第二章新平面机构连杆机构X1

1、退退 出出下一张下一张总目录总目录退退 出出下一张下一张平面连杆机构 将若干个构件用低副联接起来并作平面运动的机构，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 单击单击分目录分目录上一张上一张退退 出出下一张下一张上一张上一张分目录分目录1. 1.运动副为面接触，压强小运动副为面接触，压强小, ,承载能力大，承载能力大，耐冲击。耐冲击。3.3.构件可以很长，用于远距离的操作。构件可以很长，用于远距离的操作。5.5.可以实现可以实现运动规律运动规律和和特定轨迹要求。特定轨迹要求。 6. 6. 运动传递路线较长，易产生累积误差。运动传递路线较长，易产生累积误

2、差。7. 7. 惯性力难以平衡，不易于高速运动。惯性力难以平衡，不易于高速运动。继续继续4.运动形式多样，可用于运动转换。运动形式多样，可用于运动转换。2.2.运动副形状简单、便于制造。运动副形状简单、便于制造。退退 出出下一张下一张用于受力大用于受力大 破碎机破碎机上一张上一张分目录分目录退退 出出下一张下一张用于实现远距离操作及受力大用于实现远距离操作及受力大 挖掘机挖掘机 上一张上一张分目录分目录返返 回回退退 出出下一张下一张单击单击返返 回回上一张上一张退退 出出下一张下一张用于实现各种不同的运动规律要求用于实现各种不同的运动规律要求 上一张上一张返返 回回退退 出出下一张下一张实现

3、给定轨迹实现给定轨迹 搅拌机搅拌机 分目录分目录上一张上一张返返 回回退退 出出下一张下一张上一张上一张分目录分目录铰链四杆机构 全部运动副为转动副的四杆机构全部运动副为转动副的四杆机构机架（固定件）：支承活动构件；连架杆:与机架相联的构件；曲柄：整圈转动摇杆：不能作整圈转动连杆：不与机架相联作平面运动的构件一、基本类型一、基本类型四杆机构四杆机构 由四个构件组成的平面连杆机构。由四个构件组成的平面连杆机构。退退 出出下一张下一张上一张上一张分目录分目录1. 1. 曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构两连架杆中，一个作整周转动，一个作往复摆动退退 出出下一张下一张曲柄摇杆机构的类型及应用曲柄摇杆机构的类型

4、及应用颚式破碎机构颚式破碎机构上一张上一张分目录分目录退退 出出下一张下一张曲柄摇杆机构的类型及应用曲柄摇杆机构的类型及应用雷达天线机构雷达天线机构搅拌机机构搅拌机机构上一张上一张分目录分目录退退 出出下一张下一张缝纫机的踏板机构缝纫机的踏板机构上一张上一张退退 出出下一张下一张上一张上一张分目录分目录2. 双曲柄机构双曲柄机构 两连架杆均能作整周转动惯惯 性性 筛筛退退 出出下一张下一张上一张上一张特例：平行双曲柄机构退退 出出下一张下一张双曲柄机构的类型及应用双曲柄机构的类型及应用上一张上一张分目录分目录退退 出出下一张下一张上一张上一张分目录分目录3. 3. 双摇杆机构双摇杆机构 两连架

5、杆均不能作整周转动退退 出出下一张下一张双摇杆机构的类型及应用双摇杆机构的类型及应用上一张上一张分目录分目录退退 出出下一张下一张分目录分目录上一张上一张1 1、改变构件运动尺寸、改变构件运动尺寸在曲柄摇杆机构中，若摇杆的杆长增大至无穷长，转动副D滑块移动副则摇杆转动副演化为移动副转动副演化为移动副二、演化形式二、演化形式退退 出出下一张下一张4ABC123ABC1234导杆滑块上一张上一张单移动副四杆机构单移动副四杆机构退退 出出下一张下一张分目录分目录上一张上一张2.选用不同构件为机架选用不同构件为机架1 1）曲柄滑块机构（固定导杆）曲柄滑块机构（固定导杆）对心式：对心式：偏置式：偏置式：

