機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第一章PPT

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1、2-1 平 面 機(jī) 構(gòu) 的 運(yùn) 動 簡 圖 和 自 由 度2-2 平 面 四 桿 機(jī) 構(gòu) 的 基 本 類 型2-3 平 面 四 桿 機(jī) 構(gòu) 的 特 點(diǎn) 及 設(shè) 計基 本 要 求 :v掌 握 基 本 概 念v熟 練 掌 握 機(jī) 構(gòu) 運(yùn) 動 簡 圖 的 繪 制v熟 練 掌 握 機(jī) 構(gòu) 自 由 度 的 計 算 方 法v掌 握 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) 的 類 型 、 特 點(diǎn) 、 演 化 方 法 v掌 握 平 面 四 桿 機(jī) 構(gòu) 的 工 作 特 性 機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) 一 、 構(gòu) 件二 、 運(yùn) 動 副三 、 機(jī) 構(gòu)四 、 平 面 機(jī) 構(gòu) 的 運(yùn) 動 簡 圖五 、 平 面 機(jī)

2、構(gòu) 的 自 由 度機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) 一 、 構(gòu) 件構(gòu) 件 ： 獨(dú) 立 影 響 機(jī) 構(gòu) 功 能 并 能 獨(dú) 立 運(yùn)動 的 單 元 體（ 實 物 、 剛 體 、 運(yùn) 動 的 整 體 ）機(jī) 架 、 原 動 構(gòu) 件 、 從 動 構(gòu) 件零 件 ： 單 獨(dú) 加 工 的 制 造 單 元 體通 用 零 件 、 專 用 零 件 v 構(gòu) 件 可 以 由 一 個 零 件 組 成v 也 可 以 由 幾 個 零 件 組 成 原 動 件 1 2 34從 動 件機(jī) 架機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) 與 動 力源 組 合機(jī) 器 的 組 成(從 運(yùn) 動 觀 點(diǎn) 看 )由 構(gòu) 件 組

3、 成(從 制 造 觀 點(diǎn) 看 )由 零 件 組 成機(jī) 械 機(jī) 器機(jī) 構(gòu) 構(gòu) 件 零 件 通 用 零 件專 用 零 件原 動 構(gòu) 件從 動 構(gòu) 件機(jī) 架 零 件 構(gòu) 件 機(jī) 構(gòu) 機(jī) 器靜 聯(lián) 接 動 聯(lián) 接(運(yùn) 動 副 ) 機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) xyov 運(yùn) 動 副 : 兩 構(gòu) 件 直 接 接 觸 而 形 成 的 可 動 聯(lián) 接v 運(yùn) 動 副 元 素 ： 構(gòu) 成 運(yùn) 動 副 時 直 接 接 觸 的 點(diǎn) 、 線 、 面 部 分v 接 觸 形 式 : 點(diǎn) 、 線 、 面 機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) v 按 接 觸 形 式 分 類v 按 相 對 運(yùn) 動 分

4、 類機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) 按 接 觸 形 式 分 類 ：v 接 觸 形 式 : 點(diǎn) 、 線 、 面v 低 副 ： 面 接 觸v 高 副 ： 點(diǎn) 、 線 接 觸 平 面 低 副空 間 低 副 xyo高 副 高 副 空 間 低 副 平 面 低 副 平 面 低 副機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) 按 相 對 運(yùn) 動 分 類 ：v 運(yùn) 動 副 的 性 質(zhì) （ 即 運(yùn) 動 副 引 入 的 約 束 ） 確 定 了 兩 構(gòu) 件 的 相對 運(yùn) 動v 按 相 對 運(yùn) 動 分 類 ：轉(zhuǎn) 動 副 ： 相 對 轉(zhuǎn) 動 回 轉(zhuǎn) 副 、 鉸 鏈移 動 副 ： 相 對 移 動 螺 旋

5、 副 ： 螺 旋 運(yùn) 動 球 面 副 ： 球 面 運(yùn) 動 機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) 運(yùn) 動 副 類 型 小 結(jié)v 平 面 低 副 : 轉(zhuǎn) 動 副 、 移 動 副 （ 面 接 觸 ）v 平 面 高 副 : 齒 輪 副 、 凸 輪 副 （ 點(diǎn) 、 線 接 觸 ）v 空 間 低 副 : 螺 旋 副 、 球 面 副 、 圓 柱 副 （ 面 接 觸 ）v 空 間 高 副 : 球 和 圓 柱 與 平 面 、 球 與 圓 柱 副 (點(diǎn) 、 線 接 觸 )v 運(yùn) 動 副 特 性 :運(yùn) 動 副 一 經(jīng) 形 成 , 組 成 它 的 兩 個 構(gòu) 件 間 的 可能 的 相 對 運(yùn) 動 就 確 定

6、 。 而 且 這 種 可 能 的 相 對 運(yùn) 動 , 只 與 運(yùn)動 副 類 型 有 關(guān) , 而 與 運(yùn) 動 副 的 具 體 結(jié) 構(gòu) 無 關(guān) 。 v 工 程 上 常 用 一 些 規(guī) 定 的 符 號 代 表 運(yùn) 動 副 機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) 平 面 副低 副 ： 轉(zhuǎn) 動 副 、 移 動 副(面 接 觸 ) 高 副 ： 齒 輪 副 、 凸 輪 副 (點(diǎn) 、線 接 觸 )xyoxyo tt nnnt機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) 空 間 副高 副 ： 點(diǎn) 、 線 接 觸 球 面 副 螺 旋 副 了 解機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) v機(jī) 構(gòu) 是

7、 由 構(gòu) 件 通 過 運(yùn) 動 副 連 接 而 成 的v原 動 件 ： 按 給 定 運(yùn) 動 規(guī) 律 獨(dú) 立 運(yùn) 動 的 構(gòu) 件v從 動 件 ： 其 余 的 活 動 構(gòu) 件v機(jī) 架 ： 固 定 不 動 的 構(gòu) 件 原 動 件 1 2 3 4從 動 件機(jī) 架閉 鏈 開 鏈 機(jī) 構(gòu) 機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) 1 概 述2 構(gòu) 件 的 表 示 方 法3 運(yùn) 動 副 的 表 示 方 法4 運(yùn) 動 簡 圖 的 繪 制 方 法5 例 題機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) 1 概 述v 機(jī) 構(gòu) 各 部 分 的 運(yùn) 動 ， 取 決 于 ：原 動 件 的 運(yùn) 動 規(guī) 律 、 各 運(yùn)

8、 動 副 的 類 型 、 機(jī) 構(gòu) 的 運(yùn) 動 尺 寸(確 定 各 運(yùn) 動 副 相 對 位 置 的 尺 寸 )v 機(jī) 構(gòu) 運(yùn) 動 簡 圖 :（ 表 示 機(jī) 構(gòu) 運(yùn) 動 特 征 的 一 種 工 程 用 圖 ）用 簡 單 線 條 表 示 構(gòu) 件規(guī) 定 符 號 代 表 運(yùn) 動 副按 比 例 定 出 運(yùn) 動 副 的 相 對 位 置與 原 機(jī) 械 具 有 完 全 相 同 的 運(yùn) 動 特 性 v 比 較 ：機(jī) 構(gòu) 示 意 圖 ： 沒 嚴(yán) 格 按 照 比 例 繪 制 的 機(jī) 構(gòu) 運(yùn) 動 簡 圖v 用 途 ： 分 析 現(xiàn) 有 機(jī) 械 ， 構(gòu) 思 設(shè) 計 新 機(jī) 械機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu)

