平面连杆机构

1、第3章 平面连杆机构连杆机构及其传动特点平面四杆机构的基本类型和应用平面四杆机构的演化平面四杆机构的基本特征平面四杆机构的设计3.13.23.33.43.5平面连杆机构平面连杆机构 将若干个构件用低副联将若干个构件用低副联结起来并作平面运动的机构，结起来并作平面运动的机构，也称低副机构。也称低副机构。铰链四杆机构铰链四杆机构 夹紧机构夹紧机构 缝纫机针机构缝纫机针机构 单击单击单击单击单击单击1 1 连杆机构及其传动特性连杆机构及其传动特性 由若干个构件通过低副连接而组成。优点：运动副为面接触，压强小，承载能力大，耐冲击 运动副元素的几何形状为平面或圆柱面，便于加 工制造. 原动件运动规律不变

2、情况下，通过改变各构件相 对长度可使从动件得到不同的运动规律 连杆曲线可以满足不同运动轨迹的设计要求缺点：运动积累误差较大，影响传动精度 惯性力不好平衡而不适于高速传动 设计方法比较复杂连杆机构定义连杆机构的特点平面四杆机构平面四杆机构的基本型式的基本型式基本型式基本型式铰链四杆机构铰链四杆机构连杆连杆连架杆连架杆连架杆连架杆曲柄：能作整周回转的连架杆。摇杆：只能在一定范围内摇动的连架杆；整转副：组成转动副的两构件能整周相对转动；摆转副：不能作整周相对转动的转动副。全部用转动副相连的平面四杆机构2 2 平面四杆机构的基本类型和应用平面四杆机构的基本类型和应用曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构铰链四杆机构

3、中，若其两个连架杆一为曲柄，一为摇杆，则此四杆机构称为曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构。应用：雷达调整机构缝纫机踏板机构双曲柄机构双曲柄机构在铰链四杆机构中，若其两个连架杆都是曲柄，则称为双曲柄机构。主动曲柄匀速，从动曲柄变速。惯性筛机构平行四边形机构平行四边形机构：指相对两杆平行且相等的双曲柄机构。平行四边形机构特性：两曲柄同速同向转动连杆作平动平行四边形机构的应用实例平行四边形机构的应用实例升降平台机构逆平行逆平行（反平行）（反平行）四边形机构：四边形机构：指两相对杆长相等但不平行的双曲柄机构车门开闭机构应用实例双摇杆机构双摇杆机构铰链四杆机构若两连架杆都是摇杆，则为双摇杆机构。等腰梯形机构：指两

4、摇杆长相等的双摇杆机构。风扇摇头机构汽车前轮转向机构3 平面平面四杆机构的演化四杆机构的演化v1.机构的倒置：更换机架3 平面平面四杆机构的演化四杆机构的演化v1.机构的倒置：更换机架3 平面平面四杆机构的演化四杆机构的演化v2.改变运动副的形式3 平面平面四杆机构的演化四杆机构的演化3.扩大转动副含有一个移动副的机构含有一个移动副的机构1.曲柄滑块机构2.导杆机构v摆动导杆机构v转动导杆机构v 应用1 应用23.摇块机构和定块机构v 应用1 应用23 平面平面四杆机构的演化四杆机构的演化3 平面平面四杆机构的演化四杆机构的演化该机构是具有2个移动副的四杆机构，因从动件的位移与原动曲柄的转角的

5、正弦成正比而得名，常用于缝纫机下针机构和其他计算装置中。 正弦机构3 平面平面四杆机构的演化四杆机构的演化正切机构含有两个移动副的机构含有两个移动副的机构3 平面平面四杆机构的演化四杆机构的演化双转块机构双滑块机构含有两个移动副的机构含有两个移动副的机构4 4平面连杆的基本特性平面连杆的基本特性1.平面四杆机构有曲柄的条件分析：构件AB为曲柄，则A应为整转副；为此AB杆应能占据整周中的任何位置；因此AB杆能占据与AD共线的位置AB及AB。由 DBCcbda由DB Ccadb)(badc)(cdbabdca两两相加dabaca平面四杆机构有整转副的条件平面四杆机构有整转副的条件结论： 转动副A成

6、为整转副的条件： 1)最短杆长度+最长杆长度其余两杆长度之和 杆长条件 2)整转副是由最短杆与其邻边组成的。推论： 当机构尺寸满足杆长条件时，最短杆两端的转动副均 为整转副；其余转动副为摆转副。平面四杆机构有曲柄的条件 机构尺寸满足杆长条件，且最短杆为机架或连架杆。曲柄存在条件：对心曲柄滑块机构：L1L2 行程S=2L1偏置曲柄滑块机构：L1+e3i3时，一般不能求得精确解，只能用最小二乘法近似求解。时，一般不能求得精确解，只能用最小二乘法近似求解。当当i3i3时，可预定部分参数，有无穷多组解。时，可预定部分参数，有无穷多组解。令m=P0 -(m/n)=P1 (m2+n2+1-l2) /(2n

7、) =P2举例：举例：设计一四杆机构满足连架杆三组对应位置：设计一四杆机构满足连架杆三组对应位置： 1 1 1 1 2 2 2 2 3 3 3 34545 50 50 90 90 80 80 135 135 110 1101 11 13 33 3B1C1ADB2C2B3C32 22 2代入方程得：代入方程得： cos90cos90=P=P0 0cos80cos80+P+P1 1cos(80cos(80-90-90)+P)+P2 2 cos135cos135=P=P0 0cos110cos110+P+P1 1cos(110cos(110-135-135)+P)+P2 2解得相对长度解得相对长度:

8、 : P P0 0 =1.533, P =1.533, P1 1=-1.0628, P=-1.0628, P2 2=0.7805=0.7805各杆相对长度为：各杆相对长度为：选定构件选定构件1 1的长度的长度a之后，可求得其余杆的绝对长度。之后，可求得其余杆的绝对长度。 cos45cos45=P=P0 0cos50cos50+P+P1 1cos(50cos(50-45-45)+P)+P2 2a= =1 1n =-m / P1 =1.442l =(m=(m2+ n2+1-2nP P2 2 )1/2 = =1.783 1.783 m= P P0 0 = = 1.553, 1 1 1 1 2 2 2 2 3 3 3 34545 50 50 90 90 80 80 135 135 110 110用实验法设计四杆机构用实验法设计四杆机构1.1.按两连架杆对应角位移设计四杆机构按两连架杆对应角位移设计四杆机构设计要求： 原动件角位移（顺时针）和从动件角位移（逆时针）对应关系如表所示1-21-21-21-21-21-2位置ii1515151515152 .195 .178 .152 .145 .128 .10设计步骤：D1D2D3D4D5D6D7K7K6K1K2K3K5K4DCA49OA3A2B1B7B6B5B4B3B2A1A7A6ADA5设计步骤：D1