上海理工大学机械原理与机械零件平面连杆机构设计.pptx

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1、上海理工大学机械原理与机械零件平面连上海理工大学机械原理与机械零件平面连杆机构设计杆机构设计第二章第二章 平面连杆机构设计平面连杆机构设计铰链四杆机构铰链四杆机构的演化平面四杆机构的设计第1页/共38页2-1铰链四杆机构铰链四杆机构定义：定义：定义：定义：全部用回转件组成的平面四杆机构。全部用回转件组成的平面四杆机构。全部用回转件组成的平面四杆机构。全部用回转件组成的平面四杆机构。按连架杆类型分按连架杆类型分按连架杆类型分按连架杆类型分组成组成组成组成:机架：固定件机架：固定件机架：固定件机架：固定件连架杆连架杆连架杆连架杆(2(2个个个个):):与机架相连的构件。有与机架相连的构件。有与机架

2、相连的构件。有与机架相连的构件。有曲柄曲柄曲柄曲柄、摇杆摇杆摇杆摇杆两种。两种。两种。两种。连杆：不与机架直接相连的构件连杆：不与机架直接相连的构件连杆：不与机架直接相连的构件连杆：不与机架直接相连的构件一、一、一、一、分类分类分类分类:曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构:两连架杆一为两连架杆一为两连架杆一为两连架杆一为曲柄曲柄曲柄曲柄,一为摇杆。一为摇杆。一为摇杆。一为摇杆。双摇杆机构双摇杆机构双摇杆机构双摇杆机构:两连架杆全为摇杆。两连架杆全为摇杆。两连架杆全为摇杆。两连架杆全为摇杆。双曲柄机构双曲柄机构双曲柄机构双曲柄机构:两连架杆全为曲柄。两连架杆全为曲柄。两连架杆全为曲

3、柄。两连架杆全为曲柄。能作整周运转能作整周运转能作整周运转能作整周运转第2页/共38页曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构两连架杆一为曲柄一为摇杆。两连架杆一为曲柄一为摇杆。两连架杆一为曲柄一为摇杆。两连架杆一为曲柄一为摇杆。缝纫机脚踏板机构缝纫机脚踏板机构缝纫机脚踏板机构缝纫机脚踏板机构雷达天线俯仰机构雷达天线俯仰机构雷达天线俯仰机构雷达天线俯仰机构第3页/共38页两连架杆都是曲柄。两连架杆都是曲柄。两连架杆都是曲柄。两连架杆都是曲柄。双曲柄机构双曲柄机构双曲柄机构双曲柄机构惯性筛机构惯性筛机构惯性筛机构惯性筛机构插床机构插床机构插床机构插床机构第4页/共38页(正正正正)平行四

4、边形机构特性平行四边形机构特性平行四边形机构特性平行四边形机构特性:两曲柄同速同向转动两曲柄同速同向转动两曲柄同速同向转动两曲柄同速同向转动连杆作平动连杆作平动连杆作平动连杆作平动平行四边形机构平行四边形机构平行四边形机构平行四边形机构:指相对两杆平行且相等的双曲柄机构。指相对两杆平行且相等的双曲柄机构。指相对两杆平行且相等的双曲柄机构。指相对两杆平行且相等的双曲柄机构。天平机构天平机构天平机构天平机构 第5页/共38页运动不确定的位置图运动不确定的位置图运动不确定的位置图运动不确定的位置图改进方法改进方法改进方法改进方法2:2:机车驱动轮联动机构机车驱动轮联动机构机车驱动轮联动机构机车驱动轮

5、联动机构 改进方法改进方法改进方法改进方法1 1:加对称结构加对称结构加对称结构加对称结构 反平行四边形机构反平行四边形机构反平行四边形机构反平行四边形机构 两相对杆长相等但不平行的双曲柄机构两相对杆长相等但不平行的双曲柄机构两相对杆长相等但不平行的双曲柄机构两相对杆长相等但不平行的双曲柄机构车门开闭机构车门开闭机构车门开闭机构车门开闭机构第6页/共38页双摇杆机构双摇杆机构双摇杆机构双摇杆机构两连架杆都是摇杆。两连架杆都是摇杆。两连架杆都是摇杆。两连架杆都是摇杆。等腰梯形机构等腰梯形机构等腰梯形机构等腰梯形机构(两摇杆等长两摇杆等长两摇杆等长两摇杆等长)汽车前轮转向机构汽车前轮转向机构汽车前

6、轮转向机构汽车前轮转向机构b bd db=db=d鹤式起重机鹤式起重机鹤式起重机鹤式起重机第7页/共38页二、曲柄存在的条件二、曲柄存在的条件二、曲柄存在的条件二、曲柄存在的条件 铰链四杆机构的类型取决于铰链四杆机构的类型取决于曲柄的存在曲柄的存在和和个数个数;而是否存在曲柄取决于机构而是否存在曲柄取决于机构各杆件的长度各杆件的长度和和机架的选择机架的选择。分析分析：构件构件AB要为曲柄，则转动要为曲柄，则转动副副A应为整转副应为整转副(周转副周转副)；为此为此AB杆应能占据整周中杆应能占据整周中的任何位置；的任何位置；因此因此AB杆应能占据与杆应能占据与AD共线的位置共线的位置AB及及AB。