9、2 構(gòu) 件 的 表 示 方 法v 桿 、 軸 類 構(gòu) 件v 機(jī) 架v 同 一 構(gòu) 件v 兩 副 構(gòu) 件v 三 副 構(gòu) 件機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) 3 運(yùn) 動 副 的 表 示 方 法v 轉(zhuǎn) 動 副v 移 動 副v 高 副 （ 齒 輪 副 、凸 輪 副 ） 機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) 3 運(yùn) 動 副 的 表 示 方 法機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) 4 運(yùn) 動 簡 圖 的 繪 制 方 法v 步 驟 ：分 析 機(jī) 構(gòu) 運(yùn) 動 路 線 ， 定 出 其 原 動 部 分 、 工 作 部 分 、 弄清 傳 動 部 分 。合 理 選 擇 投 影 面 及

10、 原 動 件 適 當(dāng) 的 瞬 時 位 置選 擇 適 當(dāng) 的 比 例 尺 =實 際 長 度 m/圖 示 長 度 mm定 出 各 運(yùn) 動 副 相 對 位 置 ， 用 規(guī) 定 的 符 號 和 線 條 繪 制 出簡 圖 ， 原 動 件 上 標(biāo) 上 箭 頭檢 驗機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) 4 運(yùn) 動 簡 圖 的 繪 制 方 法v 繪 制 路 線 ： 原 動 件 中 間 傳 動 件 輸 出 構(gòu) 件v 觀 察 重 點(diǎn) ： 各 構(gòu) 件 間 構(gòu) 成 的 運(yùn) 動 副 類 型v 良 好 習(xí) 慣 ： 各 種 運(yùn) 動 副 和 構(gòu) 件 用 規(guī) 定 符 號 表 達(dá)v 誤 區(qū) ： 構(gòu) 件 外 形機(jī) 械 設(shè)

11、 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) A BCE FD G例 題 1： 破 碎 機(jī)機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) 例 題 2： 內(nèi) 燃 機(jī)機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) 例 題 2： 內(nèi) 燃 機(jī)機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) 123 4AB C 1412 23 A14B12C234 32 414例 題 3：機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) 例 題 4： 抽 油 泵機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) 例 題 4： 抽 油 泵機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) 例 題 5： 插 齒 機(jī)機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平

12、面 連 桿 機(jī) 構(gòu) 例 題 5： 插 齒 機(jī)機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) 1 平 面 機(jī) 構(gòu) 自 由 度 的 計 算2 機(jī) 構(gòu) 具 有 確 定 運(yùn) 動 的 條 件3 幾 種 特 殊 結(jié) 構(gòu) 的 處 理復(fù) 合 鉸 鏈局 部 自 由 度虛 約 束4 小 結(jié)機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) 1 平 面 機(jī) 構(gòu) 自 由 度 的 計 算(1) 平 面 運(yùn) 動 構(gòu) 件 的 自 由 度(構(gòu) 件 可 能 出 現(xiàn) 的 獨(dú) 立 運(yùn) 動 )(2) 平 面 運(yùn) 動 副 引 入 的 約 束 R(對 獨(dú) 立 的 運(yùn) 動 所 加 的 限 制 ) xy 2 1 與 其 它 構(gòu) 件 未 連 之

13、前 ： 3 用 運(yùn) 動 副 與 其 它 構(gòu) 件 連 接 后 , 運(yùn)動 副 引 入 約 束 , 原 自 由 度 減 少 xyoxyo R=2 R=2 R=1 結(jié) 論 ：平 面 低 副 引 入2個 約 束平 面 高 副 引 入1個 約 束 機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) (3) 平 面 機(jī) 構(gòu) 自 由 度 計 算 公 式如 果 ： 活 動 構(gòu) 件 數(shù) ： n 低 副 數(shù) ： pl 高 副 數(shù) ： ph xy 2 1未 連 接 前 總 自 由 度 ： 3n連 接 后 引 入 的 總 約 束 數(shù) ： 2pl+phF=3n - ( 2p l + ph )v 機(jī) 構(gòu) 自 由 度 F： F=

14、3n - 2pl - ph 機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) 機(jī) 構(gòu) 自 由 度 舉 例 ：1 2 34F =3n 2pl ph = 3 2 3 4 0= 1 1 2 3 45F =3n 2pl ph = 3 2 4 5 0= 2 F =3n 2pl ph = 3 2 2 2 1= 1B CAF =3n 2p l ph = 3 2 3 4 0 = 1 F =3n 2pl ph = 3 2 4 5 1 = 1 機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) F =3n 2pl ph = 3 4 2 5 0= 2 F =3n 2pl ph = 3 3 2 5 0= -1 F =3n

15、2pl ph = 3 2 2 3 0=0 2 機(jī) 構(gòu) 具 有 確 定 運(yùn) 動 的 條 件F=0,剛 性 桁 架 ， 構(gòu) 件 之 間 無 相 對 運(yùn) 動原 動 件 數(shù) 小 于 F,各 構(gòu) 件 無 確 定 的 相 對 運(yùn) 動原 動 件 數(shù) 大 于 F,在 機(jī) 構(gòu) 的 薄 弱 處 遭 到 破 壞結(jié) 論 ： 機(jī) 構(gòu) 具 有 確 定 運(yùn) 動 的 條 件 ：1 機(jī) 構(gòu) 自 由 度 0 2 原 動 件 數(shù) 機(jī) 構(gòu) 自 由 度 數(shù)B CA B CAD E A EB C D機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) v m個 構(gòu) 件 (m2)在 同 一 處 構(gòu) 成 轉(zhuǎn) 動 副v m-1個 低 副(1) 復(fù)

16、合 鉸 鏈41 2 3 5 6F 3n 2pl ph 3 2 5 6 0 3 F 3n 2pl ph 3 2 5 7 0 141 2 3 5 6錯 對計 算 在 內(nèi) 5232 3 5 1m個 構(gòu) 件 ,m-1個 鉸 鏈3 幾 種 特 殊 結(jié) 構(gòu) 的 處 理機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) F 3n 2pl ph 3 2 3 3 1 2 F 3n 2pl ph 3 2 2 2 1 1錯 對排 除(2) 局 部 自 由 度v 定 義 ： 機(jī) 構(gòu) 中 某 些 構(gòu) 件 所 具 有 的 獨(dú) 立 的 局 部 運(yùn) 動 , 不 影 響 機(jī)構(gòu) 輸 出 運(yùn) 動 的 自 由 度v 局 部 自 由 度

17、經(jīng) 常 發(fā) 生 的 場 合 ： 滑 動 摩 擦 變 為 滾 動 摩 擦 時 添 加的 滾 子 、 軸 承 中 的 滾 珠v 解 決 的 方 法 ： 計 算 機(jī) 構(gòu) 自 由 度 時 ， 設(shè) 想 將 滾 子 與 安 裝 滾 子 的構(gòu) 件 固 結(jié) 在 一 起 ， 視 作 一 個 構(gòu) 件動 畫機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) v 不 影 響 機(jī) 構(gòu) 運(yùn) 動 傳 遞 的 重 復(fù) 約 束v 在 特 定 幾 何 條 件 或 結(jié) 構(gòu) 條 件 下 ， 某 些 運(yùn) 動 副 所 引 入 的 約 束可 能 與 其 它 運(yùn) 動 副 所 起 的 限 制 作 用 一 致 ， 這 種 不 起 獨(dú) 立 限制 作

