机械基础—平面连杆机构.ppt

课 题:平面连杆机构 课题：平面连杆机构 认识连杆机构的特点 掌握平面连杆机构的类型及应用 理解平面连杆机构的基本知识 1. 理解平面四杆机构有曲柄的条件 2、理解平面四杆机构的演化形式 本课题教学目的及要求 课题内容 重点内容： 铰链四杆机构的 类型及应用 难点内容： 曲柄存在条件 1、什么叫机构? 2、常见约束的分类 （1）光滑接触表面的约束 例如光滑玻璃面上的珠子 （2）柔性约束 例如：用绳子吊着的物体 （3）光滑的铰链约束 A、固定铰链支座（简称固定铰支）B、活动铰支 C、中间铰链 机构是人工的物体组合,各部分之间具有一定的相对运动 课题 平面连杆机构 一、 运动副 二、 铰链四杆机构 1、低副 2、高副 1、铰链四杆机构的组成 2、铰链四杆机构的基本形式 三、曲柄摇杆机构 四、双曲柄机构 五、双摇杆机构 1、概念：使两构件直接接触并能产生一定相对运动的可动联接 2、类型：运动副分为空间运动副和平面运动副 3、平面运动副: 高副 低副 （1）低副 两构件通过面接触而构成的运动副称为低副。 根据两构件间的相对运动形式，低副又可分为转动副和移动副。 两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副 。 连架杆 机架 连杆 连杆：不与机架直接 连接的杆 请问:把1、2、3、4杆分别作机架，它 们的转动效果又是怎样的呢？ 右图中是以黑色杆件为机架的运动情况,大 家看到的现象是:连架杆1（红色）作整周转 动(所以又称为曲柄)而蓝色连架杆作左右摇 摆运动(所以又称之为摇杆） 铰链四杆件的组成 1 2 3 4 连架杆 机架：固定不动的杆 连架杆：与机架用转动副 连接的杆 d图3号杆为机架b图1号杆为机架c图2号杆为机架a图4号杆为机架 1 2 3 4 a图 1转动 3摆动 b图 2转动 4转动 c图 1转动 3摆动 d图 2摇摆 4摆动 （1）曲柄摇杆机构 （2） 双曲柄机构 （3）双摇杆机构 铰链四杆机构三种基本形式 一根连架杆作整周转动， 另一根连架杆作小于360度 摆动。 连接机架的两连架杆 都能作整周转动 连接机架的两连架杆 都不能作整周转动 当最短杆长度lmin与最长杆长度lmax之和小于或等于其余两 杆长度l1、l2之和（即lmin+ lmax l1 + l2 )时，有以下三种情 况： （1）若取最短杆相邻的任一杆为机架，则该机构为曲柄摇杆 机构且最短为曲柄。 （2）若取最短杆为机架，则该机构为双曲柄机构。 （3）若取最短杆相对的杆为机架，则该机构为双摇杆机构。 当最短杆长度lmin与最长杆长度lmax之和大于其余两杆长 度l1、l2之和（即lmin+ lmax l1 + l2 ) 时则无论取哪根为机 架都无曲柄存在，机构只能为双摇杆机构 结论： 1、铰链四杆机构存在曲柄的条件是： (1)最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和。 (2)机架或连架杆为最短杆。 2、铰链四杆机构存在一个曲柄的条件是： (1)最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和。 (2)连架杆(曲柄)为最短杆。 3、 铰链四杆机构存在双曲柄的条件是： (1)最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和。 (2)机架为最短杆。 杆长条件 1、曲柄摇杆机构 特点：两连架杆一个是作整周运动的（红色）称为 曲柄；另一个是作摇摆运动的（蓝色）称为摇杆。 如图所示:曲柄 AB为主动件,并作等 速转动,从动摇杆CD 将在C1C2范围内作 变速往复摆动,C1、 C2两个位置能将主 动件的整周回转运 动转换成摇杆的往 复摆动。 曲柄AB为主动件时，从AB2匀速转至AB1,转过1800， 此时从动曲柄C2D转到C1D,其转过的角度为1主动曲柄 AB继续再由B1B2匀速转过1800时从动曲柄CD转过的角度为 2很明显1 2可见双曲柄机构是当主动曲柄作等速 转动时,从动曲柄随之作变速转动 （1）双曲柄相等同向 （2）双曲柄相等反向 （3）双曲柄不等 双曲柄相等且同向又叫平行双曲柄机 构，它的特点：两曲柄的旋转方向相 同，角速度相等。 平行双曲柄机构在运动过程中， 主动曲柄AB转动一周，从动曲柄CD 将会出现两次与连杆BC共线位置， 这样会造成从动曲柄CD运动的不确 定现象（即CD可能顺针转，也可能 逆针转动而变成反向双曲柄机构或 曲柄摇杆），为避免这一现象的发 生，可用增设辅助机构的方法来解 决。 机动车主动轮联动装置（中间增设一个曲柄）以防止平行双 曲柄变为反向双曲柄机构。 双曲柄相等反向机构的特点： 双曲柄的旋转方向相反，且角速度不相等。 公共汽车车门启闭机构 当主动曲柄AB转动时，通过连杆BC使从动曲柄CD朝 反向转动，从而保证两扇车门能同时开启和关闭到预定位置 特点：两连架杆都是曲柄（整周转） 主动曲柄匀速转，从动曲柄变速转动 如图所示：当绿 色杆曲柄作等速转动 时，另一个黑色杆曲 柄作周期性变速转动 ，紫色连接杆连接着 黑色曲柄和红色筛子 ，这样由于黑色曲柄 的变速运动和物料的 惯性达到分筛分的目 的。 1、双摇杆机构的特点： 图中B1B2和C1C2分 别是两摇杆的两个极点 ，则红色和绿色两摇杆 摇摆的范围不会超过这 两点。 2、双摇杆机构的应用： 双曲柄 双摇杆 曲柄摇杆 曲柄摇杆 小结 1、如果铰链四杆机构各杆长度满足杆长条件，当最 短杆为连架杆时，则机构为曲柄摇杆机构； 2、当最短杆为机架时， 则机构为双曲柄机构； 3、当最