7、由由DB C由由DBC两两相两两相加加第8页/共38页结论：结论：结论：结论：转动副转动副转动副转动副AA成为整转副的条件成为整转副的条件成为整转副的条件成为整转副的条件 1)1)最短杆长度最短杆长度最短杆长度最短杆长度+最长杆长度最长杆长度最长杆长度最长杆长度 其余两杆长度之和其余两杆长度之和其余两杆长度之和其余两杆长度之和杆长条件杆长条件杆长条件杆长条件 2)2)组成该周转副的两杆中必有一杆是最短杆。组成该周转副的两杆中必有一杆是最短杆。组成该周转副的两杆中必有一杆是最短杆。组成该周转副的两杆中必有一杆是最短杆。推论推论推论推论当机构尺寸满足杆长条件时，最短杆两端的转动副均为整转副；其余转

8、动副为摆转副。当机构尺寸满足杆长条件时，最短杆两端的转动副均为整转副；其余转动副为摆转副。当机构尺寸满足杆长条件时，最短杆两端的转动副均为整转副；其余转动副为摆转副。当机构尺寸满足杆长条件时，最短杆两端的转动副均为整转副；其余转动副为摆转副。平面四杆机构有曲柄的条件平面四杆机构有曲柄的条件平面四杆机构有曲柄的条件平面四杆机构有曲柄的条件 1)1)机构尺寸满足机构尺寸满足机构尺寸满足机构尺寸满足杆长条件杆长条件杆长条件杆长条件。2)2)最短杆最短杆最短杆最短杆为为为为机架机架机架机架或或或或连架杆连架杆连架杆连架杆。第9页/共38页例例例例：图示机构尺寸满足杆长条件，当取不同构件为机架时各得什么

9、机构？：图示机构尺寸满足杆长条件，当取不同构件为机架时各得什么机构？：图示机构尺寸满足杆长条件，当取不同构件为机架时各得什么机构？：图示机构尺寸满足杆长条件，当取不同构件为机架时各得什么机构？取最短杆相取最短杆相取最短杆相取最短杆相邻的构件为邻的构件为邻的构件为邻的构件为机架得曲柄机架得曲柄机架得曲柄机架得曲柄摇杆机构摇杆机构摇杆机构摇杆机构最短杆最短杆最短杆最短杆为机架为机架为机架为机架得双曲得双曲得双曲得双曲柄机构柄机构柄机构柄机构取最短杆对取最短杆对取最短杆对取最短杆对边为机架得边为机架得边为机架得边为机架得双摇杆机构双摇杆机构双摇杆机构双摇杆机构注意注意注意注意：如果四杆机构如果四杆机

10、构如果四杆机构如果四杆机构不满足杆长条件不满足杆长条件不满足杆长条件不满足杆长条件，则不论取哪个构件为，则不论取哪个构件为，则不论取哪个构件为，则不论取哪个构件为机架，均为机架，均为机架，均为机架，均为双摇杆机构双摇杆机构双摇杆机构双摇杆机构。第10页/共38页11输出件输出件输出件输出件的的的的急回特性急回特性急回特性急回特性三、铰链四杆机构的基本特性三、铰链四杆机构的基本特性三、铰链四杆机构的基本特性三、铰链四杆机构的基本特性 以曲柄摇杆机构为例。通常，曲柄作为原动件，作匀以曲柄摇杆机构为例。通常，曲柄作为原动件，作匀以曲柄摇杆机构为例。通常，曲柄作为原动件，作匀以曲柄摇杆机构为例。通常，

11、曲柄作为原动件，作匀速转动，通过连杆将运动转化为摇杆的变速往复摆动。速转动，通过连杆将运动转化为摇杆的变速往复摆动。速转动，通过连杆将运动转化为摇杆的变速往复摆动。速转动，通过连杆将运动转化为摇杆的变速往复摆动。1 2机构有急回特性机构有急回特性(1=180+2=180-)行程速比系数行程速比系数kk k=v2/v1=(180+)/()/(180-)行程速比系数行程速比系数k 1 0 0 极位夹角极位夹角 摇杆的摆角摇杆的摆角 角愈大，角愈大，角愈大，角愈大，K K值愈大，急回运动性质愈显著。值愈大，急回运动性质愈显著。值愈大，急回运动性质愈显著。值愈大，急回运动性质愈显著。第11页/共38页

