平面連桿機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)

1、第4章平面連桿機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)：平面連桿機(jī)構(gòu)是由一些簡(jiǎn)稱(chēng)“桿”的構(gòu)件通過(guò)平面低副相互連接而成，故又稱(chēng)平面低副機(jī)構(gòu)。平面連桿機(jī)構(gòu)被廣泛地應(yīng)用，近年來(lái)，隨著電子計(jì)算機(jī)應(yīng)用的普及，設(shè)計(jì)方法的不斷改進(jìn)，平面連桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用范圍還在進(jìn)一步擴(kuò)大。本章的教學(xué)將使讀者了解平面連桿機(jī)構(gòu)的基本形式及其演化過(guò)程；對(duì)平面四桿機(jī)構(gòu)的一些基本知識(shí)(包括曲柄存在的條件、急回運(yùn)動(dòng)及行程速比系數(shù)、傳動(dòng)角及死點(diǎn)、運(yùn)動(dòng)的連續(xù)性等)有明確的概念；能按已知連桿三位置、兩連架桿

2、三對(duì)應(yīng)位置、行程速比系數(shù)等要求設(shè)計(jì)平面四桿機(jī)構(gòu)。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：?平面四桿機(jī)構(gòu)的一些基本知識(shí)；?按已知連桿三位置、兩連架桿三對(duì)應(yīng)位置、行程速比系數(shù)等要求設(shè)計(jì)平面四桿機(jī)構(gòu)。案例導(dǎo)入：我們知道，用三根木條釘成的木框是穩(wěn)定的，即使把釘子換成轉(zhuǎn)動(dòng)副(鉸鏈)，三角形也不會(huì)運(yùn)動(dòng)。而用四根木條釘成的木框是不穩(wěn)固的，如果把釘子換成鉸鏈，四邊形即可以運(yùn)動(dòng)了。依此類(lèi)推，五邊形等也都是可以運(yùn)動(dòng)的(圖41)。因此我們說(shuō)：三角形是不能運(yùn)動(dòng)的最基本圖形，而四邊形是

3、能運(yùn)動(dòng)的最基本圖形。把四邊形各頂點(diǎn)裝上鉸鏈，把一邊作為機(jī)架，即構(gòu)成平面四桿機(jī)構(gòu)。因此，四桿機(jī)構(gòu)是最基本的連桿機(jī)構(gòu)。復(fù)雜的多桿機(jī)構(gòu)(多邊形)也可由其組成。通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，讀者將了解這種最基本機(jī)構(gòu)的特性，認(rèn)識(shí)這類(lèi)機(jī)構(gòu)千變?nèi)f化的應(yīng)用并掌握其設(shè)計(jì)方法。圖41三角形和四桿機(jī)構(gòu)4.1鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本形式及應(yīng)用連桿機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)副為面接觸，壓強(qiáng)較小、磨損較輕、便于潤(rùn)滑，故可承受較大載荷；低副幾何形狀簡(jiǎn)單，加工方便；能實(shí)現(xiàn)軌跡較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，因此，平

4、面連桿機(jī)構(gòu)在各種機(jī)器及儀器中得到廣泛應(yīng)用。其缺點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)副的制造誤差會(huì)使誤差累積較大，致使慣第4章平面連桿機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)圖45平行四邊形機(jī)構(gòu)圖46高空作業(yè)車(chē)升降機(jī)構(gòu)圖47汽車(chē)車(chē)門(mén)啟閉機(jī)構(gòu)4.1.3雙搖桿機(jī)構(gòu)兩連架桿都是搖桿的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)稱(chēng)為雙搖桿機(jī)構(gòu)。圖48所示的鶴式起重機(jī)就采用了這種機(jī)構(gòu)。在該機(jī)構(gòu)中，構(gòu)件1和3都是搖桿，當(dāng)搖桿1擺動(dòng)時(shí)，連桿2上懸掛貨物的E點(diǎn)便在近似的水平直線(xiàn)上移動(dòng)，可避免由于貨物的升降引起能量消耗。在雙搖桿機(jī)構(gòu)中，若兩搖