6、退退 出出下一张下一张 自卸货车自卸货车分目录分目录上一张上一张4ABC1232 2）曲柄摇块机构）曲柄摇块机构（固定与滑块相对转动的构件）退退 出出下一张下一张摆动导杆机构摆动导杆机构单击单击分目录分目录上一张上一张3 3） 导杆机构导杆机构 (固定与滑块不相连的构件1)导杆机构导杆机构摆动导杆转动导杆4ABC123转动导杆机构转动导杆机构退退 出出下一张下一张分目录分目录上一张上一张转动导杆机构的应用转动导杆机构的应用退退 出出下一张下一张摆动导杆机构的应用摆动导杆机构的应用牛头刨床结构示意图牛头刨床结构示意图牛头刨床牛头刨床上一张上一张退退 出出下一张下一张4 4）定块机构）定块机构（固

7、定滑块）分目录分目录上一张上一张退退 出出下一张下一张分目录分目录上一张上一张3 3、改变运动副尺寸、改变运动副尺寸 曲柄演化为偏心轮曲柄演化为偏心轮 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。退退 出出下一张下一张双移动副机构双移动副机构分目录分目录上一张上一张ABC1234退退 出出下一张下一张 1 1、正弦机构、正弦机构缝纫机针机构缝纫机针机构单击单击分目录分目录上一张上一张退退 出出下一张下一张2、双滑块机构、双滑块机构上一张上一张椭圆仪椭圆仪退退 出出下一张下一张3 3、双转块机构、双转块机构十字滑块联轴器十

8、字滑块联轴器上一张上一张退退 出出下一张下一张退退 出出下一张下一张练练眼练练眼上一张上一张OAB1234退退 出出下一张下一张上一张上一张:11DCB:22DCBcbda+cadb+-)( dacaba + + + + + + + + + +cbdabdcacdbabadc+-)(一、曲柄存在的条件一、曲柄存在的条件当曲柄处在AB1时当曲柄处在AB2时退退 出出下一张下一张 转动副成为整转副的条件转动副成为整转副的条件1 1）杆长条件）杆长条件: :llll + + + +minmax 2 2）最短杆条件）最短杆条件: :组成整转副的两杆中必有一杆为四杆中的最短杆上一张上一张 存在曲柄的条件

9、存在曲柄的条件2)最短杆为连架杆或机架。1)各杆长度应满足杆长条件；退退 出出下一张下一张上一张上一张1）当）当llll + + + +minmax 时：时：最短杆为连架杆曲柄摇杆机构铰链四杆机构类型的判断方法：铰链四杆机构类型的判断方法：最短杆为机架双曲柄机构最短杆为连杆双摇杆机构2）llll + + + +minmax 时，机构无曲柄，机构为双摇杆机构。退退 出出下一张下一张解:若机构为双曲柄机构，则则ADAD 必为最短杆必为最短杆，由杆长条件得：AD+BCCD+AB所以 80mm AB 100 mm即： 80mm AB120mm时，该铰链四杆机构为双曲柄机构双曲柄机构。例：例：图示铰链四

10、杆机构，BC=100mm, CD=70mm,AD=50mm, AD为机架，若该机构为双曲柄机构双曲柄机构， 试讨论AB的取值范围上一张上一张若若ABAB杆最长，杆最长，即AB 100mm 则若若BC杆最长杆最长，即AB 100mm 则AD+ABCD+BCAB 80mmAB 120mm所以 100mm AB 120 mmACBD退退 出出下一张下一张原动件匀速原动件匀速连续回转，从动连续回转，从动件往复运动速度件往复运动速度不同的性质。不同的性质。上一张上一张退退 出出下一张下一张二 .急回运动特性机构极位曲柄与连杆两次共线时的位置。摆角从动件摇杆在机构极位时的夹角。极位夹角原动件曲柄在机构极位

11、时所夹的锐角。上一张上一张退退 出出下一张下一张曲柄曲柄摇杆摇杆+ 180 ABAB121转角顺、匀 DCDC21摆摆摆角 , 时间 t1- 180 ABAB212转角顺、匀DCDC12摆摆摆角 , 时间 t2上一张上一张 1 2 且曲柄匀速 t1 t2 原动件匀速转动时, 从动件往复运动速度快慢不同的运动急急回运动回运动特性特性。则：摇杆C点平均速度 21vv退退 出出下一张下一张-+180180212112122112tttcctccvvK行程速比系数行程速比系数从动件空回行程平均速度与工作行程从动件空回行程平均速度与工作行程 平均速度的比值平均速度的比值，用用 K K 表示：表示：111

