第二章 连杆机构

1、1第第 2 章章 连杆机构连杆机构 若干刚性构件通若干刚性构件通过低副联接而成的机过低副联接而成的机构，称为连杆机构。构，称为连杆机构。第第 2 章章 连杆机构连杆机构2.1 平面连杆机构的类型平面连杆机构的类型2.2 平面连杆机构的工作特性平面连杆机构的工作特性2.3 平面连杆机构的特点及功能平面连杆机构的特点及功能2.4 平面连杆机构的运动分析平面连杆机构的运动分析2.5 平面连杆机构的运动设计平面连杆机构的运动设计2.6 空间连杆机构简介空间连杆机构简介 构件+低副联接 (转动、移动副)平面机构 最常用平面四杆机构（ 四个构件四根杆)平面连杆机构平面连杆机构铰链四杆机构铰链四杆机构（全由

2、转动副相联）基本类型基本类型()铰链四杆机构2-1铰链四杆机构的基本型式飞剪机构1234ABCD连杆连杆Coupler连架杆连架杆连架杆连架杆Side link机架机架Frame曲柄曲柄摇杆摇杆( (摆杆摆杆) )( (整转整转) )( (摆转摆转) )机架、连杆、连架杆机架、连杆、连架杆()铰链四杆机构机架参考系（固定件）连架杆与机架相联连杆不与机架相联基本构件基本构件曲柄crank ：可回转360的连架杆摇杆rocker ：摆角小于360的连架杆滑块slider：作往复移动的连架杆连架杆连架杆全由转动副相联转动副相联的平面四杆机构曲柄摇杆机构双曲柄机构双摇杆机构铰链四杆机构一一.铰链四杆机

3、构基本类型铰链四杆机构基本类型 （按连架杆类型）一曲一摇二曲二摇Double-crank mechanismDouble-rockermechanismCrank-rocker mechanism 1.1.曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构 两连架杆中一个为曲柄，另两连架杆中一个为曲柄，另一个为摇杆。一个为摇杆。 摇杆为主动件时，摇杆为主动件时，则可以将摇杆的摆动转换为则可以将摇杆的摆动转换为曲柄的整周回转运动。曲柄的整周回转运动。 应用举例应用举例： 缝纫机的踏板机构缝纫机的踏板机构 牛头刨床工作台横向进给机构牛头刨床工作台横向进给机构 曲柄为主动件时曲柄为主动件时，可以实现由曲柄的整周回转可以实现由

4、曲柄的整周回转运动到摇杆往复摆动的运动运动到摇杆往复摆动的运动转换。转换。7-3 缝纫机踏板机构 缝纫机踏板机构缝纫机踏板机构 牛头刨床进给机构牛头刨床进给机构 (a)局部结构图 ; (b)曲柄摇杆机构运动简图 1主动齿轮; 2从动齿轮; 3连杆; 4摇杆（棘爪）; 5棘轮; 6丝杠 ; 7机架(天线摇杆)调整天线 俯仰角的大小 雷达调整机构放映机1234ABCD 1.曲柄摇杆机构：曲柄摇杆机构：连架杆连架杆 曲柄曲柄(一般)原动件匀速转动 摇杆摇杆(一般)从动件变速往复摆动2、双曲柄机构、双曲柄机构1 1）特点：）特点： 两连架杆均为曲柄两连架杆均为曲柄 主动曲柄匀速转动主动曲柄匀速转动 1

5、 1= C= C. 从动曲柄变速转动从动曲柄变速转动 2 2= f(t)= f(t)2 2）应用：）应用： 惯性筛惯性筛当两曲柄共线时，有可能成为反向双曲柄机构当两曲柄共线时，有可能成为反向双曲柄机构: : 1 12 23 3）平行双曲柄机构平行双曲柄机构 两曲柄等长且平行，两曲柄等长且平行，1 1=2 2 平行双曲柄机构平行双曲柄机构反平行双曲柄机构反平行双曲柄机构双曲柄机构运动不确定性双曲柄机构运动不确定性解决办法：解决办法：a.a.利用从动曲柄本身（或附加质量）的惯性来导向。利用从动曲柄本身（或附加质量）的惯性来导向。b b.在主、从动曲柄上错开移动角度再安装一组平行在主、从动曲柄上错开

