ch03平面连杆机构设计

第 3章 平面连杆机构平面连杆机构 是由若干构件用平面低副（转动副和移动副）联接而成的平面机构，用以实现运动的传递、变换和传递动力。1机械工程基础部平面连杆机构的优点由于是低副，为面接触，所以承受压强小、便于润滑、磨损较轻，可承受较大载荷；结构简单，加工方便，构件之间的接触是有构件本身的几何约束来保持的，所以构件工作可靠；可使从动件实现多种形式的运动，满足多种运动规律的要求；利用平面连杆机构中的连杆可满足多种运动轨迹的要求。平面连杆机构的缺点低副间隙，运动误差，精度不高；运动时产生的惯性难以平衡，不适用于高速场合。第 3章 平面连杆机构2机械工程基础部平面连杆机构的类型很多，一般的多杆机构可以看成是由几个四杆机构所组成。 平面四杆机构 不仅应用广泛，而且是多杆机构的基础。第 3章 平面连杆机构3机械工程基础部第 3章 平面连杆机构o 3 1 铰链四杆机构o 3 2 平面四杆机构的特性o 3 3 铰链四杆机构的演变o 3-4 平面四杆机构的设计4机械工程基础部由四个构件通过 低副 联接而成的平面连杆机构，称为 四杆机构 。如果所有低副均为转动副，这种四杆机构就称为 铰链四杆机构 。3 1 铰链四杆机构5机械工程基础部铰链四杆机构，其它四杆机构都是由它演变得到的。常用名词：曲柄 作整周定轴回转的构件；连杆 作平面运动的构件；摇杆 作定轴摆动的构件；连架杆 与机架相联的构件；周转副 能作 360 相对回转的运动副；摆转副 只能作有限角度摆动的运动副。平面四杆机构的基本型式3 1 铰链四杆机构6机械工程基础部1、曲柄摇杆机构特征： 曲柄摇杆。作用： 将曲柄的整周回转转变为摇杆的往复摆动。二 . 铰链四杆机构的基本型式及其特性3 1 铰链四杆机构7机械工程基础部搅面机1、曲柄摇杆机构3 1 铰链四杆机构8机械工程基础部缝纫机脚踏板机构1、曲柄摇杆机构3 1 铰链四杆机构9机械工程基础部跑步机1、曲柄摇杆机构3 1 铰链四杆机构10机械工程基础部自动送料机构1、曲柄摇杆机构3 1 铰链四杆机构11机械工程基础部2、双曲柄机构特征： 两个曲柄。作用： 将等速回转转变为等速或变速回转。如图所示惯性筛 3 1 铰链四杆机构12机械工程基础部特例： （逆） 平行四边形机构 ,运动不稳定 特征： 两连架杆等长且平行，连杆作平动双曲柄机构的变化13机械工程基础部惯性筛2、双曲柄机构3 1 铰链四杆机构14机械工程基础部插床机构3 1 铰链四杆机构匀速 -变速15机械工程基础部3、双摇杆机构特征：两个摇杆。 等腰梯形机构 汽车转向机构 3 1 铰链四杆机构16机械工程基础部港口起重机选择连杆上合适的点，轨迹为近似的水平直线3 1 铰链四杆机构17机械工程基础部第 3章 平面连杆机构o 3 1 铰链四杆机构o 3 2 平面四杆机构的特性o 3 3 铰链四杆机构的演变o 3-4 平面四杆机构的设计18机械工程基础部1 曲柄存在的条件如图所示，设 ad，同理有： d a， d b， d cAD杆为最短杆。 3 1 铰链四杆机构19机械工程基础部1） 杆长条件 ： 最长杆与最短杆的长度之和 其他两杆长度之和2） 连架杆或机架之一为最短杆。此时，曲柄存在。由此可知：当满足杆长条件时，最短杆两端为周转副，其余为摆转副；不满足杆长条件时，则不存在周转副，全部为摆转副。当选择不同的构件作为机架时，可得不同的机构。三种基本型式：曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构 。结论：3 1 铰链四杆机构20机械工程基础部2 急回运动和行程速比系数 在 曲柄摇杆机构 中，当曲柄与连杆两次共线时，摇杆位于两个极限位置，简称 极位。 此两处曲柄之间的所夹的锐角 称为 极位夹角。 3 1 铰链四杆机构当曲柄等速回转时，摇杆来回摆动的时间不一样，平均速度也不等。并且： t1 t2 V2 V1 摇杆的这种特性称为 急回运动。 21机械工程基础部K为行程速比系数 。只要 0 ，就有 K1，且 越大， K值越大，急回性质越明显。 急回特性的作用：在空行程中节省运动时间。例如牛头刨、往复式输送机牛头刨床 转动导杆刨床22机械工程基础部3 传动角 min出现的位置：压力角：从动件上某点的受力方向与从动件上该点速度方向的所夹的锐角。传动角3 1 铰链四杆机构23机械工程基础部当 BCD90 时， BCD当 BCD90 时， 180-BCD当 BCD最小或最大时，都有可能出现 min，此位置一定是主动件与机架共线两处之一。3 1 铰链四杆机构二者取较小值24机械工程基础部4 死点摇杆为主动件，且连杆与曲柄两次共线时，有： 0，此时机构不能运动，称此位置为 “ 死点” ,又叫 “ 转折点 ”死点的避免与应用：（ 1）两组机构错开排列，如火车轮机构（ 2）靠飞轮的惯性，如内然机、缝纫机（ 3）也可以利用死点进行工作，如起落架、钻夹具等。3 1 铰链四杆机构例 2 曲柄滑块机构 的死点死点的应用折叠式桌的折叠机构工件夹紧25机械工程基础部第 3章 平面连杆机构o 3 1 铰链四杆机构o 3 2 平面四杆机构的特性o 3 3 铰链四杆机构的演变o 3-4 平面四杆机构的设计26机械工程基础部演化形式其他型式的四杆机构可以认为是由基本型式的四杆机构演化而来的， 其演化方法有：1） 改变构件的形状及运动尺寸2） 改变运动副的尺寸铰链四杆机构等腰梯形机构曲柄摇杆机构双 曲柄机构双 摇杆机构平行四边形机构逆 平行四边形机构27机械工程基础部例 铰链四杆机构的倒置曲柄滑块机构的倒置双 滑块机构的倒置4） 运动副元素的逆换平面四杆机构的类型和应用 (2/2)3）选用不同的构件为机架 （即 机构的倒置 ）28机械工程基础部第 3章