第二章

平面連桿機構及其設計二、連桿機構的分類1、根據構件之間的相對運動分為：平面連桿機構，空間連桿機構。2、根據機構中構件數目分為：四桿機構、五桿機構、六桿機構等。若干個構件全用低副聯接而成的機構，也稱之為低副機構。一、連桿機構曲柄滑塊機構待定三、平面連桿機構的特點1）適用于傳遞較大的動力，常用于動力機械。2）依靠運動副元素的幾何形面保持構件間的相互接觸，且易于制造，易于保證所要求的制造精度3）能夠實現多種運動軌跡曲線和運動規律，工程上常用來作為直接完成某種軌跡要求的執行機構不足之處：1）不宜于傳遞高速運動。2）可能產生較大的運動累積誤差。§2-1平面四桿機構的基本形式、演變

及其應用在連架桿中，能繞其軸線回轉360°者稱為曲柄；僅能繞其軸線往復擺動者稱為搖桿。一、平面四桿機構的基本形式1）曲柄搖桿機構:兩連架桿中，一個為曲柄，而另一個為搖桿。2）雙曲柄機構

兩連架桿均為曲柄。3）雙搖桿機構

兩連架桿均為搖桿。機架連架桿連架桿連桿4123321DCBA二平面四桿機構的演變1轉動副轉化為移動副321DCBABAC321ABCe321BAC213A3sBC212取不同構件為機架（機構倒置）直動滑桿機構導桿機構曲柄滑塊機構曲柄搖塊機構3擴大轉動副CBAC1C2ABC§2-2平面四桿機構設計中的共性問題一、平面四桿機構有曲柄的條件二、平面四桿機構輸出件的急回特性三、平面機構的壓力角和傳動角、死點四、運動的連續性一、平面四桿機構有曲柄的條件BDAC1234abcdB2ACB1DE’F’GFEG’d+a|d-a||b-c|b+c欲使連架桿AB成為曲柄，則必須使AB通過與機架共線的兩個位置，即必須滿足 a+d≤b+c(4-1)|d-a|≥|b-c|(4-2)(1)若d≥a，則可得a+b≤c+d(若b>c)a+c≤b+d(若c>b)從而可得a≤ba≤ca≤d平面連桿機構有曲柄的條件：1）連架桿與機架中必有一桿為四桿機構中的最短桿；2）最短桿與最長桿之和應小于或等于其余兩桿的桿長之和。（桿長和條件）(2)若d≤a則可得鉸鏈四桿機構類型的判斷條件：2）若不滿足桿長和條件，該機構只能是雙搖桿機構。注意：鉸鏈四桿機構必須滿足四構件組成的封閉多邊形條件：最長桿的桿長<其余三桿長度之和。1）在滿足桿長和的條件下：（1）以最短桿的相鄰構件為機架，則最短桿為曲柄，另一連架桿為搖桿，即該機構為曲柄搖桿機構；（2）以最短桿為機架，則兩連架桿為曲柄，該機構為雙曲柄機構；（3）以最短桿的對邊構件為機架，均無曲柄存在，即該機構為雙搖桿機構。曲柄滑塊機構有曲柄的條件1）a為最短桿2)a+e≤b.C”abABCB’’B’eC’導桿機構有曲柄的條件ACBade1)a為最短桿，a+ed2)d為最短桿，且滿足d+ea擺動導桿機構轉動導桿機構二、平面四桿機構輸出件的急回特性擺角θψC1C2DAB1B2B1C2∵:1>2,∴:t1>t2,

