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1、第 三 章 平 面 連 桿 機 構學 習 要 求（ 1） 掌 握 鉸 鏈 四 桿 機 構 的 基 本 型 式 、 應 用 和 演 化 ；（ 2） 熟 悉 曲 柄 存 在 的 條 件 、 壓 力 角 、 傳 動 角 、 死 點 位置 、 極 限 位 置 、 極 位 夾 角 、 行 程 速 比 系 數(shù) 等 基 本 概 念 ，并 能 繪 圖 表 示 ；（ 3） 了 解 四 桿 機 構 設 計 的 基 本 問 題 ， 掌 握 設 計 平 面 四桿 機 構 的 基 本 方 法 。 重 點（ 1） 鉸 鏈 四 桿 機 構 及 鉸 鏈 四 桿 機 構 基 本 類 型 的 判 斷（ 2） 曲 柄 滑 塊 機

2、構 是 如 何 演 化 而 來 的 ？（ 3） 平 面 四 桿 機 構 的 急 回 特 性 表 示 什 么 ？ 與 什 么 參 數(shù)有 關 ？（ 4） 什 么 時 候 會 出 現(xiàn) 死 點 位 置 ， 如 何 避 免 ？ 如 何 利 用 ？（ 5） 機 構 的 壓 力 角 和 傳 動 角 有 什 么 關 系 ？ 它 們 與 傳 動效 率 有 什 么 關 系 ？ 平 面 連 桿 機 構 各 構 件 間 均 用 低 副 連 接 的 平 面 機構 。 特 點 ：磨 損 較 輕 ， 潤 滑 容 易 ， 便 于 加 工 且 加 工 精 度 較 高 。運 動 誤 差 較 大 ， 結 構 和 設 計 較 復 雜

3、 。 3-1 鉸 鏈 四 桿 機 構 的 基 本 形 式 和 應 用 機 架 ： 4 連 架 桿 ： 1、 3 連 桿 ： 2轉(zhuǎn) 動 副曲 柄 能 作 360 轉(zhuǎn) 動 的 連 架 桿 。搖 桿 不 能 作 360 轉(zhuǎn) 動 的 連 架 桿 。 一 、 曲 柄 搖 桿 機 構 應 用 ： 二 、 雙 曲 柄 機 構 一 般 ： 主 動 曲 柄 勻 速 轉(zhuǎn) 動 ， 從 動 曲 柄 變 速 轉(zhuǎn) 動 特 殊 ： 1） 正 平 行 四 邊 形 機 構 ： 對 邊 平 行 且 相 等 特 點 ： 主 、 從 動 曲 柄 同 速 轉(zhuǎn) 動 且 方 向 相 等 運 動 不 確 定 現(xiàn) 象 ： 2） 反 平 行 四

4、 邊 形 機 構 ： 對 邊 相 等 但 不 平 行 特 點 ： 主 、 從 動 曲 柄 轉(zhuǎn) 向 相 反 公 共 汽 車 車 門 啟 閉 機 構 三 、 雙 搖 桿 機 構 3-2 鉸 鏈 四 桿 機 構 基 本 類 型 的 判 斷 21 31 413241 24312143 34213142 得)2()3( 得)3()1( 得)2()1( )3(對 )2()( )1()( 對 ll ll llllll DCB llllllll llllllll DCB ：， ：， ：， ： l1為 短 桿 桿 整 轉(zhuǎn) 副 能 作 360轉(zhuǎn) 動 的 回 轉(zhuǎn) 副 。 整 轉(zhuǎn) 副 存 在 的 條 件 ：1） 最

5、短 桿 +最 長 桿 其 余 兩 桿 之 和 ；2） 最 短 桿 兩 端 的 轉(zhuǎn) 動 副 為 整 轉(zhuǎn) 副 (最 短 桿 是 曲 柄 )。 鉸 鏈 四 桿 機 構 基 本 類 型 的 判 斷 ：1） 當 最 短 桿 +最 長 桿 其 余 兩 桿 之 和 a.固 定 最 短 桿 的 鄰 桿 ， 得 到 曲 柄 搖 桿 機 構 b.固 定 最 短 桿 ， 得 到 雙 曲 柄 機 構 c.固 定 最 短 桿 的 對 桿 ， 得 到 雙 搖 桿 機 構2） 當 最 短 桿 +最 長 桿 其 余 兩 桿 之 和 無 論 固 定 哪 個 構 件 ， 都 為 雙 搖 桿 機 構 例 ： 例 ： 在 鉸 鏈 四