12、从动件上从动件上的的驱动力驱动力与该力作用点与该力作用点绝对速度绝对速度间所夹锐角称为压力角间所夹锐角称为压力角。,功功Fvcos,传动性能传动性能。2压力角和传动角压力角和传动角判断机构传动性能的标志判断机构传动性能的标志压力角：压力角：传动角传动角=90-。,传动性能传动性能为保证机构正常工作为保证机构正常工作，通常：，通常：传动角：传动角：压力角的余角压力角的余角传动角传动角最小传动角最小传动角min一般机械：一般机械：一般机械：一般机械：min40大功率机械：大功率机械：大功率机械：大功率机械：min50vF第12页/共38页 minmin可能出现的位置可能出现的位置可能出现的位置可能

13、出现的位置minmina b c d 曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构:minmin出现在曲出现在曲出现在曲出现在曲柄与机架共线的两位置之一。柄与机架共线的两位置之一。柄与机架共线的两位置之一。柄与机架共线的两位置之一。或或或或第13页/共38页曲柄摇杆机构中曲柄摇杆机构中,摇杆为主动件摇杆为主动件,在在连杆与曲柄共线连杆与曲柄共线时时,无论摇杆上的力无论摇杆上的力多大多大,机构都难以运动机构都难以运动,该位置称为该位置称为死死点。点。A A缺点缺点缺点缺点:从动件易出现卡死或不确定运动现象。从动件易出现卡死或不确定运动现象。从动件易出现卡死或不确定运动现象。从动件易出现卡死或

14、不确定运动现象。利用飞轮或构件自重的利用飞轮或构件自重的利用飞轮或构件自重的利用飞轮或构件自重的惯性惯性惯性惯性作用来作用来作用来作用来克服克服克服克服或或或或将将将将两组以上组合而使各组机构两组以上组合而使各组机构两组以上组合而使各组机构两组以上组合而使各组机构死点错位排列死点错位排列死点错位排列死点错位排列。优点：优点：优点：优点：机械防松机械防松机械防松机械防松3死点死点飞机起落架飞机起落架飞机起落架飞机起落架蒸汽机车车轮联动装置蒸汽机车车轮联动装置蒸汽机车车轮联动装置蒸汽机车车轮联动装置第14页/共38页偏置曲柄滑块机构偏置曲柄滑块机构偏置曲柄滑块机构偏置曲柄滑块机构2-2铰链四铰链四

15、杆机构的演化杆机构的演化 演化方式：用移动副代替回转副、变更杆件长度、变更机架、扩大回转副等。演化方式：用移动副代替回转副、变更杆件长度、变更机架、扩大回转副等。一、曲柄滑块机构一、曲柄滑块机构一、曲柄滑块机构一、曲柄滑块机构曲柄摇杆机构中曲柄摇杆机构中曲柄摇杆机构中曲柄摇杆机构中:摇杆长度摇杆长度摇杆长度摇杆长度，回转副，回转副，回转副，回转副移动副移动副移动副移动副变摇变摇变摇变摇杆为杆为杆为杆为滑块滑块滑块滑块摇杆尺寸为无穷大摇杆尺寸为无穷大摇杆尺寸为无穷大摇杆尺寸为无穷大曲线导轨曲柄滑块机构曲线导轨曲柄滑块机构曲线导轨曲柄滑块机构曲线导轨曲柄滑块机构曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构

16、曲柄摇杆机构对心曲柄滑块机对心曲柄滑块机对心曲柄滑块机对心曲柄滑块机构构构构e=e=0 0(有急回作用有急回作用有急回作用有急回作用)导路通过曲柄回转中心导路通过曲柄回转中心导路通过曲柄回转中心导路通过曲柄回转中心第15页/共38页1 1 1 1 导杆机构导杆机构导杆机构导杆机构：在在在在曲柄滑块机构中，曲柄滑块机构中，曲柄滑块机构中，曲柄滑块机构中，改曲柄为机架改曲柄为机架改曲柄为机架改曲柄为机架转动转动转动转动：摆杆：摆杆：摆杆：摆杆 机架杆长，可作整周运转机架杆长，可作整周运转机架杆长，可作整周运转机架杆长，可作整周运转摆动摆动摆动摆动：摆杆长：摆杆长：摆杆长：摆杆长 机架杆长机架杆长机

17、架杆长机架杆长,不可作整周运转不可作整周运转不可作整周运转不可作整周运转=0,=90,传动性能传动性能传动性能传动性能=二、曲柄滑块机构演变二、曲柄滑块机构演变小型刨床小型刨床小型刨床小型刨床牛头刨床牛头刨床牛头刨床牛头刨床A回程回程回程回程 切削切削切削切削摆动导杆机构摆动导杆机构摆动导杆机构摆动导杆机构变更机架变更机架第16页/共38页2(2(曲柄曲柄曲柄曲柄)摇块机构摇块机构摇块机构摇块机构:在曲柄滑块机构中在曲柄滑块机构中在曲柄滑块机构中在曲柄滑块机构中,连接杆为机架。连接杆为机架。连接杆为机架。连接杆为机架。33定块机构：定块机构：定块机构：定块机构：在曲柄滑块机构中，滑块为机架。在