v1<v2極位夾角⌒v2=C1C2/t21=180°+θ,2=180°-θ⌒v1=C1C2/t1

=v2/v1=（C1C2/t2）/

（C1C2/t1）=t1/t2=1/2=（180°+θ）/（180°-θ）

輸出件空回行程的平均速度—————————————輸出件工作行程的平均速度K=θ=180°（K-1）/（K+1）行程速比系數連桿機構輸出件具有急回特性的條件1）原動件等角速整周轉動；2）輸出件具有正、反行程的往復運動；3）極位夾角θ>0。BACB1B2C2C1C2BB1AC1B2CθθAB1DC∞B2=三、平面機構的壓力角和傳動角、死點F1=FcosαF2=Fsinα1、機構壓力角:在不計摩擦力、慣性力和重力的條件下，機構中驅使輸出件運動的力的方向線與輸出件上受力點的速度方向間所夾的銳角，稱為機構壓力角，通常用α表示。ABCDαγδFvcF1F2傳動角喘：壓力討角的余倒角。機構的侵傳動角抗和壓力推角作出才如下規來定：γmin≥[γ汁]；鄰[γ]制=3床060°；αmax≤[α弓]。[γ]岡、[α軌]分別柔為許用本傳動角缸和許用霞壓力角舅。vcABCDαγδFF1F2通常用物γ表示翁.FABC123vB3αFvB3ABC123α=筆0°堆γ=椒90°αnαvFvB3FABC231αvFδ=a優rcco疲s{[b2+c2-d2-a2+2ad芽cos]/2b烘c}.=0,δmin=ar祥ccos揭{[b2+c2-(d-北a)2]/2虛bc}2、最東小傳動連角的確首定B’C’δminF2ABCDγδFvcF1abcdδγFVcγ=δ或γ=180-δB’’C’’δmaxγ=18虎0,娛δmax=a溜rcc介os{紡[b2+c2-(d趁+a)2]/2b旺c}γmin=[δmin,180-δmax]minBACB’B’’C’C’’minmin=取’=a虧rcc葬os（泉a+e踐)/b為提高殺機械傳肝動效率則，應使些其最小沫傳動角厘處于工釣作阻力或較小的口空回行跑程中。B’C’’AC’BB’’C’’’eab3機構濤的死點位促置在不計耽構件的壟重力、證慣性力斯和運動惑副中的律摩擦阻飛力的條巴件下，蛋當機構勉處于傳歷動角γ尸=0°喚（或α質=90肉°）的鄰位置下落，無論貝給機構省主動件慮的驅動享力或驅泄動力矩艇有多大渴，均不兵能使機它構運動杠，這個乖位置稱版為機構園的死點莊位置。F1=Fc臨osαF2=F匪sin鋒αDABCFαvBFDACvα四、運動屢的連續性連桿機構躲的運動連腥續性：指術該機構在冰運動中能孔夠連續實歡現給定的暗各個位置役。連桿機構違的運動不害連續的問午題：錯位其不連續；屆錯序不連彩續。A(B’)BCC1C2C’1C’C’212DB1B3B2C1C3C2AD2–上3、平面憶四桿機陶構的運材動設計1、基形本問題根據機構餓所提出的路運動條件絹，確定機冠構的運動翅學尺寸，限畫出機構關運動簡圖引。1）根緩據給定攪的運動誤規律（潑位移、傲速度和矛加速度扮）設計膏四桿機廣構；a實井現連桿寨的幾個睬位置c實篩現兩連蛾架桿的搜對應角旱位移、坑角速度羊和角加柔速度（點顎式碎繁礦機、選慣性篩羅）b實現輸避出構件芽的急回撈特性2）根據億給定的運墳動軌跡設盼計四桿機石構；A0A1B3A3A2B2B1B0E2E1E3213)綜辟合功能1）實驗錦法3）解嬌析法2）幾何忘法2、設計樣方法實現連乎桿位置澤；實現軌紙跡；實現速姿度要求一根樣據給定潔的連桿鏟位置設資計四桿疲機構B1B2B3C2C3C1ADc23c12b23b12二按雕給定行圈程速度掉變化系桌數設計仿四桿機蜂構已知：求：A的詠位置，并藍定出C1DB1C2B2AO90-90-(>1)二按給開定行程速肚度變化系衡數設計四腐桿機構AB=(曉AC2-AC1)/2BC=墻(AC1+AC2)/2AC1=BC舞-ABAC2=BC+巨AB180°（K-1）（K+1）θ=確定比例尺C1DB1C2B2AO90-90-曲柄滑塊繳機構已知：C1、C2位稼置（行蘋程H）豎，K導桿機構已知：B1C2AC1BB2Cθo900-e900-θAB1DC∞B2=三根鼻據給定伴兩連架艘桿的位向置

設劃計四桿膊機構1、剛化反轉陣法如果把機準構的第i丘個位置A芳BiCiD看成一弱剛體(即則剛化)，依并繞點D且轉過(-1i)角度(房誠即反轉)士，使輸出托連架桿CiD與C1D重合，壞稱之為“斬剛化反轉活法”。DACiB1BiC11i111iB’iA’1iB1DB2B3E1E3AADB3E3A3’DB3’E3，C1給定兩脹連架桿耍上三對捆對應位渴置的設鞏計問題E2112323B1DE1AB2’E2’A2’2封閉灰矢量四邊例形法把三組對躍應角位置帶入,淘可得關瘋于的三元杜一次方巾程組ABCDcbadxyC1DAC2F1F2C2’D’B1題2-1干2題2-然8EC2B2DAB1C145o結束雙曲柄機啊構AECDB雙搖桿機御構鶴式起重戲機曲柄搖桿蹈機構BACDBACDdcbaC’B’DCBA平行四邊語形機構dcbaDCBA反平行四邊蠅形機構421DCBA3C1B1謝謝觀