18、用 的 運(yùn) 動 副 叫 虛 約 束v 虛 約 束 經(jīng) 常 發(fā) 生 的 場 合v 處 理 方 法 ： 計 算 自 由 度 時 ， 將 虛 約 束 （ 或 虛 約 束 構(gòu) 件 及 其所 帶 入 的 運(yùn) 動 副 ） 去 掉v 結(jié) 論F 3n 2PL PH 3 2 123F 3n 2PL PH 3 2 2 3 1 -1 錯2 2 1 1 對 排 除 之 一 為虛 約 束(3) 虛 約 束機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) 1.機(jī) 構(gòu) 中 連 接 構(gòu) 件 與 被 連 接 構(gòu) 件 的 軌 跡 重 合v 在 該 機(jī) 構(gòu) 中 ， 構(gòu) 件 2上 的 C點(diǎn) C2與 構(gòu)件 3上 的 C點(diǎn) C3軌 跡 重

19、 合 ， 為 虛 約 束v 計 算 時 應(yīng) 將 構(gòu) 件 3及 其 引 入 的 約 束 去掉 來 計 算v 同 理 ， 也 可 將 構(gòu) 件 4當(dāng) 作 虛 約 束 ， 將構(gòu) 件 4及 其 引 入 的 約 束 去 掉 來 計 算 ，效 果 完 全 一 樣 BA C(C2,C3) D1 23 4F 3n 2P L PH 3 2 3 4 0 1 動 畫 虛 約 束 經(jīng) 常 發(fā) 生 的 場 合 機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu)2.當(dāng) 兩 構(gòu) 件 組 成 多 個 移 動 副 ， 且 導(dǎo) 路 互 相 平 行或 重 合 時 ， 則 只 有 一 個 移 動 副 起 約 束 作 用 ， 其余 都 是

20、虛 約 束 。 123 機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu)3.當(dāng) 兩 構(gòu) 件 構(gòu) 成 多 個 轉(zhuǎn) 動 副 ， 且 軸 線 互 相 重 合時 ， 則 只 有 一 個 轉(zhuǎn) 動 副 起 作 用 ， 其 余 的 轉(zhuǎn) 動 副都 是 虛 約 束 。 機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu)4.機(jī) 構(gòu) 運(yùn) 動 過 程 中 某 兩 構(gòu) 件 上 兩 點(diǎn) 之 間 的 距 離始 終 保 持 不 變 ， 則 將 兩 點(diǎn) 以 構(gòu) 件 連 接 ， 將 會 引入 一 個 虛 約 束 。v 在 這 兩 個 例 子 中 ， 加 與 不 加 紅 色 構(gòu) 件 AB效 果 完 全 一 樣 ，為 虛 約 束v 計 算

21、 時 應(yīng) 將 構(gòu) 件 AB及 其 引 入 的 約 束 去 掉 來 計 算 41 2 351 2 34F 3n 2PL PH 3 2 3 4 0 F 3n 2PL PH 3 2 4 6 0 0BA 錯對 1F 3n 2PL PH 3 2 3 4 0 1 機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu)5.機(jī) 構(gòu) 中 的 運(yùn) 動 器 重 復(fù) 限 制 作 用 的 對 稱 部 分 引入 虛 約 束 。 v 在 該 機(jī) 構(gòu) 中 ， 齒 輪 2 和 2 是 齒 輪 2的 對 稱 部 分 ， 為 虛 約 束v 計 算 時 應(yīng) 將 齒 輪 及 其 引 入 的 約 束 去 掉 來 計 算v 同 理 ， 將 齒 輪

22、 當(dāng) 作 虛 約 束 去 掉 ， 完 全 一 樣v 目 的 ： 為 了 改 善 構(gòu) 件 的 受 力 情 況 機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu)6.如 果 兩 構(gòu) 件 在 多 處 接 觸 而 構(gòu) 成 平 面 高 副 ， 且各 接 觸 點(diǎn) 處 的 公 法 線 彼 此 重 合 ， 則 只 能 算 一 個平 面 高 副 ， 其 余 為 虛 約 束 。123F 3n 2P L PH 3 2 2 2 1 1 虛 約 束 結(jié) 論v 機(jī) 構(gòu) 中 的 虛 約 束 都 是 在 一 定 的 幾 何 條 件 下 出現(xiàn) 的 ， 如 果 這 些 幾 何 條 件 不 滿 足 ， 則 虛 約 束將 變 成 有 效

23、 約 束 ， 而 使 機(jī) 構(gòu) 不 能 運(yùn) 動v 采 用 虛 約 束 是 為 了 :改 善 構(gòu) 件 的 受 力 情 況 ； 傳 遞 較 大 功 率 ；或 滿 足 某 種 特 殊 需 要v 在 設(shè) 計 機(jī) 械 時 ， 若 為 了 某 種 需 要 而 必 須 使 用 虛 約 束 時 ， 則必 須 嚴(yán) 格 保 證 設(shè) 計 、 加 工 、 裝 配 的 精 度 ， 以 滿 足 虛 約 束 所需 要 的 幾 何 條 件 123機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) 4 自 由 度 計 算 小 結(jié)F 3n 2pl ph機(jī) 構(gòu) 自 由 度 3 活 動 構(gòu) 件 數(shù) (2 低 副 數(shù) +1 高 副 數(shù) )1

24、、 復(fù) 合 鉸 鏈 計 算 在 內(nèi) 2、 局 部 自 由 度 排 除3、 虛 約 束 -重 復(fù) 約 束 排 除機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) 一 、 鉸 鏈 四 桿 機(jī) 構(gòu)1 基 本 型 式2 鉸 鏈 四 桿 機(jī) 構(gòu) 劃 分3 平 面 四 桿 機(jī) 構(gòu) 的 工 作 特 性4 機(jī) 構(gòu) 演 化 方 式二 、 偏 心 輪 機(jī) 構(gòu)三 、 曲 柄 滑 塊 機(jī) 構(gòu)四 、 導(dǎo) 桿 機(jī) 構(gòu)機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) 應(yīng) 用 實 例 ： 契 貝 謝 夫 步 行 機(jī) 器 人 一 、 鉸 鏈 四 桿 機(jī) 構(gòu)1 基 本 型 式 v 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) 的 基 本 型 式 是 鉸

25、鏈 四 桿 機(jī) 構(gòu)v 其 余 四 桿 機(jī) 構(gòu) 均 是 由 鉸 鏈 四 桿 機(jī) 構(gòu) 演 化 而 成 的二 桿 三 桿 , 不 可 能 .鉸 鏈 四 桿 機(jī) 構(gòu) 機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) 基 本 型 式 （ 續(xù) ）v 結(jié) 構(gòu) 特 點(diǎn) ： 四 個 運(yùn) 動 副 均 為 轉(zhuǎn) 動 副v 組 成 ：v 機(jī) 架 、 連 桿 、 連 架 桿機(jī) 架 ： 固 定 不 動 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 的 連 架 桿搖 桿 ： 不 能 作 整 周 轉(zhuǎn) 動 的

26、 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 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) 2 鉸 鏈 四 桿 機(jī) 構(gòu) 劃 分按 連 架 桿 不 同 運(yùn) 動 形 式 分 ：(1) 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 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