12、80+ +- - KK（2）当 0，k 1，机构有急回作用； 且越大,K越大,急回特性越明显。因此 （1）当 = 0，k = 1，机构无急回作用。上一张上一张退退 出出下一张下一张急回特性的分析： （2 2）作图寻找从动件的极限位置。）作图寻找从动件的极限位置。 （1 1）分析原动件是否为连续运动，）分析原动件是否为连续运动， 从动件是否为往复运动从动件是否为往复运动。 （3 3）分析机构极位夹角）分析机构极位夹角是否大于零。是否大于零。 分析曲柄为原动件的摆动导杆机构是否存在急回特性。上一张上一张退退 出出下一张下一张上一张上一张ADB1B2退退 出出下一张下一张 三三. .压力角和传动角压

13、力角和传动角压力角压力角 : : 从动件点的受力的方向与该点的速度 方向 所夹的锐角，称机构在此位置 的压力角,用 表示。上一张上一张有效分力有效分力有害分力有害分力ABCDF Fn vFtcosFFtsinFFnF 压力角越小，推动机械运动的 有效分力越大，故压力角越小越好。 传动角：传动角：压力角的余角，用压力角的余角，用 表示表示。90+退退 出出下一张下一张上一张上一张 为保证机构传动性能良好，设计时通常应使： min 40大功率机械： min 50 min min 的位置的位置如何确定如何确定minmin？曲柄与机架两共线位置之一。曲柄与机架两共线位置之一。一般机械：1）当曲柄与机架

14、重叠共线时：BCD最小 ，min= BCD2）当曲柄与机架拉直共线时：BCD最大且90时 ，min= 180 -BCD退退 出出下一张下一张ACB1B2=90vB上一张上一张摆动导杆机构摆动导杆机构：当曲柄主动时，90曲柄滑块机构：曲柄滑块机构：当主动曲柄与滑块导路垂直时，出现当主动曲柄与滑块导路垂直时，出现 min （即（即max）BmaxFvceABCF退退 出出下一张下一张死点位置死点位置：从动件的传动角 =0时, 机构所处的位置。 四四. .死点位置死点位置上一张上一张 机构或是顶死，而不能运动； 或是出现运动不确定。死点位置的危害死点位置的危害：退退 出出下一张下一张上一张上一张死点

15、位置为死点位置为AB1C1D、AB2C2D 死点位置为死点位置为AB1C、AB2CB1 C2 C1 D A B2 mnACB1B2退退 出出下一张下一张 克服死点的措施： 利用惯性,如飞轮。 采用几套相同的机构错位。上一张上一张退退 出出下一张下一张死点的应用死点的应用上一张上一张退退 出出下一张下一张死点的应用死点的应用上一张上一张退退 出出下一张下一张飞机起落架机构飞机起落架机构上一张上一张退退 出出下一张下一张课堂小结课堂小结1 1、曲柄存在的条件：、曲柄存在的条件：上一张上一张3、传动角、压力角分析、传动角、压力角分析四杆机构的基本特性四杆机构的基本特性铰链四杆机构类型的判别方法2、急

16、回特性：、急回特性： 极限位置、摆角、极位夹角、行程速比系数分清原动件、从动件作业作业:2-4 2-84、死点位置、死点位置退退 出出下一张下一张设计的基本问题设计的基本问题: 1.按给定的运动规律设计四杆机构2.按给定的运动轨迹设计四杆机构3.按给定的连杆位置设计四杆机构设计任务：设计任务：根据运动要求 选定机构的型式确定构件的尺寸参数使两连架杆实现对应位置要求；满足K的要求使连杆上某一点实现预定轨迹的要求要求机构能使连杆顺序地实现一些给定的位置 上一张上一张设计方法：图解法、解析法、实验法设计方法：图解法、解析法、实验法退退 出出下一张下一张已知：连杆的位置B1C1、B2C2、B3C3设计