18、曲柄滑块机构中，滑块为机架。在曲柄滑块机构中，滑块为机架。在曲柄滑块机构中，滑块为机架。货车自动卸料机构货车自动卸料机构货车自动卸料机构货车自动卸料机构手摇唧筒手摇唧筒手摇唧筒手摇唧筒选运动链中不同构件为机架得不同机构的方法称为选运动链中不同构件为机架得不同机构的方法称为选运动链中不同构件为机架得不同机构的方法称为选运动链中不同构件为机架得不同机构的方法称为机构的倒置机构的倒置机构的倒置机构的倒置定块机构定块机构定块机构定块机构摇块机构摇块机构摇块机构摇块机构插齿机插齿机插齿机插齿机 抽水唧筒抽水唧筒抽水唧筒抽水唧筒 第17页/共38页44双滑块机构双滑块机构双滑块机构双滑块机构：具有两个移动

19、副的摇杆机构具有两个移动副的摇杆机构具有两个移动副的摇杆机构具有两个移动副的摇杆机构正弦机构正弦机构正弦机构正弦机构：从动件的位移与原动件转角的正弦成正比：从动件的位移与原动件转角的正弦成正比：从动件的位移与原动件转角的正弦成正比：从动件的位移与原动件转角的正弦成正比双转块机构双转块机构双转块机构双转块机构(滑动联轴器式机构滑动联轴器式机构滑动联轴器式机构滑动联轴器式机构)椭圆规式机构椭圆规式机构椭圆规式机构椭圆规式机构正切机构正切机构正切机构正切机构正弦机构正弦机构正弦机构正弦机构正弦机构演化正弦机构演化正弦机构演化正弦机构演化缝纫机针缝纫机针缝纫机针缝纫机针第18页/共38页三、偏心轮机构

20、三、偏心轮机构三、偏心轮机构三、偏心轮机构改变运动副的尺寸改变运动副的尺寸改变运动副的尺寸改变运动副的尺寸偏心轮机构偏心轮机构偏心轮机构偏心轮机构曲柄滑块机构曲柄滑块机构曲柄滑块机构曲柄滑块机构当曲柄当曲柄当曲柄当曲柄ABAB的尺寸较小时，由的尺寸较小时，由的尺寸较小时，由的尺寸较小时，由于结构需要，常将曲柄作成几于结构需要，常将曲柄作成几于结构需要，常将曲柄作成几于结构需要，常将曲柄作成几何中心与回转中心不重合的圆何中心与回转中心不重合的圆何中心与回转中心不重合的圆何中心与回转中心不重合的圆盘，称此圆盘为盘，称此圆盘为盘，称此圆盘为盘，称此圆盘为偏心轮偏心轮偏心轮偏心轮。几何中心与回转中心间

21、的距几何中心与回转中心间的距几何中心与回转中心间的距几何中心与回转中心间的距离称为离称为离称为离称为偏心距，等于曲柄长。偏心距，等于曲柄长。偏心距，等于曲柄长。偏心距，等于曲柄长。转动副转动副转动副转动副B B B B的半径扩的半径扩的半径扩的半径扩大超过曲大超过曲大超过曲大超过曲柄长柄长柄长柄长第19页/共38页四、四杆机构的扩展四、四杆机构的扩展四、四杆机构的扩展四、四杆机构的扩展生产上常见的某些多杆机构，也可以看成是由若干个四杆机构组合扩展形成的。生产上常见的某些多杆机构，也可以看成是由若干个四杆机构组合扩展形成的。生产上常见的某些多杆机构，也可以看成是由若干个四杆机构组合扩展形成的。生

22、产上常见的某些多杆机构，也可以看成是由若干个四杆机构组合扩展形成的。惯性筛机构惯性筛机构惯性筛机构惯性筛机构123456ABCDE第20页/共38页附附附附:运动副元素的逆换运动副元素的逆换运动副元素的逆换运动副元素的逆换对于移动副，将运动副两元素的包容关系进行对于移动副，将运动副两元素的包容关系进行对于移动副，将运动副两元素的包容关系进行对于移动副，将运动副两元素的包容关系进行逆换，并不影响两构件之间的相对运动。逆换，并不影响两构件之间的相对运动。逆换，并不影响两构件之间的相对运动。逆换，并不影响两构件之间的相对运动。摆动导杆机构摆动导杆机构摆动导杆机构摆动导杆机构构件构件构件构件2 2包包

23、包包容构件容构件容构件容构件3 3构件构件构件构件3 3包包包包容构件容构件容构件容构件2 2曲柄摇块机构曲柄摇块机构曲柄摇块机构曲柄摇块机构第21页/共38页2-3平面四平面四杆机构的设计杆机构的设计平面四杆机构设计平面四杆机构设计平面四杆机构设计平面四杆机构设计 根据给定的运动条件，综合考虑几何条件和动力条件根据给定的运动条件，综合考虑几何条件和动力条件根据给定的运动条件，综合考虑几何条件和动力条件根据给定的运动条件，综合考虑几何条件和动力条件(如最小传动角如最小传动角如最小传动角如最小传动角 minmin)等，确定机构运动简图的尺寸参数。等，确定机构运动简图的尺寸参数。等，确定机构运动简