27、設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) (1) 曲 柄 搖 桿 機(jī) 構(gòu)v 結(jié) 構(gòu) 特 點(diǎn) ： 連 架 桿 1為 曲 柄 ， 3為 搖 桿v 運(yùn) 動 變 換 ： 轉(zhuǎn) 動 搖 動v 舉 例 ： 攪 拌 器 機(jī) 構(gòu) 、 雷 達(dá) 天 線 機(jī) 構(gòu) 、 家 用 縫 紉 機(jī)1 2 34特 性 ： v 急 回 特 征v 死 點(diǎn) 機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) (2) 雙 曲 柄 機(jī) 構(gòu) v 結(jié) 構(gòu) 特 點(diǎn) ： 二 連 架 桿 均 為 曲 柄v 運(yùn) 動 變 換 ： 轉(zhuǎn) 動 轉(zhuǎn) 動 ， 通 常 二 轉(zhuǎn) 速 不 相 等v 舉 例 ： 振 動 篩 機(jī) 構(gòu)機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu)

28、特 殊 雙 曲 柄 機(jī) 構(gòu) v平 行 四 邊 形 機(jī) 構(gòu)結(jié) 構(gòu) 特 點(diǎn) ： 二 曲 柄 等 速v 運(yùn) 動 不 確 定 問 題v 車 門 開 閉 機(jī) 構(gòu)v 反 平 行 四 邊 形 機(jī) 構(gòu)結(jié) 構(gòu) 特 點(diǎn) ： 二 曲 柄 轉(zhuǎn) 向 相 反機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) (3) 雙 搖 桿 機(jī) 構(gòu) v 結(jié) 構(gòu) 特 點(diǎn) ： 二 連 架 桿 均 為 搖 桿v 運(yùn) 動 變 換 ： 擺 動 擺 動v 舉 例 : 鶴 式 起 重 機(jī)機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) 特 殊 機(jī) 構(gòu)v等 腰 梯 形 機(jī) 構(gòu)v實 例 : 汽 車 前 輪 轉(zhuǎn) 向 機(jī) 構(gòu)機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿

29、 機(jī) 構(gòu) 3 平 面 四 桿 機(jī) 構(gòu) 的 工 作 特 性(1)曲 柄 存 在 條 件(2)急 回 特 征(3)死 點(diǎn) 連 桿 連 架 桿連 架 桿 1 2 34AB C D 機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) (1) 曲 柄 存 在 條 件機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) (1) 曲 柄 存 在 條 件機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu)AB C Da b cd v 由 此 得 到 曲 柄 存 在 條 件 ：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 (必 要 條 件 )條 件 2. 最 短

30、桿 是 連 架 桿 或 機(jī) 架 （ 充 分 條 件 ）v 最 短 桿 參 與 構(gòu) 成 的 轉(zhuǎn) 動 副 都 是 整 周 副v 其 余 均 為 擺 轉(zhuǎn) 副v 推 論 1： 若 滿 足 條 件 2：v 當(dāng) Lmax+Lmin L(其 余 兩 桿 長 度 之 和 )時最 短 桿 是 連 架 桿 之 一 曲 柄 搖 桿 機(jī) 構(gòu)最 短 桿 是 機(jī) 架 雙 曲 柄 機(jī) 構(gòu)最 短 桿 是 連 桿 雙 搖 桿 機(jī) 構(gòu) v 推 論 2： 若 不 滿 足 條 件 2， 無 曲 柄 存 在 ：v 當(dāng) Lmax+Lmin L(其 余 兩 桿 長 度 之 和 )時v 雙 搖 桿 機(jī) 構(gòu) AB C Da b cd 機(jī) 械

31、設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) v 當(dāng) 回 程 所 用 時 間 小 于 工 作 行 程 所 用 時 間 時 ， 稱 該 機(jī) 構(gòu) 具 有 急 回 特 征v 極 位 夾 角 ： 從 動 件 運(yùn) 動 到 兩 極 限 位 置 時 ， 曲 柄 之 間 所 夾 的 銳 角 v 急 回 特 性 分 析 ：v 1 = C v 1 = 1 t1 =1800 + v 2 = 1 t2 =1800 - v t1 t2 , v2 v1v 行 程 速 比 系 數(shù) K (2) 急 回 特 征 v K =1, 無 急 回 特 性v K 急 回 特 征 越 顯 著v 工 程 中 ， 取 K =2 1 jB2 C21

32、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 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) 解 由 圖 中 的 幾 何 關(guān) 系 可 知 ， 該 機(jī)構(gòu) 的 極 位 夾 角 303060 4.1180180 K 由 圖 中 幾 何 關(guān) 系 還 可 得 到 60sin10060sin 60sin30sin ACABBC BCAB le ell ell 350 )13(50 )13(50 ellBCAB 當(dāng) 滑 塊 在 行 程 范 圍 內(nèi)

33、 任 意 位 置時 ， 其 壓 力 角 可 通 過 下 式 計 算 ： BCABlle j sinsin 顯 然 ， 除 了 曲 柄 轉(zhuǎn) 角 j 之 外 ， 其 它 參數(shù) 均 為 常 數(shù) ， 所 以 ， 當(dāng) j 90 時 ，壓 力 角 最 大 ， 且 最 大 壓 力 角 為 ： 4.64max (3) 死 點(diǎn) ： 傳 動 角 為 零 g=0(連 桿 與 從 動 件 共 線 ),機(jī) 構(gòu) 頂 死機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) v 死 點(diǎn) :傳 動 角 為 零 g=0(連 桿 與 從 動 件 共 線 ),機(jī) 構(gòu) 頂 死(3) 死 點(diǎn)v M=F*LB 1 C1B2 C24AB C D2

34、 31F vg=0 0 Fvg=00 g=00 C2B2g=00BA CB1 C 機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) v 實 例 :夾 具v 飛 機(jī) 起 落 架 機(jī) 構(gòu)死 點(diǎn) 的 利 用 v 折 疊 家 具 機(jī) 構(gòu)g=00機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) v 利 用 構(gòu) 件 慣 性 力 ， 加 裝 飛 輪 。v 實 例 :家 用 縫 紉 機(jī)v 安 裝 輔 助 連 桿v 采 用 多 套 機(jī) 構(gòu) 錯 位 排 列v 實 例 :蒸 汽 機(jī) 車 車 輪 聯(lián) 動 機(jī) 構(gòu)v 蒸 汽 機(jī) 車 兩 側(cè) 利 用 錯 位 排 列 的 兩 套 曲 柄 滑 塊 機(jī) 構(gòu) 使 車 輪 聯(lián)動 機(jī) 構(gòu)

35、 通 過 死 點(diǎn)克 服 死 點(diǎn) 的 措 施 GGE FE F 機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) 4 機(jī) 構(gòu) 演 化 方 式1 轉(zhuǎn) 動 副 轉(zhuǎn) 化 為 移 動 副2 變 更 機(jī) 架3 擴(kuò) 大 轉(zhuǎn) 動 副 尺 寸 連 桿 連 架 桿連 架 桿 1 2 34AB C D 機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) 二 、 曲 柄 滑 塊 機(jī) 構(gòu)鉸 鏈 四 桿 機(jī) 構(gòu)1 B 2 C 34A D 曲 線 導(dǎo) 軌 曲 柄 滑 塊 機(jī) 構(gòu)l CD e 01 B 24A C 3 偏 置 式 曲 柄 滑 塊 機(jī) 構(gòu)對 心 式 曲 柄 滑 塊 機(jī) 構(gòu) 1 B 24A C 3 e3 D1 B 2

