【20160208】機(jī)械原理|常用機(jī)構(gòu) 連桿機(jī)構(gòu) 1. 簡(jiǎn)單的四桿機(jī)構(gòu) 輸入件(inputlink):與動(dòng)力源或主動(dòng)件相連的構(gòu)件 輸出件(outputlink):從動(dòng)件 連桿(coupler):連接兩個(gè)活動(dòng)鉸鏈,耦合輸入件與輸出件 曲柄(crank):能繞定軸作整周回轉(zhuǎn)的構(gòu)件 搖桿或擺桿(rocker):繞定軸作往復(fù)擺動(dòng)的構(gòu)件 滑塊(slider):只作往復(fù)移動(dòng)的構(gòu)件 (1) 曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 4個(gè)桿件通過(guò)3個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副和1個(gè)移動(dòng)副相連接而成。曲柄為輸入件,滑塊為輸出件,滑塊的直線運(yùn)動(dòng)軌跡稱為作用線(lineof action)。連桿的運(yùn)動(dòng)為一般平面運(yùn)動(dòng)。滿足這一特征的機(jī)構(gòu)稱為曲柄滑塊機(jī)構(gòu)(crank slider mechanism)。 無(wú)偏距的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)稱為對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu);有偏距的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)稱為偏置(offset)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。 (2) 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu) 4個(gè)桿件通過(guò)4個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副首尾相接而成。由1個(gè)機(jī)架、2個(gè)連架(一輸入一輸出)、1個(gè)連桿構(gòu)成。機(jī)架與連架定軸轉(zhuǎn)動(dòng),連桿為一般平面運(yùn)動(dòng)。滿足這一特征的機(jī)構(gòu)稱為鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)(four-bar mechanism)。鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的各轉(zhuǎn)動(dòng)副中,如果組成轉(zhuǎn)動(dòng)副的兩構(gòu)件能相對(duì)做整周轉(zhuǎn)動(dòng),則稱其為周轉(zhuǎn)副或整轉(zhuǎn)副;反之,不能作相對(duì)整周轉(zhuǎn)動(dòng)者稱為擺動(dòng)副。對(duì)于連架桿而言,能作整周回轉(zhuǎn)者為曲柄,只能在一定范圍內(nèi)擺動(dòng)者稱為搖桿。 記得制圖課上曾經(jīng)把所有桿都叫“曲柄”,老師糾正了也沒(méi)記清,基礎(chǔ)概念一定不能輕視,從開(kāi)始就要記牢。 ( i: L5 K/ q" o) e: }+ m
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鉸鏈四連桿的3種不同任務(wù): 軌跡生成機(jī)構(gòu)、函數(shù)生成機(jī)構(gòu)、剛體引導(dǎo)機(jī)構(gòu)。 各桿桿長(zhǎng)(機(jī)構(gòu)的尺寸參數(shù))決定著機(jī)構(gòu)的分類及機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性。 連桿曲線(couplercurve):連桿上某一點(diǎn)(簡(jiǎn)稱連桿點(diǎn))的運(yùn)動(dòng)軌跡特性。 選取不同的連桿點(diǎn)、尺寸參數(shù),運(yùn)動(dòng)軌跡均會(huì)改變。 一些鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)可以使連桿點(diǎn)產(chǎn)生近似直線的軌跡,將這類機(jī)構(gòu)稱為直線機(jī)構(gòu)(straight-linemechanisms)。典型的近似直線機(jī)構(gòu):瓦特(Watt)機(jī)構(gòu),羅伯茨(Roberts)機(jī)構(gòu),切比雪夫(Chebyshev)機(jī)構(gòu)。 2. 平面多桿機(jī)構(gòu)
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3. 空間單閉環(huán)連桿機(jī)構(gòu) 組成空間連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)副除了轉(zhuǎn)動(dòng)副和移動(dòng)副外,還有螺旋副、圓柱副、球副、球銷副等。 4. 并/混連機(jī)構(gòu) 并聯(lián)機(jī)構(gòu)是一種多閉環(huán)機(jī)構(gòu)(multi-closed-loopmechanisms),它由一個(gè)動(dòng)平臺(tái)、一個(gè)定平臺(tái)和連接兩個(gè)平臺(tái)的多個(gè)支鏈(limbs)組成,支鏈數(shù)一般與動(dòng)平臺(tái)的自由度數(shù)相同。每個(gè)支鏈可由一個(gè)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng),并且所有驅(qū)動(dòng)器可以安放在平臺(tái)上或接近定平臺(tái)的地方,因此并聯(lián)機(jī)構(gòu)往往被稱為平臺(tái)機(jī)器人(platform manipulators)。
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