24、图的尺寸参数。等，确定机构运动简图的尺寸参数。问题类型问题类型问题类型问题类型(1)(1)按照给定从动件的运动规律按照给定从动件的运动规律按照给定从动件的运动规律按照给定从动件的运动规律(位置、速度、加速度位置、速度、加速度位置、速度、加速度位置、速度、加速度)(2)(2)按照给定点的运动轨迹按照给定点的运动轨迹按照给定点的运动轨迹按照给定点的运动轨迹设计方法设计方法设计方法设计方法解析法：精确解析法：精确解析法：精确解析法：精确图解法图解法图解法图解法：直观：直观：直观：直观 实验法：简便实验法：简便实验法：简便实验法：简便第22页/共38页一、按给定连杆位置设计四杆机构一、按给定连杆位置设

25、计四杆机构一、按给定连杆位置设计四杆机构一、按给定连杆位置设计四杆机构1 1巳知：巳知：巳知：巳知：连杆长连杆长连杆长连杆长l l33及其及其及其及其两两两两个个个个对应位置对应位置对应位置对应位置B B1 1C C1 1和和和和B B2 2C C2 2要求：确定铰链中心要求：确定铰链中心要求：确定铰链中心要求：确定铰链中心AA、DD，定出其他三杆尺寸，定出其他三杆尺寸，定出其他三杆尺寸，定出其他三杆尺寸C C1212A Ab b1212D D设计步骤：设计步骤：设计步骤：设计步骤：B B1 1C C1 1C C2 2B B2 2设计分析：设计分析：设计分析：设计分析：动画演动画演动画演动画演

26、示示示示有无穷多解！有无穷多解！有无穷多解！有无穷多解！和分别在和分别在和分别在和分别在B B1 1B B和和和和C C1 1C C的垂的垂的垂的垂直平分线上。直平分线上。直平分线上。直平分线上。铰链和位置已知，固定铰链和未知。铰链和位置已知，固定铰链和未知。铰链和位置已知，固定铰链和未知。铰链和位置已知，固定铰链和未知。铰链和轨迹为圆弧，其圆心分别为点和。铰链和轨迹为圆弧，其圆心分别为点和。铰链和轨迹为圆弧，其圆心分别为点和。铰链和轨迹为圆弧，其圆心分别为点和。第23页/共38页2 2巳知：连杆长巳知：连杆长巳知：连杆长巳知：连杆长l l33及其三个对应位置及其三个对应位置及其三个对应位置及

27、其三个对应位置 B B1 1C C1 1、B B2 2C C2 2和和和和B B3 3C C3 3要求：确定铰链中心要求：确定铰链中心要求：确定铰链中心要求：确定铰链中心AA、DD，定出其他三杆尺寸，定出其他三杆尺寸，定出其他三杆尺寸，定出其他三杆尺寸b b1212D DA AB B1 1B B2 2B B3 3b b2323C C1 1C C2 2C C3 3c c2323设计步骤：设计步骤：设计步骤：设计步骤：动画演示动画演示动画演示动画演示有唯一解！有唯一解！有唯一解！有唯一解！给定连杆的给定连杆的给定连杆的给定连杆的 4 4个位置个位置个位置个位置,用实验法。用实验法。用实验法。用实验

28、法。第24页/共38页例例例例1 1：已知四杆机构已知四杆机构已知四杆机构已知四杆机构ABCDABCD的连杆的连杆的连杆的连杆BCBC长长长长l l22=40=40mmmm和连杆两位置。现要求在位置和连杆两位置。现要求在位置和连杆两位置。现要求在位置和连杆两位置。现要求在位置BB22CC22时，机构处于死点位置，且连架杆时，机构处于死点位置，且连架杆时，机构处于死点位置，且连架杆时，机构处于死点位置，且连架杆CC22DD和和和和BB22CC22夹角为夹角为夹角为夹角为9090，设计此机构。，设计此机构。，设计此机构。，设计此机构。设计步骤：设计步骤：设计步骤：设计步骤：B B2 2C C2 2

29、B B1 1C C1 1结果：结果：结果：结果：得得得得ABCDABCD位置，量取各杆件长度，得唯一解。位置，量取各杆件长度，得唯一解。位置，量取各杆件长度，得唯一解。位置，量取各杆件长度，得唯一解。A AD D例例例例2 2：造型机翻箱机构造型机翻箱机构造型机翻箱机构造型机翻箱机构例例例例3 3：炉门开闭机构炉门开闭机构炉门开闭机构炉门开闭机构第25页/共38页二、按给定的行程速比系数二、按给定的行程速比系数二、按给定的行程速比系数二、按给定的行程速比系数k k设计四杆机构设计四杆机构设计四杆机构设计四杆机构1 1曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构巳知：巳知：巳知：巳知：摇杆长