6、移动角度再安装一组平行 四边形机构四边形机构c.c.增加第三个平行曲柄增加第三个平行曲柄(3)应用：应用：机车联动机构机车联动机构3.双摇杆机构双摇杆机构连架杆均为摇杆连架杆均为摇杆3.双摇杆机构双摇杆机构连架杆均为摇杆连架杆均为摇杆 例: 起重机中重物平移机构: CD(杆3)为原动件, 悬挂重物的E 点在连杆上保持E点运动轨迹在近似水平线上。（平移货物平稳、减小能量消耗） 3.3.双摇杆机构双摇杆机构两连架杆均为摇杆两连架杆均为摇杆飞机起落架机构飞机起落架机构汽车前轮转向机构汽车前轮转向机构( (等腰梯形机构等腰梯形机构) )曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构双曲柄机构双曲柄机构双摇杆机构双摇杆机构平

7、面连杆机构平面连杆机构铰链四杆机构铰链四杆机构四杆机构四杆机构(铰链四杆机构铰链四杆机构)演变类型演变类型 1.1.曲柄滑块机构曲柄滑块机构 一连架杆为曲柄，另一连架杆相对机架作往复移动而称为滑块一连架杆为曲柄，另一连架杆相对机架作往复移动而称为滑块应用举例应用举例：内燃机、空气压缩机、冲床和缝纫机等。：内燃机、空气压缩机、冲床和缝纫机等。对心式曲柄滑块机构对心式曲柄滑块机构 In-line slider-crank mechanism 偏置式曲柄滑块机构偏置式曲柄滑块机构 eccentric (offset)slider-crank mechanism 曲柄滑块机构二、平面四杆机构的演化型式

8、二、平面四杆机构的演化型式（改变构件的形状和长度）（改变构件的形状和长度）转动副转化为移动副转动副转化为移动副2.1.2 平面四杆机构的演化平面四杆机构的演化取不同构件作机架取不同构件作机架低副可逆性低副可逆性ABCD曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构双曲柄机构双曲柄机构双摇杆机构双摇杆机构曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构曲柄摇块机构曲柄摇块机构摆动导杆机构摆动导杆机构曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构变换构件的形态变换构件的形态 扩大运动副尺寸扩大运动副尺寸 偏心轮机构偏心轮机构 特点：容易加工；特点：容易加工； 工作时润滑条件和受力情况好；工作时润滑条件和受力情况好；可用于较重载荷的传动中。可用于较重载荷的传动中。

9、应用举例：蒸汽机换气阀传动机构、冲压机传动机构等。应用举例：蒸汽机换气阀传动机构、冲压机传动机构等。（a a）等效曲柄滑块机构）等效曲柄滑块机构 （b b）曲柄滑块机构）曲柄滑块机构 （c c）等效曲柄摇杆机构）等效曲柄摇杆机构 （d) d) 曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构扩大转动副扩大转动副转动副转化为移动副转动副转化为移动副取不同构件作机架取不同构件作机架变换构件的形态变换构件的形态扩大运动副尺寸扩大运动副尺寸2.1.2 平面四杆机构的演化平面四杆机构的演化曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构双曲柄机构双曲柄机构双摇杆机构双摇杆机构曲柄滑块机构曲柄滑块机构摆动导杆机构摆动导杆机构2.2 平面连杆机构的工作特

10、性平面连杆机构的工作特性2.2.1 运动特性运动特性 具有整转副的条件具有整转副的条件 AB整周转动整周转动AC1D和和ACD成立成立二二. .曲柄存在条件曲柄存在条件：（转动副为整转副）二二. .曲柄存在条件曲柄存在条件：（转动副为整转副） 1.曲柄存在条件:2.推论:实例分析: AB70, BC90, CD110, AD40 (1)最短与最长杆之和小于其 它两杆之和 (2)最短的构件在连架杆或机架上(满足条件1) (1)最短短杆在机架机架上 (2)最短短杆在机架邻边机架邻边 (3)最短短杆在机架对边机架对边双曲柄双曲柄机构曲柄摇杆曲柄摇杆机构双摇杆双摇杆机构ADCD40110150ABBC