6、 桿 機 構 中 ， 已 知 l2= 30mm， l3=35mm，l4=50mm， 構 件 AD為 機 架 ， 試 問 ：1） 若 此 機 構 為 曲 柄 搖 桿 機 構 ， 且 構 件 AB為 曲 柄 ， 求l1min ；2） 若 此 機 構 為 雙 曲 柄 機 構 ， 求 l1max ；3） 若 此 機 構 為 雙 搖 桿 機 構 ， 求 l1的 數(shù) 值 解 ： 由 式 得 lmax+lmin l余 1+l余 21) 若 此 機 構 為 曲 柄 搖 桿 機 構 ， 且 構 件 AB為 曲 柄 ，當 l4為 最 長 桿 時 ， 應 滿 足 ： l2+l4 l1+l3 l1 l4+l2 l3=

7、50+30-35=45mm 當 l1為 最 長 桿 時 ， 應 滿 足 ： l1+l2 l3+l4 l1 l3+l4 l2=50+35 30=55mm 45mm l1 55mm時 ， 該 機 構 為 曲 柄 搖 桿 機 構 。 Lmin=45mm。 2) 若 此 機 構 為 雙 曲 柄 機 構 ， 依 題 意 AD應 為 最 短 桿 。 應滿 足 ： l1+l4 l2+l3 l1 l2+l3 l4=30+35-50=15mm 當 lmax=15mm時 ， 該 機 構 為 雙 曲 柄 機 構 。 3) 若 此 機 構 為 雙 搖 桿 機 構 ， 只 要 l1不 滿 足 上 述 兩 種 情況 均

8、能 滿 足 本 題 要 求 。 即 當 15mm l1 45mm和 55mml1 115mm（ 極 限 情 況 ， 即 l4+l2+l3 =115mm） 時 ， 機 構 均 為雙 搖 桿 機 構 。 極 限 位 置 擺 角 ， 極 位 夾 角 3-3 鉸鏈四桿機構的傳動特性 一 、 急 回 特 性曲 柄 AB 1 AB2（ 1） ， 搖 桿 C1D C2D（ ） ， 時 間 t1，速 度 v1曲 柄 AB2 AB1（ 2） ， 搖 桿 C2D C1D（ ） ， 時 間 t2，速 度 v2 行 程 速 比 系 數(shù) : K=2/1=(/t2)/ (/t1) =t1 /t2 =1/2 =(180 +

9、） /（ 180 -） 極 位 夾 角 。 =0， 無 急 回 特 性 ； 0， 有 急 回 特 性 。 越 大 ， 急 回 特 性 就 越 顯 著 。利 用 急 回 特 性 可 提 高 生 產(chǎn) 率 。 二 、 壓 力 角 a和 傳 動 角 g壓 力 角 a作 用 在 從 動 件 上 的 力 與 該 力 作 用 點 絕 對 速度 之 間 所 夾 的 銳 角 。壓 力 角 a越 大 ， 有 效 分 力 越 小 。 反 之 亦 然 。 aasin: cos: FF FFnt 有害分力有效分力 傳 動 角 g 壓 力 角 的 余 角 。所 以 ， 壓 力 角 越 小 、 傳 動 角 越 大 ， 機