30、摇杆长摇杆长摇杆长l l33,摆角摆角摆角摆角 和和和和行程速比系数行程速比系数行程速比系数行程速比系数k k要求：确定铰链中心要求：确定铰链中心要求：确定铰链中心要求：确定铰链中心AA，定出其他三杆尺寸定出其他三杆尺寸定出其他三杆尺寸定出其他三杆尺寸步骤步骤步骤步骤：动画演示动画演示动画演示动画演示有无穷多解！有无穷多解！有无穷多解！有无穷多解！第26页/共38页2 2导杆机构导杆机构导杆机构导杆机构巳知：机架长巳知：机架长巳知：机架长巳知：机架长l l44和行程速比系数和行程速比系数和行程速比系数和行程速比系数k k要求：确定曲柄长度要求：确定曲柄长度要求：确定曲柄长度要求：确定曲柄长度l

31、 l1 1步骤：步骤：步骤：步骤：动画演示动画演示动画演示动画演示有唯一解！有唯一解！有唯一解！有唯一解！第27页/共38页已知条件已知条件已知条件已知条件：滑块行程：滑块行程：滑块行程：滑块行程HH、偏矩、偏矩、偏矩、偏矩e e和行程速比系数和行程速比系数和行程速比系数和行程速比系数KK。例：例：例：例：曲柄滑块机构设计曲柄滑块机构设计曲柄滑块机构设计曲柄滑块机构设计设计步骤：设计步骤：设计步骤：设计步骤：动画演示动画演示动画演示动画演示第28页/共38页三、按给定两连架杆对应位置设计四杆机构三、按给定两连架杆对应位置设计四杆机构三、按给定两连架杆对应位置设计四杆机构三、按给定两连架杆对应位

32、置设计四杆机构用用用用解析法解析法解析法解析法或或或或实验法实验法实验法实验法(P34P36)(P34P36)1 1解析法解析法解析法解析法:机构封闭多边形机构封闭多边形机构封闭多边形机构封闭多边形coscos 1 1=P P0 0coscos 1 1+P P1 1cos(cos(1 1-1 1)+)+P P2 2coscos 2 2=P P0 0coscos 2 2+P P1 1cos(cos(2 2-1 1)+)+P P2 2coscos 3 3=P P0 0coscos 3 3+P P1 1cos(cos(3 3-3 3)+)+P P2 2给定三对应位置，得精确解给定三对应位置，得精确解

33、给定三对应位置，得精确解给定三对应位置，得精确解少于三位置，有无数解少于三位置，有无数解少于三位置，有无数解少于三位置，有无数解多于三位置时，用实验法多于三位置时，用实验法多于三位置时，用实验法多于三位置时，用实验法第29页/共38页2 2实验法实验法实验法实验法:已知已知已知已知选定不同的选定不同的选定不同的选定不同的l l1 1、l l22和和和和l l3 3凑图凑图凑图凑图第30页/共38页作作业业P3738：题题2-8、2-11、2-15习题讲解习题讲解P3537：题题2-6/7/9/10/1214/16第31页/共38页复习与练习复习与练习1/61/6一、填空：一、填空：一、填空：一

34、、填空：1 1、铰链四杆机构中的固定件称为铰链四杆机构中的固定件称为铰链四杆机构中的固定件称为铰链四杆机构中的固定件称为 ，与其用，与其用，与其用，与其用 副副副副直接相连接的构件称为直接相连接的构件称为直接相连接的构件称为直接相连接的构件称为 ，不与固定件相连接的，不与固定件相连接的，不与固定件相连接的，不与固定件相连接的构件称为构件称为构件称为构件称为 。2 2、按照、按照、按照、按照 是曲柄还是摇杆，可将铰链四杆机构分是曲柄还是摇杆，可将铰链四杆机构分是曲柄还是摇杆，可将铰链四杆机构分是曲柄还是摇杆，可将铰链四杆机构分为三种基本型式为三种基本型式为三种基本型式为三种基本型式 、和和和和

35、。3 3、平面机构中，压力角、平面机构中，压力角、平面机构中，压力角、平面机构中，压力角 ，则传动角，则传动角，则传动角，则传动角 ，机构，机构，机构，机构的传动性能越好。的传动性能越好。的传动性能越好。的传动性能越好。4 4、导杆机构的传动角是、导杆机构的传动角是、导杆机构的传动角是、导杆机构的传动角是 ，压力角是，压力角是，压力角是，压力角是 ，其传力，其传力，其传力，其传力性能性能性能性能 。5 5、曲柄摇杆机构中，当、曲柄摇杆机构中，当、曲柄摇杆机构中，当、曲柄摇杆机构中，当 为主动件时，在为主动件时，在为主动件时，在为主动件时，在 和和和和 共线时，会出现死点现象。共线时，会出现死点

