第3章 3-2 平面四杆机构特性

1、第第3章章 平面连杆机构平面连杆机构3.2一、一、曲柄存在的条件：曲柄存在的条件：取决于各杆的长度及机架的选取取决于各杆的长度及机架的选取a aAd db bc cCBDBC BC 曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构分析：若分析：若a a能绕能绕A整周相对转动，则存在两个特殊位置整周相对转动，则存在两个特殊位置在在ACACD D中有：中有：b-a+db-a+dc cb-a+cb-a+cd d在在ACAC D D中有：中有：a+bd+ca+bd+ca+d c+ba+c b+d以上关系表明以上关系表明a a为最短杆。为最短杆。平面四杆机构的基本特性结论：结论： （1）曲柄存在的条件：）曲柄存在的条件：最短杆

2、与最长杆长度之和小最短杆与最长杆长度之和小于或等于其它两杆长度之和。于或等于其它两杆长度之和。(杆长和条件杆长和条件)（2）曲柄是最短杆）曲柄是最短杆a相对相对b d作周转运动为曲柄，根据相对运动作周转运动为曲柄，根据相对运动原理，原理，b d也可相对也可相对a作周转运动为曲柄。作周转运动为曲柄。在满足杆长的条件下，最短杆只能作为在满足杆长的条件下，最短杆只能作为机架或连架杆机架或连架杆因此：曲柄存在的条件：因此：曲柄存在的条件：二二. .铰链四杆机构类型的判断条件：铰链四杆机构类型的判断条件： 1 1 在满足杆长和的条件下：在满足杆长和的条件下：（1 1）取最短杆为机架时）取最短杆为机架时（

3、2 2）取最短杆为连架杆时，）取最短杆为连架杆时，. .（3 3）取最短杆为连杆时，）取最短杆为连杆时，。2.2.注意：注意： 铰链四杆机构必须满足四构件组成的铰链四杆机构必须满足四构件组成的封闭多边形条件：封闭多边形条件：最长杆的杆长最长杆的杆长 2 , t1t2 , 铰链铰链C的的平均速度平均速度： v v1 1 =C=C1 1C C2 2/t/t1 1 v v2 2 =C=C1 1C C2 2/t/t2 2v v1 1v00。偏置曲柄滑块机构AeB2B1C12C慢行程121机构有急回特性0摆动导杆机构CB1B2A12机构有急回特性00极位夹角极位夹角等于摆角等于摆角2 2、压力角和传动角

4、（车辆、机车、压力角和传动角（车辆、机车4 4）A AB BC CD DF Fvcvc（1 1）机构机构压力角压力角: :在不计摩擦力、惯在不计摩擦力、惯性力和重力的条件性力和重力的条件下，机构中驱使从下，机构中驱使从动件动件运动的力运动的力与受与受力点的力点的速度方向速度方向间间所夹的所夹的锐角锐角，称为，称为机构机构压力角压力角，通常，通常用用表示。表示。传动角传动角：压力角：压力角的余角。的余角。A AB BC CD DvcvcF FFtFtFrFr通常用通常用表示表示. .F Ft t 为为有效分力有效分力Ft = FcosFt = Fcos, , FtFt 在连杆设计中，为度量方便，

5、习惯用传动角在连杆设计中，为度量方便，习惯用传动角来判来判断机构传力性能。断机构传力性能。 F Ft t ，机构传力性能越好，机构传力性能越好，反之，机构传力越费劲，传动效率越低。反之，机构传力越费劲，传动效率越低。 9090，连杆连杆和从动摇杆之间和从动摇杆之间所夹的锐角所夹的锐角minmin ； = 40= 405050；为为许用传动角许用传动角。 机构运转时，机构运转时，传动角传动角是变化的是变化的，为，为了保证机构的正常工作，了保证机构的正常工作，机构的传动角作出机构的传动角作出如下规定如下规定最小传动角在运动的什么位置呢？最小传动角在运动的什么位置呢？(机车补，双学位机车补，双学位)

6、（1 1）曲柄摇杆机构：若摇杆为原动件，）曲柄摇杆机构：若摇杆为原动件，当摇杆处于二个极限位置时，连杆与曲柄当摇杆处于二个极限位置时，连杆与曲柄共线，此时传动角为零。见书共线，此时传动角为零。见书P27P27（2）曲柄滑块机构min的位置 对于对于曲柄滑块机构曲柄滑块机构，当主动件为曲柄时，当主动件为曲柄时，最小传动角出现在最小传动角出现在曲柄与机架垂直曲柄与机架垂直的位置的位置（3 3）导杆机构）导杆机构minmin的位置的位置 导杆机构导杆机构, ,当曲当曲柄柄1 1为原动件为原动件， 传动传动角始终等于角始终等于9090，因，因此，传动效率高。此，传动效率高。3 3、死点位置、死点位置死

7、点死点：机构的传动角为零的位置机构的传动角为零的位置（1 1）曲柄摇杆机构：）曲柄摇杆机构：当摇杆为主动件，当摇杆为主动件，连杆和曲柄共线位置连杆和曲柄共线位置A AB B1 1D DB B2 2 = = （2）. 摆动导杆机构：摆动导杆机构：导杆为主动件，导杆处极限位置AeB2B1C12C慢行程121（3 3）. .曲柄滑块机构曲柄滑块机构: 滑块为主动件， 滑块处极限位置 对于传动机构，设计时必须考虑机构顺利通过死点位置的问题，如利用构件的惯性作用，使机构通过死点。工程上有时也利用死点位置提高机构工作的可靠性。 （1）、机构停在死点位置，不能起动。运转时，）、机构停在死点位置，不能起动。运转时，靠惯性冲过死点。靠惯性冲过死点。当工件被夹紧后，当工件被夹紧后，BCD成一直线，机构处于死点位置，成一直线，机构处于死点位置，即使工件的反力很大，夹具也不会自动松脱，该例为即使工件的反力很大，夹具也不会自动松脱，该例为利用死点位置的自锁特性来实现工作要求的。利用死点位置的自锁特性来实现工作要求的。 （2）、利用死点实例）、利用死点实例飞机起落架 当机轮着陆时，BC杆和CD杆共线，机构处于死点位置，即使轮子上受到很大的力， 构件BC也不会使CD杆转动(起落架不会折回)，使飞机着陆可靠。 ACDB复习复习 1.极位夹角极位夹角2.急回特性急回特性3.传动特性：传动特性：4.