平面四杆机构的基本类型及应用.ppt

一、平面四杆机构的基本类型及应用 全部运动副为转动副的四杆机构称为铰链四杆机构， 它是平面四杆机构的最基本型式（如图3-4a所示） 图3-4a a曲柄： 与机架相联并且作整周转动的构件 ； b连杆：不与机架相联作平面运动的构件； c摇杆：与机架相联并且作往复摆动的构件； d机架： a、c连架杆。 铰链四杆机构可分为以下三种类型 1、曲柄摇杆机构 铰链四杆机构的两连架杆中一个能作整 周转动，另一个只能作往复摆动的机构 。 2、双曲柄机构 n铰链四杆机构的两连架杆均能作整周转 动的机构。 在双曲柄机构中，若相对两杆平行相 等，称为平行双曲柄机构（图39） 。这种机构的特点是其两曲柄能以相 同的角速度同时转动，而连杆作平行 移动。图310a所示机车车轮联动机 构和图310b所示的摄影平台升降机 构均为其应用实例。 图39 图310 在图311a所示双曲柄机构中，虽然其对应边长度 也相等，但BC杆与AD杆并不平行，两曲柄AB和 CD转动方向也相反，故称其为反平行四边形机构 。 图 311b所示的车门开闭机构即为其应用实例， 它是利用反平行四边形机构运动时，两曲柄转向相 反的特性，达到两扇车门同时敞开或关闭的目的。 图 311 3、双摇杆机构 n双摇杆机构:铰链四杆机构中的两连架杆均不能作 整周转动的机构。 如图312所示鹤式起重机的双摇杆机构 ABCD，它可使悬挂重物作近似水平直线移动 ，避免不必要的升降而消耗能量。在双摇杆机 构中，若两摇杆的长度相等称等腰梯形机构， 如图313中的汽车前轮转向机构。 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 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315）。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3-4 （2）变化单移动副机构的机架 若将图314b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314b 图316 若选构件1为机架（图316a），虽然各构件 的形状和相对运动关系都未改变，但沿块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314b所示的曲柄滑 块机构就演化成转动（或摆动）导杆机构（图 316a）；差异？ 转动导杆机构 摆动导杆 机构能否 回复为曲 柄滑块机 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317所示小型刨床和图3 18中的牛头刨床，分别是转动导杆机 构和摆动导杆机构的应用实例。 图317 图318 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316b）；它广泛应用于机床、液压 驱动及气动装置中，图319所示为Y54 插齿机中驱动插齿刀的机构和图320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316b 图319 图320 若选用曲柄滑块机构中滑块3作机架（图3- 16c），即演化成移动导杆机构（或称定块定块 机构机构）。 它应用于手摇卿筒（图321）和双作用式 水泵等机械中。 图3-16c图图321321 （3）变化双移动副机构的机架 在图3-15和图3-22a所示的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（图322d）； 图图3 32222图图3-153-15 若选取构件1为机架（图322b） ，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3-22