11、160当：AD为机架 AB或DC为机架 BC为机架双曲柄双曲柄曲柄摇杆曲柄摇杆双摇杆双摇杆ABCD二二.死点位置死点位置 三三.压力角和传动角压力角和传动角2.急回运动急回运动:Quick Return Characteristics 工作行程工作行程: working stroke 空回行程空回行程: return strokeB2B1 ( 2) C2C1 () 1 2 , 而不变B1B2 (1) 摇杆C1C2 () 工作行程时间空回行程时间工作行程时间空回行程时间 曲柄(主)匀速转动(顺)摇杆(从)变速往复摆动曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构12极位极位: 曲柄与连杆共线(B1、B2)摇杆极位C1

12、、C2 缩短非生产时间缩短非生产时间, 提高生产率提高生产率 牛头刨床、牛头刨床、 往复式输送机往复式输送机其运动特性行程速度变化系数行程速度变化系数(行程速比系数)Kcoefficient of travel speed variation极位夹角极位夹角(摇杆处于两极位时，对应曲柄所夹锐角)crank acute angle between the two limiting positionsK 急回运动性质180180/212112122112tttCCtCCvvK上式表明，机构急回速度取决于极位夹角上式表明，机构急回速度取决于极位夹角的大小。的大小。 越大，越大，K值越大，机构的急回程

13、度越明显，但机值越大，机构的急回程度越明显，但机构的传动平稳性下降。构的传动平稳性下降。 因此在设计时，应根据工作要求，合理地选择因此在设计时，应根据工作要求，合理地选择K值，值，通常取通常取K=1.22.0。11180KK(2-2)曲柄摇杆机构曲柄主动 急回急回图2-4曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构12四杆机构存在急回特性必须具备以下条件：四杆机构存在急回特性必须具备以下条件： 曲柄为主动件曲柄为主动件 从动件有极限位置从动件有极限位置 曲柄存在极位夹角曲柄存在极位夹角 3.运动连续性运动连续性 运动连续性：运动连续性：表示主动件连续运动时，从动件也能连表示主动件连续运动时，从动件也能连 续占据各

14、个预期的位置。续占据各个预期的位置。 从动件只能在某一可行域内运动，而不能相互跨越。从动件只能在某一可行域内运动，而不能相互跨越。2.2.2 传力特性传力特性压力角压力角 a a ：受力方向和运动方向所夹的锐角：受力方向和运动方向所夹的锐角传动角传动角 g g ：压力角的余角：压力角的余角在如图所示的曲柄摇杆机构中，作用在从动件上的在如图所示的曲柄摇杆机构中，作用在从动件上的驱动力驱动力F F与其受力点速度与其受力点速度v vC C方向线之间所夹的锐角方向线之间所夹的锐角称为称为压力角压力角。（不计摩擦力、惯性力和重力）。（不计摩擦力、惯性力和重力） 压力角的余角压力角的余角称为称为传动角传动

15、角。 压力角和传动角在机构运动过程中是变化的。压力角和传动角在机构运动过程中是变化的。1.压力角和传动角压力角和传动角 Pressure angle, transmission angle力的作用方向与该点速度方向的夹角力的作用方向与该点速度方向的夹角 =(t)=(t)C C点受力点受力FcFc有效分量：有效分量：F Ft t=F=Fc ccoscos小，传力性能好小，传力性能好 是判定机构动力性能的一个指标是判定机构动力性能的一个指标1)1)压力角压力角 ( (是对从动件而言）是对从动件而言）C CA AB BD DB BC CB BF FC CF FD DC Ct tF Fn nF Fc

16、cv v）C CF F传动角传动角连杆与摇杆所夹的锐角连杆与摇杆所夹的锐角 ag090 =(t)=(t)大，传力性能好大，传力性能好的许用值：的许用值：min40min40 通常情况通常情况 min50 min50 传递较大动力时传递较大动力时2).2).传动角传动角曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构()m mi in nm mi in nm mi in nm mi in n, , =3).3).minmin的位置的位置2. 死点位置死点位置 dead points 从动件与连杆共线从动件与连杆共线卡死卡死 当摇杆为主动件, 而曲柄AB与连杆BC共线时(摇杆CD处于极位) CD(主)通过连杆加于曲柄的驱