36、C4A對 CD桿 等 效 轉(zhuǎn) 化轉(zhuǎn) 動 副 變 成 移 動 副 機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) 三 、 導(dǎo) 桿 機(jī) 構(gòu)機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) 三 、 導(dǎo) 桿 機(jī) 構(gòu) 三 、 導(dǎo) 桿 機(jī) 構(gòu) 三 、 導(dǎo) 桿 機(jī) 構(gòu) 三 、 導(dǎo) 桿 機(jī) 構(gòu) 三 、 導(dǎo) 桿 機(jī) 構(gòu)v 選 不 同 構(gòu) 件 作 機(jī) 架 機(jī) 構(gòu) 倒 置 v 曲 柄 滑 塊 機(jī) 構(gòu)v 導(dǎo) 桿 機(jī) 構(gòu) 變 更 機(jī) 架曲 柄 滑 塊 機(jī) 構(gòu) 導(dǎo) 桿 機(jī) 構(gòu) ,動 畫v 曲 柄 搖 塊 機(jī) 構(gòu)v 移 動 導(dǎo) 桿 機(jī) 構(gòu) 曲 柄 搖 桿 機(jī) 構(gòu)移 動 導(dǎo) 桿 機(jī) 構(gòu)機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī)

37、 構(gòu) 四 、 偏 心 輪 機(jī) 構(gòu) v 曲 柄 搖 桿 機(jī) 構(gòu)(擴(kuò) 大 回 轉(zhuǎn) 副 )v 偏 心 輪 機(jī) 構(gòu)機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) 偏 心 輪 機(jī) 構(gòu) （ 續(xù) ）v 對 心 式 曲 柄 滑 塊 機(jī) 構(gòu) v 偏 心 輪 機(jī) 構(gòu)1 B 2 4A C3h=2l AB 4C2 31 BA B副 擴(kuò) 大 機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) 應(yīng) 用 實 例 一 A 41A 4曲 柄 滑 塊 機(jī) 構(gòu)1 B 2 C 31 B 2 C 31 B 2 C 31 B 2 31 B 2 C 31 B 2 C 31B 2 C 31B 2 C 31B 2 C 31B 2 C 3B 21B

38、 21B 2 2作 機(jī) 架 A 41A 41A 4A 41A 41 A 41 A 41 A 41 A 41A 41A 41 3B 2 C曲 柄 搖 塊 機(jī) 構(gòu) 液 壓 作 動 筒 車 箱 舉 升 機(jī) 構(gòu)機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) 2B1 2B 11 應(yīng) 用 實 例 二 1 BA 21 BA 2A 41 B 2 C 3曲 柄 滑 塊 機(jī) 構(gòu)CA 4 3移 動 導(dǎo) 桿 機(jī) 構(gòu) C4 1 BA 23手 動 唧 筒 機(jī) 構(gòu)3作 機(jī) 架1 B 2 機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) 應(yīng) 用 實 例 三 C2 34A 41 B 2 C 3曲 柄 滑 塊 機(jī) 構(gòu) 作 機(jī) 架

39、A 41 B 2 C 3導(dǎo) 桿 機(jī) 構(gòu)C2 3 4 C2 34 C2 34C2 34C 234C 23 4C 23 4C 23 4C 23 4C234 C 234 回 轉(zhuǎn) 導(dǎo) 桿 機(jī) 構(gòu)lBC lAB，導(dǎo) 桿 AC整 周 轉(zhuǎn) 動 C2 34C234C 234 C34AB1 2 3 C42 3 C42 3 C42 3 C42 3 C423 C423 C42 3C 42 3C 42 3C 42 3C 4 lBC lAB，導(dǎo) 桿 AC擺 動擺 動 導(dǎo) 桿 機(jī) 構(gòu)3 2C 4 AB1 機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) 其 它v 雙 移 動 副 機(jī) 構(gòu)正 弦 機(jī) 構(gòu) 雙 轉(zhuǎn) 塊 機(jī) 構(gòu)(十

40、 字 滑 塊 機(jī) 構(gòu) )動 畫正 弦 機(jī) 構(gòu)雙 滑 塊 機(jī) 構(gòu) 正 切 機(jī) 構(gòu) 了 解機(jī) 械 設(shè) 計 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 連 桿 機(jī) 構(gòu) 的 應(yīng) 用三 、 平 面 四 桿 機(jī) 構(gòu) 的 設(shè) 計 了 解機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) 一 、 平 面 四 桿 機(jī) 構(gòu) 的 特 點(diǎn) v 全 低 副 （ 面 接 觸 ） ， 承 受 沖 擊 力 ， 易 潤 滑 ， 不 易 磨 損v 運(yùn) 動 副 結(jié) 構(gòu) 簡 單 ， 易 加 工v 運(yùn) 動 規(guī) 律 多 樣 化 、 點(diǎn) 的 運(yùn) 動 軌 跡 多 樣 化v 運(yùn) 動 副 累 積 誤 差

41、 大 ， 效 率 低v 慣 性 力 難 以 平 衡 ， 不 宜 用 于 高 速v 不 能 精 確 實 現(xiàn) 復(fù) 雜 的 運(yùn) 動 規(guī) 律 ， 設(shè) 計 計 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 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) 1 實 現(xiàn) 有 軌 跡 、 位 置 或 運(yùn) 動 規(guī) 律 要 求 的 運(yùn) 動2 實 現(xiàn) 從 動 件 運(yùn) 動 形 式 及 運(yùn) 動 特 性 的 改 變3 實 現(xiàn) 較 運(yùn) 距 離 的 傳 動 或 操 縱4 調(diào) 節(jié) 、 擴(kuò) 大 從 動 件 行 程5 獲 得 較 大 的 機(jī) 械 增 益

42、： 輸 出 力 (矩 )與 輸 入 力 (矩 )之 比二 、 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) 的 應(yīng) 用機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) 1 實 現(xiàn) 有 軌 跡 、 位 置 或 運(yùn) 動 規(guī) 律 要 求 的 運(yùn) 動v 圓 軌 跡 復(fù) 制 機(jī) 構(gòu) v AMF保 齡 球 置 瓶 機(jī) 掃 瓶 機(jī) 構(gòu) CDA B M 機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) 2 實 現(xiàn) 從 動 件 運(yùn) 動 形 式 及 運(yùn) 動 特 性 的 改 變v 步 進(jìn) 式 工 件 傳 送 機(jī) 構(gòu) v 運(yùn) 動 形 式 改 變 實 例機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) 3 實 現(xiàn) 較 運(yùn) 距 離 的 傳 動 或

43、操 縱v 應(yīng) 用 實 例 ： 自 行 車 手 閘機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) 4 調(diào) 節(jié) 、 擴(kuò) 大 從 動 件 行 程 v 可 變 行 程 滑 塊 機(jī) 構(gòu)特 點(diǎn) ： 調(diào) 節(jié) 可 改 變 滑 塊 D的 行 程 v 汽 車 用 空 氣 泵 機(jī) 構(gòu)特 點(diǎn) ： 曲 輛 CD短 ， 滑 塊行 程 大ABC D A BCDEF 機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) 5 獲 得 較 大 的 機(jī) 械 增 益 :輸 出 力 (矩 )與 輸 入 力 (矩 )之 比 v 肘 節(jié) 機(jī) 構(gòu)特 點(diǎn) ： 機(jī) 械 增 益 大 v 剪 切 機(jī) 構(gòu)特 點(diǎn) ： 機(jī) 械 增 益 大EAB CD機(jī) 械 設(shè)

