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1、了解常用四桿機構(gòu)的基本類型和應(yīng)用。 對急回特性、傳動角、壓力角、死點位置等有明確概念。,內(nèi) 容 平面四桿機構(gòu)的基本類型 平面四桿機構(gòu)的演化 平面四桿機構(gòu)的特點及設(shè)計,第2節(jié) 平面鉸鏈四連桿機構(gòu),一、鉸鏈四桿機構(gòu),平面連桿機構(gòu)的基本型式是鉸鏈四桿機構(gòu) 其余四桿機構(gòu)均是由鉸鏈四桿機構(gòu)演化而成的,鉸鏈四桿機構(gòu),結(jié)構(gòu)特點：四個運動副均為轉(zhuǎn)動副 組成：機架、連桿、連架桿,機架：固定不動的構(gòu)件AD 連架桿：直接與機架相連的構(gòu)件 AB、CD 連桿：不與機架相連的構(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)動的連架桿,連桿,連架桿,連架桿,機架,曲柄,搖桿(擺桿),(周轉(zhuǎn)副),(擺轉(zhuǎn)副),按連架桿
2、不同運動形式分： (1) 曲柄搖桿機構(gòu) (2) 雙曲柄機構(gòu) (3) 雙搖桿機構(gòu),曲柄搖桿機構(gòu),(1) 曲柄搖桿機構(gòu),結(jié)構(gòu)特點：連架桿1為曲柄，3為搖桿 舉例：攪拌器機構(gòu) 雷達天線機構(gòu),用途：改變運動形式 回轉(zhuǎn)遙感擺動 搖桿擺動回轉(zhuǎn),(2) 雙曲柄機構(gòu),結(jié)構(gòu)特點：二連架桿均為曲柄 舉例：振動篩機構(gòu) 變速,特殊雙曲柄機構(gòu)：,平行四邊形機構(gòu) 特點：二曲柄等速 運動不確定問題,反平行四邊形機構(gòu) 結(jié)構(gòu)特點：二曲柄轉(zhuǎn)向相反,車門開閉機構(gòu),(3) 雙搖桿機構(gòu),結(jié)構(gòu)特點：二連架桿均為搖桿 舉例: 鶴式起重機,特殊機構(gòu),等腰梯形機構(gòu) 實例: 汽車前輪轉(zhuǎn)向機構(gòu),(1) 曲柄存在條件,f,設(shè) AB 為曲柄, 且 a
3、d .,由 BCD :,b+cf 、,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 、 ad .,（以曲柄搖桿機構(gòu)為例）,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和。 (2)曲柄是最短桿。,3 鉸鏈四桿機構(gòu)類型的判別：,鉸鏈四桿機構(gòu)類型的判別： 當(dāng)Lmax+LminL(其余兩桿長度之和)時 最短桿是連架桿之一曲柄搖桿機構(gòu) 最短桿是機架 雙曲柄機構(gòu) 最短桿是連桿 雙搖桿機構(gòu) 當(dāng)Lmax+LminL(其余兩桿長度之和)時 雙搖桿機構(gòu)
4、,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。,機構(gòu)演化方法,改變桿件長度，用移動副取代回轉(zhuǎn)副 擴大回轉(zhuǎn)副 變更機架等,二、鉸鏈四桿機構(gòu)的演化,曲線導(dǎo)軌曲柄滑塊機構(gòu),e 0,偏置式曲柄滑塊機構(gòu),對心式曲柄滑塊機構(gòu),對CD桿等效轉(zhuǎn)化,轉(zhuǎn)動副變成移動副,（1）改變桿件長度, 曲柄滑塊機構(gòu),e 偏心距 e =0 為曲柄滑塊機構(gòu) e0 為偏置曲柄滑塊,運動特點： 曲柄的回轉(zhuǎn)運動變換為滑塊的往復(fù)直線運動（如空壓機） 或?qū)⒒瑝K的往復(fù)直線運動變換為回轉(zhuǎn)運動（如內(nèi)燃機）。,（2）選不同構(gòu)件作機架,曲柄滑塊機構(gòu),導(dǎo)桿機構(gòu),變更機架,曲柄滑塊機構(gòu) 例,導(dǎo)桿機構(gòu) 例
5、,曲柄搖塊機構(gòu),移動導(dǎo)桿機構(gòu) （定塊機構(gòu)）,曲柄搖塊機構(gòu),移動導(dǎo)桿機構(gòu),導(dǎo)桿機構(gòu),將曲柄滑塊機構(gòu)中的曲柄作 為機架，既變?yōu)閷?dǎo)桿機構(gòu)。,轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機構(gòu)： BCAB 導(dǎo)桿可作360回轉(zhuǎn),擺動導(dǎo)桿機構(gòu)： BCAB 導(dǎo)桿在小于360范圍內(nèi)擺動。 （牛頭刨床的主傳動機構(gòu)）,(3)擴大回轉(zhuǎn)副,曲柄滑塊機構(gòu),(擴大回轉(zhuǎn)副),偏心輪機構(gòu),偏心輪機構(gòu),曲柄搖桿機構(gòu)中，將曲柄上的轉(zhuǎn)動副B的半徑擴大至超過曲柄的長度，曲柄變成一個幾何中心與回轉(zhuǎn)中心不重合的圓盤，稱為偏心輪。,提高偏心軸的強度和剛度、簡化結(jié)構(gòu),偏心輪用在： 曲柄銷承受較大沖擊載荷、曲柄長度較短及需要裝在直軸中部的機器之中的機構(gòu)中.,還如： 腳踏砂輪機構(gòu)
