第二章 平面连杆机构

第二章 平面连杆机构21 铰链四杆机构的基本形式和特性一、基本概念特点： 面接触，承载能力强，耐磨损；易于制造和获得较高的制造精度；能实现多种运动规律 。缺点： 效率低；累计运动误差较大；高速运转时不平衡动载荷较大，且难于消除。定义 : 全由低副（转动副、移动副）构成的平面机构称为 平面连杆机构 曲柄摇杆机构双曲柄机构双摇杆机构平面连杆机构铰链四杆机构四杆机构机架： 机构的固定构件，如杆 4 。连杆： 不直接与机架连接的构件，如杆 2。连架杆： 与机架用转动副相连接的构件，如杆 1、 3 。连架杆可分为：曲柄： 能绕机架作整周转动的连架杆，如杆 1；摇杆： 只能绕机架作小于 360的某一角度摆动的连架杆，如3。A1B2C3D4铰链四杆机构： 全部用转动副相连的平面四杆机构。它是平面四杆机构的基本型式，其它型式的四杆机构可看作是在它的基础上通过演化而成的动画1、 曲柄摇杆机构 结构特点：连架杆 1为曲柄， 3为摇杆。 运动变换：转动 摇动雷达天线机构特例：缝纫机踏扳机构 结构特点：二连架杆均为曲柄 运动变换：转动 转动通常二转速不相等2、双曲柄机构应用实例：振动筛机构 特例 :平行四边形机构平行四边形机构运动不确定问题反平行四边形机构车门开闭机构特点：二曲柄等速特点：二曲柄转向相反 动画Solution:在从动曲柄上加飞轮。错位排列 结构特点：二连架杆均为摇杆 运动变换：摆动 摆动3、双摇杆机构DAB C34121. 曲柄存在条件CBC”B”ABCDabcd设 a20+18 10+28 t2 , v2 v1a)急回特性u 行程速比系数 K急回特性的应用例。慢快K=1, 无急回特性牛头刨工作要求 ， ， 急回程度 。 = 0时， =1时，机构无急回运动。b)压力角和传动角ABCD F vc（ 1） 机构 压力角 :在不计摩擦力、惯性力和重力的条件下，机构中驱使输出件 运动的力 与输出件上受力点的 绝对 速度方向 间所夹的 锐角 ，称为机构压力角 ，通常用 表示。传动角 ：压力角 的余角。ABCD vc FF1F2通常用 表示 .F1 为 有效分力 F1 = Fcos , F1在连杆设计中，为度量方便，习惯用传动角 来判断机构传力性能。 F1，机构传力性能越好，反之，机构传力越费劲，传动效率越低。 90 ， 连杆和从动摇杆之间所夹的锐角 min ； = 3060 ； 为 许用传动角 。曲柄摇杆机构的 最小传动角 出现在曲柄与机架共线（ 0 或 180 ）的位置。机构运转时，传动角 是变化的，为了保证机构的正常工作， 机构的传动角作出如下规定c)死点的概念在曲柄摇杆机构中，当摇杆为主动件时，当连杆与从动曲柄共线时，机构的传动角 =0，此时主动件 CD 通过连杆作用于从动曲柄 AB上的力恰好通过其回转中心，所以出现了不能使构件 AB转动的 顶死 现象，机构的这种位置称为 死点位置或死点 。F1 = FcosF2 = FsinDABCF vBFDACv具夹速快u 死点的利用在工程中也常常应用死点位置实现工作要求。如快速夹具、飞机起落架等。 飞机起落架机构=00折叠家具机构=00u 死点的利用死点的缺陷对于传动机构，存在死点位置是一个缺陷，常采用下列措施使机构顺利通过死点位置： 利用系统的惯性； 利用特殊机构。 利用机构错位排列利用惯性23 铰链四杆机构的演化通过用移动副取代转动副、变更杆件长度，变更机架和扩大转动副等途径，可得到铰链四杆机构的其它演化形式。1 .改变构件形状和运动尺寸；2 .改变运动副的尺寸；3 . 选不同构件作机架；4 .运动副元素逆换。曲柄滑块机构导杆机构摇块机构和定块机构双滑块机构偏心轮机构3D3Dr1B2C34A D1B 2C4A铰链四杆机构 曲线导轨曲柄滑块机构变 3构件形状r e 01B24AC 3 1B 24AC 3e对心式曲柄滑块机构偏置式曲柄滑块机构1. 改变构件形状和运动尺寸1B24AC 3对心式曲柄滑块机构变 2,3构件形状r 1B4A 32C 正弦机构ss=lABsin2 C 33C2r1B4A2. 改变运动副的尺寸对心式曲柄滑块机构1B24A C3h=2lAB偏心轮机构4C2 31 BA B副扩大3. 选不同构件作机架 机构倒置A 41A 4曲柄滑块机构1B2 C3 2作机架 3B2C曲柄摇块机构 液压作动筒 车箱举升机构1BA21BA2AA 41B2 C3曲柄滑块机构1B24C3直动滑杆机构C41 BA23手动唧筒机构3作机架应用C234A 41B2 C3曲柄滑块机构 作机架 A 41B2 C3导杆机构C234 C234C2 34C234C234C 234C 234C234C234C234C234回转导杆机构lBC lAB，导杆 AC整周转动C234C234C234C34AB123C4lBC lAB，导杆 AC摆动摆动导杆机构AB14AB323333333333331B321B4A 32正弦机构4A 1B321B321B321B321B 2B 21B321B321B321B21B321 作机架1双转块机构 十字滑块联轴器半联轴器 4 十字滑块 3 半联轴器 214A D23 作机架双摇杆机构34A 1B24A 1B24A1B24A1B 24A1B 24A1B24A1B24A1B24A1B 24A1B24A1B24A1B24 1B