44、 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) 其 它機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) 1. 四 桿 機(jī) 構(gòu) 的 設(shè) 計 任 務(wù) 是 ：u按 工 作 要 求 （ 運(yùn) 動 、 使 用 、 傳 力 ） 選 定 機(jī) 構(gòu) 的 型 式 ；u根 據(jù) 給 定 的 運(yùn) 動 要 求 確 定 機(jī) 構(gòu) 的 幾 何 尺 寸 （ 空 間 尺 寸 、 運(yùn)動 副 位 置 、 曲 柄 存 在 的 條 件 等 ） ， 并 繪 出 機(jī) 構(gòu) 運(yùn) 動 簡 圖 ；u為 使 設(shè) 計 合 理 還 應(yīng) 滿 足 一 下 附 加 條 件 ， 若 ： 結(jié) 構(gòu) 條 件 ， 最小 傳 動 角 條 件 等 。三 、 平 面 四 桿 機(jī) 構(gòu) 的 設(shè)

45、計機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) 2. 四 桿 機(jī) 構(gòu) 的 設(shè) 計 一 般 歸 納 為 兩 種 ：u按 照 給 定 從 動 件 的 位 置 設(shè) 計 四 桿 機(jī) 構(gòu) ， 稱 為 位 置 設(shè) 計 ；u按 照 給 定 點(diǎn) 的 運(yùn) 動 軌 跡 設(shè) 計 四 桿 機(jī) 構(gòu) ， 稱 為 軌 跡 設(shè) 計 。3. 四 桿 機(jī) 構(gòu) 的 設(shè) 計 方 法 ：圖 解 法 :簡 便 直 觀 ， 同 時 也 是 解 析 法 的 基 礎(chǔ) ， 應(yīng) 用 較 多 。 但 由 于其 設(shè) 計 精 度 低 ， 一 般 用 于 求 解 初 始 值 ;解 析 法 :精 度 高 ， 應(yīng) 用 最 為 廣 泛 ， 其 缺 點(diǎn) 是 不

46、 太 直 觀 ;實 驗 法 :較 為 煩 瑣 ， 而 且 精 度 也 低 ， 是 不 得 已 時 才 使 用 的 方 法 。三 、 平 面 四 桿 機(jī) 構(gòu) 的 設(shè) 計機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) 1） 按 給 定 的 連 桿 位 置 設(shè) 計 四 桿 機(jī) 構(gòu)已 知 活 動 鉸 鏈 ， 求 固 定 鉸 鏈2） 按 兩 連 架 桿 預(yù) 定 的 對 應(yīng) 位 置 設(shè) 計 四 桿 機(jī) 構(gòu)已 知 固 定 鉸 鏈 和 某 一 活 動 鉸 鏈 ， 求 另 一 活 動 鉸 鏈3） 按 給 定 的 行 程 速 比 系 數(shù) K設(shè) 計 四 桿 機(jī) 構(gòu) 鉸 鏈 四 桿 機(jī) 構(gòu) 曲 柄 滑 塊 機(jī) 構(gòu) 導(dǎo)

47、 桿 機(jī) 構(gòu)三 、 平 面 四 桿 機(jī) 構(gòu) 的 設(shè) 計機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) 4. 實 現(xiàn) 剛 體 給 定 位 置 的 設(shè) 計 如 實 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) :v 要 求 實 現(xiàn) 機(jī) 輪 放 下 和 收起 兩 個 位 置機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu)1)按 給 定 的 連 桿 位 置 設(shè) 計 四 桿 機(jī) 構(gòu) v 選 定 連 桿 上 兩 活 動鉸 鏈 ， 即 確 定 連 桿長 lBC， 定 比 例 尺 l作 圖v 活

48、 動 鉸 鏈 相 對 于 固定 鉸 鏈 的 運(yùn) 動 軌 跡為 圓 v 用 三 點(diǎn) 定 心 法 確 定兩 固 定 鉸 鏈 D,Cv 計 算 待 求 桿 長lAB=AB l mlCD=CD l mlAD=AD l m III IIIB1 B2 B3 C2 C3C1 DA)(mmmBClBCl 討 論 ：v 三 點(diǎn) 唯 一 確 定 一 個 圓 ,故 確 定 B、 C點(diǎn) 后 ， 固 定 鉸 鏈 A、 D也 唯 一 確 定v 連 桿 上 B、 C位 置 應(yīng) 根 據(jù) 實 際 情 況而 定 機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu)1)按 給 定 的 連 桿 位 置 設(shè) 計 四 桿 機(jī) 構(gòu) 1)按 給

49、定 的 連 桿 位 置 設(shè) 計 四 桿 機(jī) 構(gòu) 1)按 給 定 的 連 桿 位 置 設(shè) 計 四 桿 機(jī) 構(gòu) 1)按 給 定 的 連 桿 位 置 設(shè) 計 四 桿 機(jī) 構(gòu)鑄 造 翻 砂 機(jī) 構(gòu) :要 求 實 現(xiàn) 兩 個 翻 轉(zhuǎn) 位 置 v 已 知 條 件 ： 兩 連 架 桿 的 對 應(yīng) 位 置v 鉸 鏈 四 桿 機(jī) 構(gòu) 的 設(shè) 計 ,在 于 確 定 四 個 鉸 點(diǎn) 的 位 置 ,且 關(guān) 鍵 在確 定 連 桿 兩 鉸 點(diǎn) 的 位 置v 連 桿 上 的 鉸 點(diǎn) 一 定 落 在 以 固 定 鉸 為 中 心 的 圓 上v 即 :剛 體 導(dǎo) 引 機(jī) 構(gòu) 轉(zhuǎn) 變 成 已 知 圓 弧 上 的 點(diǎn) 求 圓 心v

50、求 解 內(nèi) 容 ： 確 定 連 桿 與 搖 桿 相 連 接 的 活 動 鉸 鏈 C 求 連 桿 、 搖 桿 的 長 度2)按 兩 連 架 桿 預(yù) 定 的 對 應(yīng) 位 置 設(shè) 計 四 桿 機(jī) 構(gòu) AB CD 機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) v 已 知 條 件 ： 兩 連 架 桿 的 對 應(yīng) 位 置v 求 解 內(nèi) 容 ： 確 定 連 桿 與 搖 桿 相 連 接 的 活 動 鉸 鏈 C 求 連 桿 、 搖 桿 的 長 度2)按 兩 連 架 桿 預(yù) 定 的 對 應(yīng) 位 置 設(shè) 計 四 桿 機(jī) 構(gòu)機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) v 工 程 要 求 ： 實 現(xiàn) 兩 連 架

51、桿 的 一 系 列 對 應(yīng) 位 置 j 3 j2j1321E1 E2 E3 F1 F2 F3DB B BA 倒 置AB CD AB CD-j12 -j13v 即 ， 已 知 機(jī) 架 長 lAD和 兩連 架 桿 對 應(yīng) 位 置 ， 設(shè) 計 四桿 機(jī) 構(gòu) （ 求 其 它 三 桿 長 ）問 題v 與 剛 體 導(dǎo) 引 問 題 的 比 較反 轉(zhuǎn) 法 (反 轉(zhuǎn) 機(jī) 構(gòu) 法 )：v 利 用 相 對 運(yùn) 動 原 理 法 ， 采用 機(jī) 構(gòu) 倒 置 ， 將 已 知 連 架桿 兩 位 置 的 設(shè) 計 問 題 轉(zhuǎn) 變?yōu)?已 知 連 桿 兩 位 置 的 設(shè) 計問 題機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu)2)按