36、现象。共线时，会出现死点现象。共线时，会出现死点现象。第32页/共38页2/62/66 6、在平面四杆机构中，极位夹角越大，则行程速比系、在平面四杆机构中，极位夹角越大，则行程速比系、在平面四杆机构中，极位夹角越大，则行程速比系、在平面四杆机构中，极位夹角越大，则行程速比系数就数就数就数就 ，急回性能也，急回性能也，急回性能也，急回性能也 ;若极位夹角为零若极位夹角为零若极位夹角为零若极位夹角为零,则其行程速比系数等于则其行程速比系数等于则其行程速比系数等于则其行程速比系数等于 ,就意味着该机构的急就意味着该机构的急就意味着该机构的急就意味着该机构的急回性能回性能回性能回性能。7 7、在连杆机

37、构设计中，习惯上用传动角来判断传力性、在连杆机构设计中，习惯上用传动角来判断传力性、在连杆机构设计中，习惯上用传动角来判断传力性、在连杆机构设计中，习惯上用传动角来判断传力性能。在出现死点时，传动角等于能。在出现死点时，传动角等于能。在出现死点时，传动角等于能。在出现死点时，传动角等于 ，压力角等，压力角等，压力角等，压力角等于于于于 。8 8、在机构设计中，若要提高传动效率，须、在机构设计中，若要提高传动效率，须、在机构设计中，若要提高传动效率，须、在机构设计中，若要提高传动效率，须传传传传动角。动角。动角。动角。二、作出三种含单个移动副的基本平面四杆机构的运二、作出三种含单个移动副的基本平

38、面四杆机构的运二、作出三种含单个移动副的基本平面四杆机构的运二、作出三种含单个移动副的基本平面四杆机构的运动简图，并说明各种机构的名称。动简图，并说明各种机构的名称。动简图，并说明各种机构的名称。动简图，并说明各种机构的名称。第33页/共38页三、计算三、计算三、计算三、计算1 1、设计一曲柄摇杆机构。已知机构的行程速比系数、设计一曲柄摇杆机构。已知机构的行程速比系数、设计一曲柄摇杆机构。已知机构的行程速比系数、设计一曲柄摇杆机构。已知机构的行程速比系数 k k=1.1=1.1，摇杆，摇杆，摇杆，摇杆l lCDCD=30mm=30mm，摆角，摆角，摆角，摆角=35=35。用作图法求。用作图法求

39、。用作图法求。用作图法求出曲柄出曲柄出曲柄出曲柄ABAB和连杆和连杆和连杆和连杆BCBC的长度的长度的长度的长度,写出作图步骤写出作图步骤写出作图步骤写出作图步骤;并作出并作出并作出并作出以曲柄为原动件时机构的最小传动角以曲柄为原动件时机构的最小传动角以曲柄为原动件时机构的最小传动角以曲柄为原动件时机构的最小传动角 minmin和以摇和以摇和以摇和以摇杆为原动件时机构的死点位置。杆为原动件时机构的死点位置。杆为原动件时机构的死点位置。杆为原动件时机构的死点位置。2 2、图示为一曲柄滑块机构。其偏心距、图示为一曲柄滑块机构。其偏心距、图示为一曲柄滑块机构。其偏心距、图示为一曲柄滑块机构。其偏心距

40、e e=10=10mmmm，曲柄，曲柄，曲柄，曲柄长度长度长度长度l lABAB=30=30，连杆长度，连杆长度，连杆长度，连杆长度l lBCBC=50mm=50mm，用图解法求出滑，用图解法求出滑，用图解法求出滑，用图解法求出滑块的行程块的行程块的行程块的行程HH；画出滑块主动时，机构的死点位置。；画出滑块主动时，机构的死点位置。；画出滑块主动时，机构的死点位置。；画出滑块主动时，机构的死点位置。3/63/6第34页/共38页3 3、在牛头刨床机构中，已知行程速比系数、在牛头刨床机构中，已知行程速比系数、在牛头刨床机构中，已知行程速比系数、在牛头刨床机构中，已知行程速比系数k k=1.5=1

41、.5，刨，刨，刨，刨头冲程头冲程头冲程头冲程HH=300mm=300mm，曲柄半径，曲柄半径，曲柄半径，曲柄半径l lABAB=70mm=70mm。试用图解。试用图解。试用图解。试用图解法求机架长度法求机架长度法求机架长度法求机架长度l lACAC和导路至摆动中心的距离和导路至摆动中心的距离和导路至摆动中心的距离和导路至摆动中心的距离Y Y。4 4、设计一曲柄摇杆机构。已知机构的行程速比系数、设计一曲柄摇杆机构。已知机构的行程速比系数、设计一曲柄摇杆机构。已知机构的行程速比系数、设计一曲柄摇杆机构。已知机构的行程速比系数k k=1=1，摇杆，摇杆，摇杆，摇杆l lCDCD=40=40mmmm，