17、动力F正好通过曲柄的转动中心A 不能产生使曲柄转动的力矩。图2-4曲柄摇杆机构图2-5 机构运动卡死 机构运动不确定存在死点条件存在死点条件： 有极限位置（从动件与连杆共线）措施措施曲柄摇杆机构摇杆主动死点死点死点 飞轮 自身惯性脚踏缝纫机的停止现象脚踏缝纫机的停止现象飞机起落架飞机起落架 克服止点克服止点：为了使机构能顺利地通过死点位置，：为了使机构能顺利地通过死点位置，通常在从动件轴上安装飞轮，利用飞轮的惯性通过死通常在从动件轴上安装飞轮，利用飞轮的惯性通过死点位置。也可采用多组机构交错排列的方法，如两组点位置。也可采用多组机构交错排列的方法，如两组机构交错排列，使左右两机构不同时处于死点

18、位置。机构交错排列，使左右两机构不同时处于死点位置。 利用止点利用止点：在工程上有时也需利用机构的死点位：在工程上有时也需利用机构的死点位置来进行工作。置来进行工作。 例如飞机的起落架、折叠式家具和夹具等机构，例如飞机的起落架、折叠式家具和夹具等机构，如下图所示。如下图所示。夹具夹具 死点：有效分力等于零死点：有效分力等于零g g= 0 a a = 90 利用构件惯性利用构件惯性 多套机构交错排列多套机构交错排列 利用死点夹紧工件利用死点夹紧工件 飞机起落架飞机起落架2.3 平面连杆机构的特点及功能平面连杆机构的特点及功能 运动副形状简单、易制造运动副形状简单、易制造 面接触，可以承受冲击力面

19、接触，可以承受冲击力 构件运动形式多样构件运动形式多样 惯性力不易平衡惯性力不易平衡 实现远距离传动实现远距离传动 实现多种运动轨迹实现多种运动轨迹2.4 平面连杆机构的运动分析平面连杆机构的运动分析运动分析内容：位移、速度、加速度运动分析内容：位移、速度、加速度分析方法：图解法分析方法：图解法 解析法解析法 瞬心法瞬心法 相对运动图解法（矢量合成法）相对运动图解法（矢量合成法） 杆组法杆组法利用瞬心法求简单机构的速度(速度分析)12P12V21V12( (一一) )速度瞬心及其求法速度瞬心及其求法: :瞬心瞬心绝对绝对瞬心(该点的绝对速度为0)相对相对瞬心(.不为0) 相对运动两刚体上瞬时相

20、对速度为零的重合点具同一瞬时绝对速度的重合点2.速度瞬心的求法: 作相对运动的两刚体, 任何时间总有一点的绝对速度相等相对速度=01.1.速度瞬心的意义速度瞬心的意义: :两刚体相对运动绕瞬心的转动( (二二) )瞬心在速度分析上的应用瞬心在速度分析上的应用1.1.速度瞬心及其在机构速度分析上的应用速度瞬心及其在机构速度分析上的应用 2.2.速度瞬心的求法速度瞬心的求法: :组成纯滚动高副组成纯滚动高副接触点是瞬心P122V211V1212P12瞬心的数目瞬心的数目: :N=K(K-1)/2 (1-2)N=K(K-1)/2 (1-2)瞬心的求法瞬心的求法: :已知两个重合点已知两个重合点的相对

21、速度求瞬心 图1-18组成转动副组成转动副转动副是瞬心 图1-19组成移动副组成移动副瞬心位于导轨垂线的无穷远处P12所有重合点的相对速度移动方向P12接触点的相对速度=0组成滑动兼滚动副组成滑动兼滚动副瞬心位于过接触点的公法线方向接触点的相对速度沿切线方向不直接接触两构件不直接接触两构件的瞬心不直接接触两构件的瞬心不直接接触两构件的瞬心三心定理三心定理证明证明: :123VC2VC3分析分析: : 重合点C（C2、C3）的绝对速度VC2 =VC3 假设假设: : 第三个瞬心(P23)不在P12及P13的连线上, 而在C点。K=3 ，N=3(31)/2=3 作平面运动的三个构件共有三个瞬心三个