10、構 的 傳 力 性 能 越好 ， 傳 動 效 率 越 高 。一 般 機 械 ：大 功 率 機 械 ： 40;50 minmax ggaa 50;40 minmax ggaa 三 、 死 點 位 置對 曲 柄 搖 桿 機 構 ， 當 搖 桿 為 主 動 件 時 ， 從 動 件 曲 柄 與連 桿 在 一 條 線 上 時 ， 會 出 現(xiàn) 死 點 。 此 時 曲 柄 不 轉(zhuǎn) 動 。 當 機 構 處 于 死 點 位 置 （ g=0 ） 時 ， 機 構 發(fā) 生 自 鎖 或運 動 不 確 定 。消 除 死 點 的 方 法 ：1） 對 曲 柄 施 加 外 力 。2） 利 用 構 件 自 身 或 飛 輪 的 慣

11、 性 ， 使 機 構 順 利 通 過 死點 。3） 采 用 聯(lián) 動 的 兩 相 同 機 構 ， 使 兩 機 構 的 死 點 錯 開 。死 點 的 利 用 ：1） 飛 機 起 落 架 2） 快 速 夾 具 死 點 的 利 用 ： 1） 飛 機 起 落 架 2） 快 速 夾 具 3） 折 疊 靠 椅 3-4 鉸 鏈 四 桿 機 構 的 演 化一 、 曲 柄 滑 塊 機 構 轉(zhuǎn) 動 副移 動 副 搖 桿 曲 柄 搖 桿 機 構 曲 柄 滑 塊 機 構 轉(zhuǎn) 動 往 復 移 動曲 柄 滑 塊 機 構 的 類 型 ： 對 心 曲 柄 滑 塊 機 構 偏 置 曲 柄 滑 塊 機 構應 用 ： 活 塞 式 內(nèi)

12、 燃 機 、 空 氣 壓 縮 機 、 沖 床 等 。 對 心 曲 柄 滑 塊 機 構 偏 置 曲 柄 滑 塊 機 構曲 柄 存 在 條 件 ：對 心 曲 柄 滑 塊 機 構 ： L 1L2 行 程 S=2L1偏 置 曲 柄 滑 塊 機 構 ： L1+eL2 結 論 :偏 置 曲 柄 滑 塊 機 構 具 有 急 回 特 性 改 變 曲 柄 滑 塊 機 構 的 固 定 件 得 到 以 下 機 構 。二 、 導 桿 機 構 將 曲 柄 滑 塊 機 構 中 的 曲 柄 改 為 機 架 轉(zhuǎn) 動 導 桿 機 構 擺 動 導 桿 機 構L1L2 L1 L2 ： 機 架 長 度 ： 曲 柄 長 度 應 用 牛

13、 頭 刨 床 機 構 簡 易 刨 床 三 、 搖 塊 機 構 曲 柄 滑 塊 機 構 中 ， 當 將 連 桿 改 為 機架 時 ， 就 演 化 成 搖 塊 機 構 。 應 用 泵 四 、 定 塊 機 構 曲 柄 滑 塊 機 構 中 ， 當 將 滑 塊 改 為 機 架 時 ， 就演 化 成 定 塊 機 構 。 應 用 五 、 偏 心 輪 機 構 擴 大 轉(zhuǎn) 動 副 用 于 曲 柄 長 度 要 求 較 短 、 沖 擊 在 和 較 大 的 機 械 中 。 顎 式 破 碎 機 總 結 ：鉸 鏈 四 桿 機 構 可 通 過 下 列 途 徑 演 化 成 其 他 形 式 的 四 桿機 構 ：1)通 過 改

14、變 構 件 的 相 對 長 度 將 轉(zhuǎn) 動 副 演 變 成 移 動 副 ；2)通 過 擴 大 轉(zhuǎn) 動 副 獲 得 偏 心 輪 機 構 ；3)通 過 取 不 同 的 構 件 為 機 架 獲 得 不 同 的 機 構 。 3-5 平 面 四 桿 機 構 的 設 計設 計 內(nèi) 容 ： 選 擇 形 式 ； 確 定 尺 寸 （ 運 動 簡 圖 ）兩 類 問 題 ： 1） 按 給 定 的 從 動 件 的 位 置 設 計 2） 按 給 定 的 運 動 軌 跡 設 計三 種 設 計 方 法 ： 1） 解 析 法 2） 幾 何 法 3） 實 驗 法 一 、 按 給 定 的行 程 速 比 系 數(shù) 設計 1.曲 柄