17、步骤：2）连B1B2、B2B3、C1C2、C2C3，作中垂线b12b23交于A点，C12C23交于D点。则AB1C1D即为所求四杆机构3）求构件的长度一、按连杆预定的位置设计四杆机构一、按连杆预定的位置设计四杆机构ADB1C1B2C2B3C3b12c12b23c23 设计关键：设计关键：定铰链中心A、D。1）作连杆的位置B1C1、B2C2、B3C3上一张上一张lABl. AB1；lCD= l. C1D； lADl. AD退退 出出下一张下一张上一张上一张mmlBC40b题图a为一铰链四杆机构的夹紧机构。已知连杆长度B2C2为机构处于死点的位置，此时原动件AB处于铅垂位置。试设计此夹紧机构,求出

18、各构件长度。及它所在的两个位置(图b).其中B1C1处于水平位置；a退退 出出下一张下一张B2B1C1C2b12c12ADADDCCD22ABAB上一张上一张DA图中图中AB2C2D即为所设计的四杆机构，则各杆长度为：即为所设计的四杆机构，则各杆长度为：退退 出出下一张下一张上一张上一张 二、按给定的行程速比系数设计四杆机构二、按给定的行程速比系数设计四杆机构已知条件已知条件摇杆长度,CDl摆角 和行程速比系数。1、曲柄摇杆机构、曲柄摇杆机构设计关键设计关键找铰链中心 A 点的位置。C2C1B1B2退退 出出下一张下一张B1 2.画出摇杆画出摇杆CD两极限两极限位置，且位置，且 C1DC2=M

19、 N C2 C1 D A B2 903.画辅助圆画辅助圆：4.根据机架长度或位根据机架长度或位置确定置确定A点：点：5.连接连接AC1、AC2， C1AC2=步骤：步骤：6.确定曲柄、连杆长度确定曲柄、连杆长度AB（AC2AC1）2BC（AC1AC2）21、曲柄摇杆机构、曲柄摇杆机构上一张上一张P11180. 1+-KK求退退 出出下一张下一张2.曲柄滑块机构曲柄滑块机构eAB1B2已知：滑块行程H、行程速比系数K、结构形式及其偏心距eHC1C2上一张上一张AB（AC2AC1）2BC（AC1AC2）211180+ +- - KK0-0902退退 出出下一张下一张3.摆动导杆机构摆动导杆机构AD

20、B1已知：机架长度 及K， 试设计四杆机构（求曲柄AB的长度）ADAD2）由=作Dm、Dn3）由 确定铰链A4）作AB1 Dm（或AB2 Dn）则可得曲柄长度AB= AB1上一张上一张11180) 1+-KK求B2mn退退 出出下一张下一张图解法思路：图解法思路： 1.将已知的几何条件尽可能画出；将已知的几何条件尽可能画出； 2.将运动条件转化为几何条件；将运动条件转化为几何条件； 3.利用几何关系寻找问题的关键；利用几何关系寻找问题的关键； 4.利用其它辅助条件完成设计。利用其它辅助条件完成设计。上一张上一张退退 出出下一张下一张按预定的两连架杆对应位置设计四杆机构按预定的两连架杆对应位置设

21、计四杆机构+ ) sin(sin)sin( )cos(cos)cos(0000cbacdba3R ad2- Rcd12)( 2222Racbdca - -+ + +令令)()(cos)cos()cos(03021ooRRR+-+上一张上一张退退 出出下一张下一张上一张上一张上一张上一张b)一、按两连架杆对应角位移设计退退 出出下一张下一张2. 2.按预定轨迹设计按预定轨迹设计给定轨迹；给定轨迹；设定曲柄中心设定曲柄中心A；求出求出Rmax、Rmin及曲柄及曲柄AB和浮动连杆和浮动连杆BP长度；长度； LAB(RmaxRmin)2 ， LBP(RmaxRmin)2 上一张上一张退退 出出下一张下一张连杆曲线：连杆曲线：四杆机构运动时，连杆作平面复杂运动，连杆四杆机构运动时，连杆作平面复杂运动，连杆 上每一点都描绘出一条封闭曲线上每一点都描绘出一条封闭曲线连杆曲线。连杆曲线。