22、构件共有三个瞬心, , 它们位于同一直线上。它们位于同一直线上。 可得：P12(构件1、2) 、P13(构件1 、3)是(绝对)瞬心VC2 VC3 它们方向不可能一致 C点不可能是第三个瞬心 P23 (瞬时绝对速度的重合点)第三个瞬心应在 P12P13的连线上。P12P13C1234P24P13绞链四杆机构的瞬心绞链四杆机构的瞬心K=4 , N=43/2=6P23P34P14P12构件构件2 2、1 1、4 4 在P12P14连线上构件构件2 2、3 3、4 4 在P23P34连线上找找P24:找找P13：构件构件1 1、2 2、3 3 在P12P23连线上构件构件1 1、4 4、3 3 在P

23、14P34连线上例K=4 , N=4(41) /2=6找找P13：构件构件1 1、2 2、3 3 在P12P23连线上构件构件1 1、4 4、3 3 在P14P34连线上 过P14作导轨垂线找找P24：构件构件2 2、1 1、4 4 在P12P14连线上构件构件2 2、3 3、4 4 在P23P34连线上 过P23作导轨垂线A1B234CP34P24P34P13P14P12P23(二)瞬心在速度分析上的应用瞬心在速度分析上的应用 p.15瞬心瞬心相对速度=0 , 绝对速度相等 速度分析1234P12P14P23P34P24P13( (知知2 2 4) 4)P24是构件2、4的瞬心 两者 的同速

24、点该点 构件2绝对速度：VE= 2LEA 构件4绝对速度：VE= 4LEDADEEAEDLL421. 1.铰链四杆机构铰链四杆机构 (图1-21)两构件的角速度与其绝对瞬心至相对瞬心的距离成反比。两构件的角速度与其绝对瞬心至相对瞬心的距离成反比。2. 2.滑动兼滚动接触的高副滑动兼滚动接触的高副: : (A)(B)C132P12 P13 P23nnP12 过接触点的公法线上三心定理求解图1-23(D)角速度与连心线被轮廓接触点公法线 所分割的两线段长度成反比DADBLL21用在齿轮机构(齿轮或摆动从动件凸轮机构)3. 3.直动从动件凸轮机构直动从动件凸轮机构231O1V2P23P12P P12

25、12 过接触点的公法线上 三心定理求解P P13 13 ( (回转副是瞬心)P P2323 构件2、3的瞬心位于导轨垂线 (三心定理)过P13导轨的无穷远处K=3 , N=3(31) /2=3(P13)122112131213vlvlPPPP2.5 平面连杆机构的设计平面连杆机构的设计分析（分析（Analysis）设计（设计（Design）综合（综合（synthesis）平面连杆机构的运动设计平面连杆机构的运动设计 根据给定的要求选定机构的型式，确定各构根据给定的要求选定机构的型式，确定各构件的尺寸，同时满足运动条件（如存在曲柄等），件的尺寸，同时满足运动条件（如存在曲柄等），动力条件（如传动

26、角等）和运动连续条件等。动力条件（如传动角等）和运动连续条件等。一、平面四杆机构设计的基本问题一、平面四杆机构设计的基本问题问题一：实现给定的运动规律问题一：实现给定的运动规律实现连杆给定位置（刚体导引）实现连杆给定位置（刚体导引）炉门的开闭机构炉门的开闭机构铸造造型机砂箱翻转机构铸造造型机砂箱翻转机构 要求所设计的机构能引导刚体（连杆）顺序通过要求所设计的机构能引导刚体（连杆）顺序通过一系列给定的位置。一系列给定的位置。实现两连架杆给定的对应位置实现两连架杆给定的对应位置要求所设计的机构的要求所设计的机构的主、从动连架杆的位主、从动连架杆的位置（转角）满足预定置（转角）满足预定的对应关系。的