52、兩 連 架 桿 預(yù) 定 的 對 應(yīng) 位 置 設(shè) 計 四 桿 機(jī) 構(gòu) v 思 路 ：v 先 定 一 個 連 架 桿 的 長 度v 轉(zhuǎn) 化 機(jī) 構(gòu) ， 使 C1D成 為 機(jī) 架 ，成 為 剛 體 導(dǎo) 引 機(jī) 構(gòu)v 以 CD為 機(jī) 架 時 所 觀 察 到 的AB2C1D 相 當(dāng) 于 把 以 AB為 機(jī)架 時 所 觀 察 到 的 AB2C2D位 置剛 化 ， 以 D為 軸 轉(zhuǎn) 了 一 個 角 度得 到 的v 此 時 ， AB 2由 連 架 桿 變 為 連 桿 ，故 利 用 剛 化 反 轉(zhuǎn) 法 原 理 可 將 已知 連 架 桿 兩 位 置 的 設(shè) 計 問 題 轉(zhuǎn)化 為 已 知 連 桿 兩 位 置 的 設(shè)

53、 計 問題 設(shè) 計 要 點(diǎn) B2 C2 j yAB1 C1 Dy yB2A C2v 已 知 : 二 固 定 鉸 鏈 和 一 個 活 動 鉸 鏈 ， 求 另 一 活 動鉸 鏈 ， 或 已 知 兩 桿 長 ， 求 :另 兩 桿 長機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu) 3)按 給 定 的 行 程 速 比 系 數(shù) K 設(shè) 計 四 桿 機(jī) 構(gòu)鉸 鏈 四 桿 機(jī) 構(gòu)v 已 知 : 搖 桿 的 長 度 CD、 擺 角 及 行 程 速 比 系 數(shù) Kv 設(shè) 計 :此 曲 柄 搖 桿 機(jī) 構(gòu) 。 3)按 給 定 的 行 程 速 比 系 數(shù) K 設(shè) 計 四 桿 機(jī) 構(gòu)鉸 鏈 四 桿 機(jī) 構(gòu)v 已 知 :

54、 搖 桿 的 長 度 CD、 擺 角 及 行 程 速 比 系 數(shù) Kv 設(shè) 計 :此 曲 柄 搖 桿 機(jī) 構(gòu) 。v 步 驟 ：v 計 算 ；v 選 比 例 尺 ， 作 已 知 位 置 ； 3)按 給 定 的 行 程 速 比 系 數(shù) K 設(shè) 計 四 桿 機(jī) 構(gòu)v 步 驟 ：v 計 算 ；v 選 比 例 尺 ， 作 已 知 位 置 ；鉸 鏈 四 桿 機(jī) 構(gòu)v 已 知 : 搖 桿 的 長 度 CD、 擺 角 及 行 程 速 比 系 數(shù) Kv 設(shè) 計 :此 曲 柄 搖 桿 機(jī) 構(gòu) 。 3)按 給 定 的 行 程 速 比 系 數(shù) K 設(shè) 計 四 桿 機(jī) 構(gòu)v 步 驟 ：1） 計 算 ；2） 選 比 例

55、尺 ， 作 已 知 位 置 ；鉸 鏈 四 桿 機(jī) 構(gòu)v 已 知 : 搖 桿 的 長 度 CD、 擺 角 及 行 程 速 比 系 數(shù) Kv 設(shè) 計 :此 曲 柄 搖 桿 機(jī) 構(gòu) 。 3)按 給 定 的 行 程 速 比 系 數(shù) K 設(shè) 計 四 桿 機(jī) 構(gòu)v 步 驟 ：1） 計 算 ；2） 選 比 例 尺 ， 作 已 知 位 置 ；3） 鉸 鏈 四 桿 機(jī) 構(gòu)v 已 知 : 搖 桿 的 長 度 CD、 擺 角 及 行 程 速 比 系 數(shù) Kv 設(shè) 計 :此 曲 柄 搖 桿 機(jī) 構(gòu) 。 3)按 給 定 的 行 程 速 比 系 數(shù) K 設(shè) 計 四 桿 機(jī) 構(gòu)v 步 驟 ：4） 作 直 角 C1C2P的

56、外 接 圓鉸 鏈 四 桿 機(jī) 構(gòu)v 已 知 : 搖 桿 的 長 度 CD、 擺 角 及 行 程 速 比 系 數(shù) Kv 設(shè) 計 :此 曲 柄 搖 桿 機(jī) 構(gòu) 。 3)按 給 定 的 行 程 速 比 系 數(shù) K 設(shè) 計 四 桿 機(jī) 構(gòu)鉸 鏈 四 桿 機(jī) 構(gòu)v 已 知 : 搖 桿 的 長 度 CD、 擺 角 及 行 程 速 比 系 數(shù) Kv 設(shè) 計 :此 曲 柄 搖 桿 機(jī) 構(gòu) 。v 步 驟 ：4） 作 直 角 C1C2P的 外 接 圓 3)按 給 定 的 行 程 速 比 系 數(shù) K 設(shè) 計 四 桿 機(jī) 構(gòu)v 步 驟 ：4） 作 直 角 C1C2P的 外 接 圓5） 由 附 加 條 件 連 續(xù) 運(yùn)

57、動 條 件 確 定 A點(diǎn)鉸 鏈 四 桿 機(jī) 構(gòu)v 已 知 : 搖 桿 的 長 度 CD、 擺 角 及 行 程 速 比 系 數(shù) Kv 設(shè) 計 :此 曲 柄 搖 桿 機(jī) 構(gòu) 。 3)按 給 定 的 行 程 速 比 系 數(shù) K 設(shè) 計 四 桿 機(jī) 構(gòu)v 步 驟 ：4） 作 直 角 C1C2P的 外 接 圓5） 由 附 加 條 件 連 續(xù) 運(yùn) 動 條 件 確 定 A點(diǎn)6） 求 曲 柄 、 連 桿 的 長 度鉸 鏈 四 桿 機(jī) 構(gòu)v 已 知 : 搖 桿 的 長 度 CD、 擺 角 及 行 程 速 比 系 數(shù) Kv 設(shè) 計 :此 曲 柄 搖 桿 機(jī) 構(gòu) 。 3)按 給 定 的 行 程 速 比 系 數(shù) K

58、設(shè) 計 四 桿 機(jī) 構(gòu)v 步 驟 ：4） 作 直 角 C1C2P的 外 接 圓5） 由 附 加 條 件 連 續(xù) 運(yùn) 動 條 件 確 定 A點(diǎn)6） 求 曲 柄 、 連 桿 的 長 度 7） 連 接 A、 B、 C、 D即 為 所 求 鉸 鏈 四 桿 機(jī) 構(gòu)v 已 知 : 搖 桿 的 長 度 CD、 擺 角 及 行 程 速 比 系 數(shù) Kv 設(shè) 計 :此 曲 柄 搖 桿 機(jī) 構(gòu) 。 3)按 給 定 的 行 程 速 比 系 數(shù) K 設(shè) 計 四 桿 機(jī) 構(gòu)曲 柄 滑 塊 機(jī) 構(gòu)v 已 知 :K 、 H和 ev 設(shè) 計 :曲 柄 滑 塊 機(jī) 構(gòu) 3)按 給 定 的 行 程 速 比 系 數(shù) K 設(shè) 計 四

59、 桿 機(jī) 構(gòu)曲 柄 滑 塊 機(jī) 構(gòu)v 已 知 :K 、 H和 ev 設(shè) 計 :曲 柄 滑 塊 機(jī) 構(gòu)v 步 驟 ： 3)按 給 定 的 行 程 速 比 系 數(shù) K 設(shè) 計 四 桿 機(jī) 構(gòu)曲 柄 滑 塊 機(jī) 構(gòu)v 已 知 :K 、 H和 ev 設(shè) 計 :曲 柄 滑 塊 機(jī) 構(gòu)v 步 驟 ： 3)按 給 定 的 行 程 速 比 系 數(shù) K 設(shè) 計 四 桿 機(jī) 構(gòu)曲 柄 滑 塊 機(jī) 構(gòu)v 已 知 :K 、 H和 ev 設(shè) 計 :曲 柄 滑 塊 機(jī) 構(gòu)v 步 驟 ： 3)按 給 定 的 行 程 速 比 系 數(shù) K 設(shè) 計 四 桿 機(jī) 構(gòu)曲 柄 滑 塊 機(jī) 構(gòu)v 已 知 :K 、 H和 ev 設(shè) 計 :

