意一點(diǎn)都可以作為曲柄的固定鉸鏈除外）任意一點(diǎn)都可以作為曲柄的固定鉸鏈中心中心A A，現(xiàn)任取一點(diǎn)。連接，現(xiàn)任取一點(diǎn)。連接ACAC1 1和和ACAC2 2，因同弧上的，因同弧上的圓周角相等，故圓周角相等，

30、故C C1 1ACAC2 2= C= C1 1PCPC2 2= =。 7.4 7.4 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)（6 6）確定）確定ACAC1 1、ACAC2 2的長(zhǎng)度，可得的長(zhǎng)度，可得 AC AC1 1= BC-AB= BC-AB，ACAC2 2= =（BC + ABBC + AB） 實(shí)際構(gòu)件長(zhǎng)度實(shí)際構(gòu)件長(zhǎng)度l lAB AB = =l l ABAB， l lBC BC = =l l BCBC， l lCD CD = =l l CDCDCopyRight ZDJ7.4 7.4 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) 2、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) 已知條件：機(jī)架長(zhǎng)度已知條件：機(jī)架長(zhǎng)度l4、行程速比系數(shù)、行程速比系數(shù)K，設(shè)計(jì)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) 解題的關(guān)鍵解題的關(guān)鍵： 分析極位夾角分析極位夾角與擺角與擺角的關(guān)系的關(guān)系 7.4 7.4 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) 設(shè)計(jì)步驟：設(shè)計(jì)步驟： （1 1）由已知的行程速比系數(shù)）由已知的行程速比系數(shù)K，求得，求得（也即擺角（也即擺角）即）即 （2 2）任選固定鉸鏈中心）任選固定鉸鏈中心C，以?shī)A角，以?shī)A角作出導(dǎo)桿的作出導(dǎo)桿的 兩個(gè)極限位置。兩個(gè)極限位置。 （3 3）作