27、对应关系。标线标线：构件上标志其：构件上标志其位置的线段。位置的线段。 如：线段如：线段AF,DEAF,DE。B1B2E2E1F1F2C1C2实现给定的运动特性要求实现给定的运动特性要求问题二：问题二：实现给定的运动轨迹实现给定的运动轨迹要求在机构的运动过程中，连杆上某点的轨迹能要求在机构的运动过程中，连杆上某点的轨迹能符合预定的符合预定的轨迹要求轨迹要求。v设计方法设计方法：图解法、解析法和实验法：图解法、解析法和实验法. 图解法图解法 解析法解析法 实验法实验法平面连杆机构设计方法：平面连杆机构设计方法：2.5.2 刚体导引机构的设计刚体导引机构的设计要求：设计四杆机构，使得连杆通过要求：

28、设计四杆机构，使得连杆通过 I、II、III三个位置三个位置例例1 ：设计一铰链四杆机构。已知连杆上铰链设计一铰链四杆机构。已知连杆上铰链B B、C C的位的位置（连杆的长度已知），在机构的运动过程中，连杆依次置（连杆的长度已知），在机构的运动过程中，连杆依次占据占据B B1 1C C1 1、B B2 2C C2 2、B B3 3C C3 3 三个位置三个位置(下角标下角标1、2、3表示位表示位置的序号）置的序号）。求机构中其余三个构件的长度。求机构中其余三个构件的长度。 作图依据作图依据 固定铰链中心固定铰链中心A、D分分 别是连杆上活动铰链别是连杆上活动铰链B、C的轨迹圆弧的圆心的轨迹圆弧

29、的圆心。q分分 析析设计的关键设计的关键 确定固定铰链中心确定固定铰链中心A、D的位置。的位置。 设计方法设计方法 中垂线法中垂线法(三点定圆的圆心）三点定圆的圆心）q作图步骤作图步骤：选适当的长度比例尺选适当的长度比例尺 l l，作出连杆的三个位置。，作出连杆的三个位置。 分别作连线分别作连线B1B2、B2B3 的中垂线，其交点为固定的中垂线，其交点为固定铰链中心铰链中心A ； 再分别作连线再分别作连线C1C2、C2C3 的中垂线，其交点为固定的中垂线，其交点为固定铰链中心铰链中心D。AD则：则： AB1C1D为机构在第一位置时的机构运动简图。为机构在第一位置时的机构运动简图。从图中量出图长

30、从图中量出图长AB1、C1D 及及AD ，各构件的长度为：各构件的长度为： l lABAB= = l lAB1, l lCDCD= = l lC1D, l lADAD= = l lADAD机构的运动情况机构的运动情况v讨论：讨论：1）若给定连杆的三个位置，有唯一解。）若给定连杆的三个位置，有唯一解。2）若只给定连杆的两个位置，若只给定连杆的两个位置， 当再给一个附加条件时（如固定铰链的方位等），才能当再给一个附加条件时（如固定铰链的方位等），才能得到唯一解。得到唯一解。有无穷多个解；有无穷多个解；DB1ADC1机械的转化原理机械的转化原理B2C2DAAB3C3DAB1 1AB3C3B2C2B1

31、C1 2 3a a1a a3a a2DAAC3C1B3B1DC2A B2 AC3C1B3B1DA B2 C2AC3C1B3B1DA B2 AC3C1B3B1DB2 A AC3C1B3 B1DB2 A A AC3C1B3 B1DB2 A A AC3C1B3 B1B2 A A DAC3C1B3 B1B2 A A DAC1B3 B1B2 A A DAC1B3 B1B2 A A DA、A 、A 三点在以三点在以D为圆心的圆弧上为圆心的圆弧上B1、B2 、B3 三点在以三点在以C1为圆心的圆弧上为圆心的圆弧上问题的实质问题的实质将连架杆将连架杆CD转化为机架，连架杆转化为机架，连架杆AB则转化则转化成为

32、连杆，原设计问题转变为已知连杆位置的设计成为连杆，原设计问题转变为已知连杆位置的设计。2.5.3 函数生成机构的设计函数生成机构的设计 设计要求设计要求 通常为在主动连架杆的转角通常为在主动连架杆的转角a a和从动连架杆和从动连架杆的转角的转角 中，选定有限个中，选定有限个角位置角位置a ai与与 i 的对应值，以满足传的对应值，以满足传动函数动函数 ( (a a) )。设计特点设计特点 两连架杆的传动函数与杆长的绝对值无关，两连架杆的传动函数与杆长的绝对值无关，仅与其相对值有关。仅与其相对值有关。设计时，通常预先确定机架的长度设计时，通常预先确定机架的长度( (即确定两个固定铰即确定两个固定