60、曲 柄 滑 塊 機(jī) 構(gòu)v 步 驟 ： 3)按 給 定 的 行 程 速 比 系 數(shù) K 設(shè) 計 四 桿 機(jī) 構(gòu)曲 柄 滑 塊 機(jī) 構(gòu)v 已 知 :K 、 H和 ev 設(shè) 計 :曲 柄 滑 塊 機(jī) 構(gòu) 3)按 給 定 的 行 程 速 比 系 數(shù) K 設(shè) 計 四 桿 機(jī) 構(gòu)曲 柄 滑 塊 機(jī) 構(gòu)v 已 知 :K 、 H和 ev 設(shè) 計 :曲 柄 滑 塊 機(jī) 構(gòu) 3)按 給 定 的 行 程 速 比 系 數(shù) K 設(shè) 計 四 桿 機(jī) 構(gòu)導(dǎo) 桿 機(jī) 構(gòu) 3)按 給 定 的 行 程 速 比 系 數(shù) K 設(shè) 計 四 桿 機(jī) 構(gòu)導(dǎo) 桿 機(jī) 構(gòu) 3)按 給 定 的 行 程 速 比 系 數(shù) K 設(shè) 計 四 桿 機(jī) 構(gòu)

61、導(dǎo) 桿 機(jī) 構(gòu) 3)按 給 定 的 行 程 速 比 系 數(shù) K 設(shè) 計 四 桿 機(jī) 構(gòu)導(dǎo) 桿 機(jī) 構(gòu) 習(xí) 題 1. 已 知 一 曲 柄 滑 塊 機(jī) 構(gòu) 的 曲 柄 長 度 lAB 15 mm， 偏 距 e 10 mm， 連 桿 的 長 度 lBC =35mm。 試 求 ： （ 1） 畫 出 滑 塊 的 極 限 位 置 ； （ 2） 標(biāo) 出 極 位 夾 角 及 行 程 H; （ 3） 確 定 行 程 速 比 系 數(shù) K; （ 4） 畫 出 最 小 傳 動 角 的 位 置 并 給 出 角 度 值 。 ming （ 1） 滑 塊 的 極 限 位 置 C1、 C2如 圖 所 示 。解 （ 2） 標(biāo) 出

62、 極 位 夾 角 及 行 程 H如 圖 所 示 。 （ 3） 根 據(jù) 圖 中 的 幾 何 條 件 ， 有 ： 302010arcsinarcsin 11 ACl eDAC 5.11351510arcsinarcsin2 BCAB ll eDAC 5.185.1130 23.1180180 K （ 4） 根 據(jù) 圖 中 的 幾 何 關(guān) 系 ， 任 意 位 置 的 壓 力 角 為 ：jBCABlle j sinsin 顯 然 ， 除 了 曲 柄 轉(zhuǎn) 角 j 之 外 ， 其 它 參 數(shù) 均 為 常 數(shù) ， 所 以 ， 當(dāng) j 90 時 ，壓 力 角 最 大 ， 且 最 大 壓 力 角 為 ： 6.4

63、5max 習(xí) 題 2. 40min g （ 1） 由 于 雷 達(dá) 天 線 俯 仰 傳 動 時 不 應(yīng) 有 急 回 作 用 ， 故 有 ： 解 1K 0（ 2） 選 取 比 例 尺 l 1mm/mm， 并 利 用 已 知 條 件 作 圖 如 下 ： （ 3） 從 圖 上 量 得 ： mm7552 ACmm4831 AC（ 4） 因 此 有 ： mm1362 12 ACAClAB mm6192 12 ACAClBC（ 5） 作 出 可 能 為 最 小 傳 動 角 的 兩 個 位 置 （ 即 曲 柄 與 機(jī) 架 共 線 的位 置 ） ， 經(jīng) 判 斷 ， 在 曲 柄 與 機(jī) 架 重 疊 共 線 時 ，

64、 傳 動 角 為 最 小 ， 且量 得 ： 4070min g結(jié) 論 ： 傳 動 角滿 足 要 求 自 測 題 （ 1、 2、 3、 4）1. 已 知 四 桿 機(jī) 構(gòu) 的 極 位 夾 角 為 零 度 ， 連 架 桿 AB長 20mm， 連 桿BC長 60mm， 搖 桿 的 擺 角 60。 （ 作 圖 比 例 1： 1） 試 求 ： （ 1） 用 作 圖 法 求 解 此 四 桿 機(jī) 構(gòu) ； （ 2） 標(biāo) 明 連 架 桿 DC和 機(jī) 架 AD的 長 度 ； （ 3） 判 斷 此 四 桿 機(jī) 構(gòu) 為 何 種 機(jī) 構(gòu) ； （ 4） 在 圖 中 標(biāo) 出 最 小 傳 動 角 的 度 數(shù) 。 （ 1） 、

65、（ 2） 、 （ 4）解 如 圖 所 示 。解 （ 3） 因 為 ：最 短 桿 +最 長 桿=AB+AD=20+69.7=89.7 BC+DC=60+40=100又 因 為 ： AD為 機(jī) 架 故 為 曲 柄 搖 桿 機(jī) 構(gòu) 2. 已 知 曲 柄 搖 桿 機(jī) 構(gòu) 搖 桿 CD的 長 度 lCD=75 mm， 機(jī) 架 AD的 長 度lAD=100 mm， 行 程 速 比 系 數(shù) K=1.25， 搖 桿 的 右 極 限 位 置 與 機(jī) 架 間的 夾 角 。 （ m/mm） 45 j 0025.0l試 求 曲 柄 和 連 桿 的 長 度 lAB、 lBC。 （ 1） 計 算 極 位 夾 角解 （ 2

66、） 作 圖 ， 并 計 算 lAB、 lBC 18018025.1K 20m0375.015 lABl m10875.05.43 lBCl 3. 如 圖 所 示 曲 柄 搖 桿 機(jī) 構(gòu) ， 已 知試 求 ： （ 1） 搖 桿 3的 最 小 長 度 ； （ 2） 曲 柄 1等 速 轉(zhuǎn) 動 時 機(jī) 構(gòu) 的 行 程 速 度 變 化 系 數(shù) K。 mm 100 mm, 80 mm, 50 ADBCAB lll min)( CDl注 意 ： 采 用 進(jìn) 行 計 算min)( CDCD ll （ 1） 由 于 lCD不 可 能 是 最 短 桿 ， 根 據(jù) 桿 長 條 件 ：解 當(dāng) lCD不 是 最 長 桿 時 ： CDl 8010050 mm 7080150 CDl當(dāng) lCD是 最 長 桿 時 ： 1008050 CDl mm130CDl所 以 ： mm 70)( min CDl （ 2） 設(shè) 擺 桿 的 左 、 右 極 限 位 置 分 別為 DC1、 DC2， 則 根 據(jù) 圖 中 幾 何 關(guān) 系 ，有 ： 2.32)(2 )(arccos 2221 ADBCAB CDADBCAB lll lll