《机械设计手册之连杆》

第八章平面连杆机构,7-1连杆机构及其特点7-2平面四杆机构的类型和应用7-3平面四杆机构的基本知识7-4平面四杆机构的设计,8-1连杆机构及其传动特点,平面连杆机构构件用低副联接而成的机构,结束,8-1连杆机构及其传动特点,平面连杆机构构件用低副联接而成的机构,共同特征：原动件的运动都是通过一个不直接与机架相连的中间构件（BC)传递到从动件上。BC连杆连杆机构低副机构杆：运动单元体（杆块）四杆机构、六杆机构、多杆机构,结束,平面连杆机构特点：1.低副压强小、易润滑、磨损小、结构简单、易加工；2.改变相对杆长运动规律变化3.几何封闭4.连杆曲线工作要求5.可以实现增力扩大行程锁紧等。6.效率低7.高速机械中，不易平衡8.设计复杂，难以精确实现较杂的运动规律,8-1连杆机构及其传动特点,结束,8-2平面四杆机构的类型和应用,一、基本形式,机架AD；连架杆AB、CD曲柄能整周回转的连架杆摇杆只能摆动的连架杆,结束,8-2平面四杆机构的类型和应用,曲柄摇杆机构,一、基本形式,结束,8-2平面四杆机构的类型和应用,2.双曲柄机构,一、基本形式,结束,8-2平面四杆机构的类型和应用,2.双曲柄机构,一、基本形式,特点：正模式下连杆BC作平运动，两曲柄同步运动；负模下，连杆作一般运动，曲柄反向运转。,两对边分别相等时平行四边形机构,特点：通过作变速运动的曲柄CD，使往复运动的滑块获得加大的加速度。,结束,8-2平面四杆机构的类型和应用,3.双摇杆机构,一、基本形式,结束,8-2平面四杆机构的类型和应用,3.双摇杆机构,一、基本形式,结束,8-2平面四杆机构的类型和应用,1.改变构件的形状和运动尺寸,二、平面四杆机构的演化型式,结束,8-2平面四杆机构的类型和应用,1.改变构件的形状和运动尺寸,二、平面四杆机构的演化型式,结束,8-2平面四杆机构的类型和应用,2.改变运动副的尺寸,二、平面四杆机构的演化型式,结束,8-2平面四杆机构的类型和应用,3.选用不同的构件为机架,二、平面四杆机构的演化型式,结束,8-2平面四杆机构的类型和应用,3.选用不同的构件为机架,二、平面四杆机构的演化型式,小型刨床中转动导杆机构（ABC）,结束,8-2平面四杆机构的类型和应用,3.选用不同的构件为机架,二、平面四杆机构的演化型式,结束,8-2平面四杆机构的类型和应用,3.选用不同的构件为机架,二、平面四杆机构的演化型式,结束,8-2平面四杆机构的类型和应用,3.选用不同的构件为机架,二、平面四杆机构的演化型式,结束,8-2平面四杆机构的类型和应用,3.选用不同的构件为机架,二、平面四杆机构的演化型式,结束,8-2平面四杆机构的类型和应用,3.选用不同的构件为机架,二、平面四杆机构的演化型式,结束,8-2平面四杆机构的类型和应用,3.选用不同的构件为机架,二、平面四杆机构的演化型式,结束,8-2平面四杆机构的类型和应用,4.运动副元素的逆换,二、平面四杆机构的演化型式,对于移动副，运动副元素的包容关系逆换，并不影响两构件之间的相对运动，但却能演化成不同的机构。,摆动导杆机构,曲柄摇块机构,结束,8-3平面四杆机构的基本知识,低副机构运动的可逆性：各构件之间的相对运动关系不受机架更换的影响,构件组ABCD中，不设固定件讨论相对运动关系设各杆长度分别为：a、b、c、d,一、曲柄存在条件,结束,+ad+ac+ab,a最小,在BCD中：b(da)cabcdc(da)bacbd在BCD中：adbc,一、曲柄存在条件,若使A为整转副B必须能顺利通过特殊点B、B点,B、C点的轨迹如图,即BCD和BCD能够成立,8-3平面四杆机构的基本知识,结束,一、曲柄存在条件,四杆机构中有整转副的条件是：（1）最短杆与最长杆的长度之和不大于其余两杆的长度之和；（2）构成该转动副的两杆之一为四杆中最短杆。