33、铰链的位置链的位置) )。机构的待求参数为两连架杆的长度。机构的待求参数为两连架杆的长度( (即两连架杆即两连架杆上连接连杆铰链的四个坐标分量上连接连杆铰链的四个坐标分量) )。设计关键设计关键 确定连杆确定连杆BC上活动铰链点上活动铰链点C的位置。的位置。 应用原理应用原理 机构转化原理机构转化原理 已知固定铰链点已知固定铰链点A、D，设计四杆机构，使得两个连，设计四杆机构，使得两个连架杆可以实现三组对应关系架杆可以实现三组对应关系d d刚化反转法刚化反转法 以以CD杆为机架时看到的四杆机构杆为机架时看到的四杆机构ABCD的位置相当的位置相当于把以于把以AD为机架时观察到的为机架时观察到的A

34、BCD的位置刚化，以的位置刚化，以D轴为中心转过轴为中心转过 得到的。得到的。21 低副可逆性；低副可逆性； 机构在某一瞬时，各构机构在某一瞬时，各构件相对位置固定不变，件相对位置固定不变，相当于一个刚体，其形相当于一个刚体，其形状不会随着参考坐标系状不会随着参考坐标系不同而改变。不同而改变。函数生成机构的设计函数生成机构的设计第第 1 步：选步：选B点，以点，以 I 位置为参考位置，位置为参考位置，DF1 为机架为机架第第 2 步：用刚化反转法求出步：用刚化反转法求出 B2、B3 的转位点的转位点第第 3 步：做中垂线，找步：做中垂线，找C1 点点第第 4 步：联接步：联接AB1C1DB22

35、B22E21B11E12)按两连架杆三组对应位置设计四杆机构按两连架杆三组对应位置设计四杆机构任意选定构件任意选定构件AB的长度的长度连接连接B2 E2、DB2的得的得B2 E2D绕绕D 将将B2 E2D旋转旋转1 1 -2 2得得B2点点已知已知:机架长度机架长度d和两连架杆三组对应位置。和两连架杆三组对应位置。AdDB333E3设计步骤：设计步骤： 连接连接B3 E3、DB3得得 B3 E3D将将B3E3D绕绕D旋旋 转转1 1 -3 3得得B3点点2)按两连架杆三组对应位置设计四杆机构按两连架杆三组对应位置设计四杆机构已知已知:机架长度机架长度d和两连架杆三组对应位置。和两连架杆三组对应

36、位置。2B22E21B11E1AdDB333E3B2B3任意选定构件任意选定构件AB的长度的长度连接连接B2 E2、DB2的得的得B2 E2D绕绕D 将将B2 E2D旋转旋转1 1 -2 2得得B2点点设计步骤：设计步骤： 2B22E21B11E1AdDB333E3B2B3由由B1 B2 B3 三三点点 求圆心求圆心C3 。2)按两连架杆三组对应位置设计四杆机构按两连架杆三组对应位置设计四杆机构已知已知:机架长度机架长度d和两连架杆三组对应位置。和两连架杆三组对应位置。C1B2C2B3C3连接连接B3 E3、DB3得得 B3 E3D将将B3E3D绕绕D旋旋 转转1 1 -3 3得得B3点点任意选定构件任意选定构件AB的长度的长度连接连接B2 E2、DB2的得的得B2 E2D绕绕D 将将B2 E2D旋转旋转1 1 -2 2得得B2点点设计步骤：设计步骤： 函数生成机构设计函数生成机构设计 解析法解析法2.5.4 急回机构的设计急回机构的设计 已知行程速比系数已知行程速比系数 K，以及从动件两个极限位置，以及从动件两个极限位置，设计四杆机构设计四杆机构急回机构的设计急回机构的设计思考：思考：A点可以在点可以在FG弧上选取吗？弧上选取吗？第第 1 步：确定步：确定D、C1、C2点，计算点，计算 第第 2 步：找步：找 A