Google+ 機動學論壇(TALKING MECHANISMS): 連桿機構

2007年6月16日星期六

連桿機構


張志鵬 b94611048
我想將這學期學過的四連桿簡單的說來。因為這是我在機動學中花最多時間也是最有心得的一項主題而我比較偏向功能性。

四連桿機構是最簡單,而且也最常用的機構。一個機構由許多剛體與低配對組成,或稱為連桿系統。在二度空間之機構方面,其低配對僅有兩種,即迴轉配對與稜柱配對。

最簡單之閉合連桿系為四連桿,它由四個組件、三個活動桿、一個固定桿及四個接合梢組成。
我們可在連桿上加上一些活動約束(自由度),使其產生特定的運動。的確,四連桿是最簡單且最有用的機構。

連桿系的功能

一個連桿機構的功能是利用一個迴轉的曲柄可以使另外連桿旋轉、擺動或作往復運動。具體言之,四連桿系具有下列功能。

  • 1. 由連續運轉變成另一種連續迴轉,其轉速可能固定或隨時變化之速度比。
  • 2. 由連續運轉變成擺動或往復運動(或相反的方向),其速度可固定或可變。
  • 3. 由擺動方式變成另一種擺動方式,或由往復變成另一種往復運動,其速度包括固定或可變。

連桿系有許多不同的功能,可以依原先機構之設計目的加以分類:
  • 產生不同的功能: 接合於固定桿兩端連桿間之相對運動。
  • 產生不同的路徑: 追蹤點的路徑。
  • 產生不同的運動: 配合桿之運動。
四連桿結構

最簡單約束型連桿系統是四連桿機構。許多有用的機構均由四連桿改變而成,其中包括配對的特性、連桿長度之比例等。較複雜的連桿機構則由兩個或兩個以上的這種機構組合而成。大部份的四連桿機構可以歸納為兩類:

  • 1. 四連桿機構
  • 2.滑件曲柄機構(作業都有做過)

舉例

平行四邊形機構
在平行四邊形四連桿機構中,聯結桿(coupler )之方向在運動中並不變化。

滑件曲柄機構
四連桿機構中將其中一或多個連桿之長度延長後會產生一些特殊的結構。
將迴轉運動轉換為移動型式的結構。 大部份之機構由馬達驅動,而滑塊與曲柄則用來將迴轉運動改變為直線運動。

曲柄與活塞
同樣機構亦可使用滑塊作為輸入桿,而曲柄作為輸出桿。亦即將線性之運動轉變為迴轉運動。內燃機內之活塞與曲柄即為此機構之代表。由於這種機構有兩個死點,故曲柄與滑件可以協助克服此項問題。(可以去看同學po的內燃機)

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