如图：满足杆长之和条件且l2为最短A、B为整转副,8-3平面四杆机构的基本知识,结束,一、曲柄存在条件,若满足杆长之和条件：,最短杆为连架杆曲柄摇杆机构,最短杆为机架双曲柄机构,最短杆为连杆双摇杆机构,若不满足杆长之和条件：双摇杆机构,曲柄存在条件：（1）最短杆与最长杆的长度之和不大于其余两杆的长度之和；（2）最短杆为机架或连架杆。,8-3平面四杆机构的基本知识,结束,一、曲柄存在条件,若满足杆长之和条件：,最短杆为连架杆曲柄摇杆机构,最短杆为机架双曲柄机构,最短杆为连杆双摇杆机构,若不满足杆长之和条件：双摇杆机构,曲柄存在条件：（1）最短杆与最长杆的长度之和不大于其余两杆的长度之和；（2）最短杆为机架或连架杆。,8-3平面四杆机构的基本知识,结束,1,如图：曲柄AB匀速转动，摇杆CD在一定范围内摆动。,二、急回运动和行程速比系数,2,（1）B：B1B21180；,：C1C2t1v1,摇杆两极限位置C1D、C2D极位夹角两极限位置曲柄所夹锐角,（2）B：B2B12180；：C2C1t2v2显然：12t1t2v2v1急回运动形程速比系数K,可见：K急回特性0K1无急回特性,8-3平面四杆机构的基本知识,结束,其它机构的急回特性,偏置的曲柄滑块机构有急回特性,导杆机构急回特性明显,8-3平面四杆机构的基本知识,=0没有急回特性,结束,其它机构的急回特性,偏置的曲柄滑块机构有急回特性,导杆机构急回特性明显,8-3平面四杆机构的基本知识,=0没有急回特性,结束,Fn(正压力)压力角,可见：F传力性能效率机构在运动中，（）是变化的，为了保证机构的传力性能min,三、传动角与死点位置1、压力角和传动角,FtFcos有效分力FnFsin有害分力,FFt、Fn,8-3平面四杆机构的基本知识,压力角：从动件受力的方向与受力点线速度方向之间所夹的锐角。,传动角：压力角的余角90，,结束,设计要求：min或max便于观察：当BCD90时：BCD当BCD90时：,180BCDmin(BCD)min或(BCD)max,fmax或fmin,=0或=180时（曲柄与机架两次共线）,8-3平面四杆机构的基本知识,三、传动角与死点位置1、压力角和传动角,结束,其它机构的最小传动角min,8-3平面四杆机构的基本知识,三、传动角与死点位置1、压力角和传动角,90传力性能良好,结束,8-3平面四杆机构的基本知识,三、传动角与死点位置2、死点位置,往复运动构件作主动件时：=90、=0Ft=0F无论多大都不能时机构运动死点位置死点从动件转向不定工作中利用惯性或机组错位排列通过死点；有时利用死点位置来工作。,结束,8-3平面四杆机构的基本知识,三、传动角与死点位置2、死点位置,往复运动构件作主动件时：=90、=0Ft=0F无论多大都不能时机构运动死点位置死点从动件转向不定工作中利用惯性或机组错位排列通过死点；有时利用死点位置来工作。,结束,8-3平面四杆机构的基本知识,三、传动角与死点位置2、死点位置,往复运动构件作主动件时：=90、=0Ft=0F无论多大都不能时机构运动死点位置死点从动件转向不定工作中利用惯性或机组错位排列通过死点；有时利用死点位置来工作。,如果曲柄作主动件在两个极限位置附近传动角很大增力很大的机械利益,拉铆机,结束,8-3平面四杆机构的基本知识,四、铰链四杆机构的运动连续性,