42、摇杆的两极限位置，摇杆的两极限位置，摇杆的两极限位置，摇杆的两极限位置DCDC11和和和和DCDC22如图所示。用作图法求出曲柄如图所示。用作图法求出曲柄如图所示。用作图法求出曲柄如图所示。用作图法求出曲柄ABAB和连杆和连杆和连杆和连杆BCBC的长度，的长度，的长度，的长度，写出作图步骤；并作出以曲柄为原动件时机构的最写出作图步骤；并作出以曲柄为原动件时机构的最写出作图步骤；并作出以曲柄为原动件时机构的最写出作图步骤；并作出以曲柄为原动件时机构的最 小传动角小传动角小传动角小传动角 minmin。4/64/6A AB BC CY YH H第35页/共38页5 5、设计一曲柄滑块机构。已知滑块

43、的行程速比系数、设计一曲柄滑块机构。已知滑块的行程速比系数、设计一曲柄滑块机构。已知滑块的行程速比系数、设计一曲柄滑块机构。已知滑块的行程速比系数 k k=1.2=1.2，滑块的行程，滑块的行程，滑块的行程，滑块的行程S S=40mm=40mm，偏距，偏距，偏距，偏距e e=10mm=10mm。用作。用作。用作。用作图法求出曲柄图法求出曲柄图法求出曲柄图法求出曲柄ABAB和连杆和连杆和连杆和连杆BCBC的长度的长度的长度的长度,写出作图步骤。写出作图步骤。写出作图步骤。写出作图步骤。并作出以曲柄为原动件时机构的最小传动角并作出以曲柄为原动件时机构的最小传动角并作出以曲柄为原动件时机构的最小传动

44、角并作出以曲柄为原动件时机构的最小传动角 minmin。6 6、设计一铰链四杆机构。已知连杆、设计一铰链四杆机构。已知连杆、设计一铰链四杆机构。已知连杆、设计一铰链四杆机构。已知连杆BCBC的长度的长度的长度的长度l lBC BC=5050mmmm，连杆的两个位置如图所示，现要求到达，连杆的两个位置如图所示，现要求到达，连杆的两个位置如图所示，现要求到达，连杆的两个位置如图所示，现要求到达BB22CC22位置时，机构处于死点位置，且摇杆位置时，机构处于死点位置，且摇杆位置时，机构处于死点位置，且摇杆位置时，机构处于死点位置，且摇杆CC22DD处于处于处于处于铅垂位置，用作图法求出铅垂位置，用作

45、图法求出铅垂位置，用作图法求出铅垂位置，用作图法求出l lABAB、l lCDCD 和和和和l lADAD，并写出作，并写出作，并写出作，并写出作图步骤。图步骤。图步骤。图步骤。5/65/6第36页/共38页7 7、图示铰链四杆机构中，已知、图示铰链四杆机构中，已知、图示铰链四杆机构中，已知、图示铰链四杆机构中，已知d d=65=65，b b=100=100，c c=75=75，d d为机架，试求：为机架，试求：为机架，试求：为机架，试求：(1)(1)若此机构为曲柄摇杆机构若此机构为曲柄摇杆机构若此机构为曲柄摇杆机构若此机构为曲柄摇杆机构,且且且且a a 为曲柄为曲柄为曲柄为曲柄,a a 的最

46、大值的最大值的最大值的最大值(2)(2)若此机构为双曲柄机构，若此机构为双曲柄机构，若此机构为双曲柄机构，若此机构为双曲柄机构，a a 的最小值。的最小值。的最小值。的最小值。8 8、已知铰链四杆机构中行程速比系数、已知铰链四杆机构中行程速比系数、已知铰链四杆机构中行程速比系数、已知铰链四杆机构中行程速比系数k k=1,=1,连杆连杆连杆连杆BCBC长长长长5050mmmm，摇杆，摇杆，摇杆，摇杆CDCD长长长长4040mmmm,摇杆的两个极限位置如摇杆的两个极限位置如摇杆的两个极限位置如摇杆的两个极限位置如图所示，试作图求出曲柄图所示，试作图求出曲柄图所示，试作图求出曲柄图所示，试作图求出曲

47、柄ABAB和机架和机架和机架和机架ADAD的尺寸的尺寸的尺寸的尺寸,并写并写并写并写出作图步骤。出作图步骤。出作图步骤。出作图步骤。9 9、在含有一个移动副的四杆机构中、在含有一个移动副的四杆机构中、在含有一个移动副的四杆机构中、在含有一个移动副的四杆机构中,l lABAB=32=32mmmm,l lBCBC=4040mmmm，问该机构若为曲柄滑块机构时，偏心距，问该机构若为曲柄滑块机构时，偏心距，问该机构若为曲柄滑块机构时，偏心距，问该机构若为曲柄滑块机构时，偏心距e e 的的的的最大值为多少。最大值为多少。最大值为多少。最大值为多少。题题题题9 9题题题题7 7题题题题8 86/66/6第37页/共38页感谢您的观看。感谢您的观看。第38页/共38页