6、顎式破碎機。,三、平面四桿機構(gòu)的傳動特性,急回特性 死點位置 壓力角和傳動角,當(dāng)回程所用時間小于工作行程所用時間時，稱該機構(gòu)具有急回特征 極位夾角： 對應(yīng)從動桿的兩個極限位置, 主動件兩相應(yīng)位置所夾銳角. 急回特性分析： 1 = C 1 = 1 t1 =1800 + 2 = 1 t2 =1800 - t1 t2 , v2 v1 行程速比系數(shù)K,急回特征,K=1, 無急回特性 qK急回特征越顯著,急回特性的應(yīng)用例：牛頭刨工作要求,壓力角,a,從動桿(運動輸出件)受力點的力作用線與該點速度方位線所夾銳角. (不考慮摩擦),傳動角,g = d,g = 1800 - d,壓力角的余角.,(連桿軸線與從
7、動桿軸線所夾銳角),壓力角和傳動角,(3) 傳力特性,g, 傳動不利，設(shè)計時規(guī)定 4050,通常，機構(gòu)在運動過程中傳動角是變化的，最小值在哪？,最小傳動角 min,D,d, =0 cos =1 cos min =180 cos = 1 cos max,分析, min 或 max 可能最小,曲柄搖桿機構(gòu),當(dāng)曲柄主動時,在曲柄與機架共線的兩個位置之一,傳動角最小.,死點: 傳動角為零g=0(連桿與從動件共線),機構(gòu)頂死,死點,利用構(gòu)件慣性力 實例:家用縫紉機 采用多套機構(gòu)錯位排列 實例:蒸汽機車車輪聯(lián)動機構(gòu) 蒸汽機車兩側(cè)利用錯位排列的兩套曲柄滑塊機構(gòu)使車輪聯(lián)動機構(gòu)通過死點,克服死點的措施,實例:夾
8、具 飛機起落架機構(gòu),死點的利用,2-3 平面四桿機構(gòu)的特點及其設(shè)計,一、平面四桿機構(gòu)的特點 二、平面四桿機構(gòu)的設(shè)計,一、平面四桿機構(gòu)的特點,全低副（面接觸），承受沖擊力，易潤滑，不易磨損 運動副結(jié)構(gòu)簡單，易加工 運動規(guī)律多樣化、點的運動軌跡多樣化 運動副累積誤差大，效率低 慣性力難以平衡，不宜用于高速 不能精確實現(xiàn)復(fù)雜的運動規(guī)律，設(shè)計計算較復(fù)雜,機架,連桿,設(shè)計類型 1.實現(xiàn)連桿給定位置 2.實現(xiàn)預(yù)定運動規(guī)律 例如:從動件的急回運動特性 3.實現(xiàn)預(yù)定運動軌跡 方法：解析法、作圖法、實驗法,二. 平面四桿機構(gòu)的設(shè)計,如實現(xiàn)預(yù)定的連桿位置要求 機構(gòu)能引導(dǎo)剛體（一般為連桿）通過一系列給定位置,例：飛
9、機起落架機構(gòu): 要求實現(xiàn)機輪放下和收起兩個位置 鑄造翻砂機構(gòu): 要求實現(xiàn)兩個翻轉(zhuǎn)位置,1. 實現(xiàn)連桿給定位置機構(gòu), D,設(shè)計,已知活動鉸點B、C中心位置，求固定鉸鏈A、D中心位置。,B1,C1,B2,C2,四桿機構(gòu) AB1C1D 為所求.,A ,實現(xiàn)連桿給定的三個位置,B1,C1,B2,C2,B3,C3,A,D,四桿機構(gòu) AB1C1D 為所求.,2.具有急回特性的機構(gòu),按給定的 K 值,設(shè)計曲柄搖桿機構(gòu),1） 給定 K、y、LCD,q,2q, 分析.,900 - q,900 - q,2q,A,E,B,C,AC1=BC-AB,AC2=BC+AB,曲柄搖桿機構(gòu) ABCD 為所求., 設(shè)計.,2） 給定 K、y、LCD 、 g .,gmin,g2 gmin,A0, 分析., 設(shè)計.,gmin 須不小于 g .,實現(xiàn)預(yù)定軌跡的設(shè)計 即要求機構(gòu)中連桿上某點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,如:攪拌器機構(gòu)要求連桿上某點按攪拌特點生成某種軌跡,3實現(xiàn)預(yù)定運動軌跡機構(gòu),實驗法、 圖譜法、 解析法.,設(shè)計,連桿曲線圖譜,作業(yè): 3-1,3-2,3-3,
常用機構(gòu)(四連桿機構(gòu)).ppt
