第二章连杆机构

第二章 平面连杆机构及其设计二、连杆机构的分类1、根据构件之间的相对运动分为：平面连杆机构，空间连杆机构。2、根据机构中构件数目分为：四杆机构、五杆机构、六杆机构等。若干个构件全用低副联接而成的机构，也称之为低副机构。一、 连杆机构三、平面连杆机构的特点1） 适用于传递较大的动力，常用于动力机械。2）依靠运动副元素的几何形面保持构件间的相互接触，且易于制造，易于保证所要求的制造精度3）能够实现多种运动轨迹曲线和运动规律，工程上常用来作为直接完成某种轨迹要求的执行机构不足之处：1） 不宜于传递高速运动。2） 可能产生较大的运动累积误差。2-1 平面四杆机构的基本形式、演变及其应用在连架杆中，能绕其轴线回转 360者称为曲柄；仅能绕其轴线往复摆动者称为摇杆。一、 平面四杆机构的基本形式1） 曲柄摇杆机构 :两连架杆中，一个为曲柄，而另一个为摇杆。2） 双曲柄机构 两连架杆均为曲柄。3） 双摇杆机构 两连架杆均为摇杆。机架连架杆 连架杆连杆412 3 前面介绍的三种铰链四杆机构，还远远满足不了实际工作机械的需要，在实际应用中，常常采用多种不同外形、构造和特性的四杆机构，这些类型的四杆机构可以看作是由铰链四杆机构通过各种方法 演化 而来的。 这些演化机构扩大了平面连杆机构的应用，丰富了其内涵。 二、平面连杆机构的演化1、 改变相对杆长、转动副演化为移动副在曲柄摇杆机构中，若 摇杆 的杆长增大至无穷长，则其与连杆相联的转动副转化成移动副。曲柄滑块机构321DCBA二 平面四杆机构的演变1 转动副转化为移动副321DCBABA C 321AB Ce321对心滑块机构偏置滑块机构滑块上的转动副中心的移动方位线通滑块上的转动副中心的移动方位线通过曲柄的回转中心称为对心滑块机构过曲柄的回转中心称为对心滑块机构偏心距偏心距 eBAC213A 3sB C21曲柄滑块机构 偏心轮机构 当曲柄的实际尺寸很短并传递较大的动力时，可将曲柄做成几何中心与回转中心距离等于曲柄长度的圆盘，常称此机构为偏心轮机构。双滑块机构 若继续改变图 314b 中对心曲柄滑块机构中杆2长度，转动副 C转化成移动副，又可演化成双滑块机构（图 3 15）。该种机构常应用在仪表和解算装置中。 原理：各构件间的相对运动保持不变（ 1）变化铰链四杆机构的机架 如图 3-4所示的三种铰链四杆机构，各杆件间的相对运动和长度都不变，但选取不同构件为机架，演化成了具有不同结构型式、不同运动性质和不同用途的以下 三种机构 。2、 选用不同构件为机架图 2-1（ 2）变化单移动副机构的机架 若将图 2 2所示的对心曲柄滑块机构，重新选用不同构件为机架，又可演化成以下具有不同运动特性和不同用途的机构。 图 2 2图 2 3 若选构件 1为机架（图 2 3a）， 虽然各构件的形状和相对运动关系都未改变，但滑块 3将在可转动（或摆动）的构件 4（称其为 导杆 ）上作相对移动，此时图 2 2所示的曲柄滑块机构就演化成 转动（或摆动）导杆机构 （图 2 3a）； 转动导杆机构 摆动 导杆机构 它可用于回转式油泵、牛头刨床及插床等机器中。 图 24 中的牛头刨床，是 摆动导杆机构的应用实例。图 24 若选用构件 2为机架，滑块 3仅能绕机架上铰链 C作摆动，此时演化成 曲柄摇块机构 （图 2 3b）； 它广泛应用于机床、液压驱动及气动装置中，图 2 6所示为 Y54插齿机中驱动插齿刀的机构和图 2 7所示的自卸卡车的翻斗机构，均是曲柄摇块机构应用实例。 图 2 3b图 2 6 图 2 7 若选用曲柄滑块机构中滑块 3作机架（图 2-3c）， 即演化成 移动导杆机构 （或称 定块机定块机构构 ）。 它应用于手摇卿筒（图 2 8）和双作用式水泵等机械中。 图 2-3c图图 28（ 3）变化双移动副机构的机架 在 具有两个移动副的四杆机构中，是选择滑块 4作为机架的，称之为 正弦机构 ，这种机构在印刷机械、纺织机械、机床中均得到广泛地应用，例如机床变速箱操纵机构、缝纫机中针杆机构 若选取构件 1为机架，则演化成 双转块机构 ，它常应用作两距离很小的平行轴的联轴器，图 2-10所示的十字滑块联轴节为其应用实例； 图 2-10 当选取构件 3为机架时，演化成 双滑块机构 ，常应用它作椭圆仪（图 2 11）。 图图 2 11总结：平面连杆机构的演化4-2含有一个移动副的四杆机构一、曲柄滑块机构曲柄滑块机构是由曲柄摇杆机构演化而来的类型对心曲柄滑块机构 偏置曲柄