15、搖 桿機 構 已 知 條 件 ： 搖桿 長 l3， 搖 桿 的擺 角 f， 行 程 速 比系 數(shù) K設 計 實 質(zhì) ： 確定 固 定 鉸 鏈 中 心的 位 置 ， 定 出 曲柄 、 連 桿 及 機 架的 長 度 。 設 計 要 點 ：作 一 直 角 三 角 形 ， 使 其 銳 角 =極 位 夾 角 。 再作 直 角 三 角 形 的 外 接 圓 。 固 定 鉸 鏈 中 心 即位 于 圓 周 上 。 二 、 按 給 定 的 連 桿 位 置 設 計1.已 知 連 桿 的 兩 個 位 置2.已 知 連 桿 的 三 個 位 置連 接 連 桿 的 對 應點 ， 作 其 垂 直 平分 線 課 堂 練 習一

16、、 填 空 題1.曲 柄 搖 桿 機 構 中 行 程 速 比 系 數(shù) K的 大 小 取 決于 ， K值 越 大 ， 機 構 的 越 顯 著 。 2.在 曲 柄 搖 桿 機 構 中 ， 當 與 共 線時 ， 機 構 可 能 出 現(xiàn) 最 小 傳 動 角 min 。3.在 鉸 鏈 四 桿 機 構 中 ， 與 機 架 用 轉(zhuǎn) 動 副 相 連 接 的 桿 稱為 。4.在 曲 柄 滑 塊 機 構 中 ， 若 滑 塊 作 為 主 動 件 ，當 時 ， 機 構 會 出 現(xiàn) 死 點 位 置 。5.鉸 鏈 四 桿 機 構 曲 柄 存 在 的 條 件 是 ； 。 極 位 夾 角 急 回 特 性曲 柄 機 架連 架

17、桿曲 柄 與 連 桿 共 線 最 短 +最 長 其 余 兩 桿曲 柄 為 最 短 二 、 選 擇 題1.平 面 連 桿 機 構 是 由 組 成 的 機 構 。A.高 副 ； B.高 副 和 低 副 ； C.轉(zhuǎn) 動 副 ； D.低 副 。2.平 面 連 桿 機 構 ， 構 件 的 最 少 數(shù) 量 是 。A.二 件 ； B.三 件 ； C.四 件 ； D.五 件 。3.沒 有 急 回 運 動 性 質(zhì) 的 四 桿 機 構 是 。A.對 心 曲 柄 滑 塊 機 構 ； B.偏 置 曲 柄 滑 塊 機 構 ； C.擺 動 導 桿 機 構 。4.壓 力 角 可 作 為 判 斷 機 構 傳 力 性 能 的

18、標 志 ， 在 平 面 連 桿機 構 中 ， 壓 力 角 越 大 ， 機 構 傳 力 性 能 。A.越 差 ； B.不 受 影 響 ； C.越 好 。D CAA 5.曲 柄 搖 桿 機 構 的 死 點 位 置 在 。A.原 動 桿 與 連 桿 共 線 ； B.原 動 桿 與 機 架 共 線 ； C.從 動 桿 與 連 桿 共 線 ； D.從 動 桿 與 機 架 共 線 。三 、 判 斷 題1.平 面 連 桿 機 構 是 低 副 機 構 其 接 觸 處 壓 強 較 小 因 此 適用 于 受 力 較 大 的 場 合 。 ( )2.鉸 鏈 四 桿 機 構 通 過 機 架 的 轉(zhuǎn) 換 就 一 定 可 以 得 到 曲 柄搖 桿 機 構 雙 曲 柄 機 構 和 雙 搖 桿 機 構 。 ( )3.鉸 鏈 四 桿 機 構 如 有 曲 柄 存 在 則 曲 柄 必 為 最 短 構 件 。（ ）4.在 曲 柄 滑 塊 機 構 中 當 曲 柄 為 主 動 件 時 機 構 沒 有 死 點 。（ ） C對 錯對對