第2章平面连杆机构

1、机械设计基础第章平面连杆机构机械设计基础第章平面连杆机构主讲：王美茹主讲：王美茹手机：手机：1881336779018813367790短号：短号：617790617790QQQQ：847365497847365497机械设计基础第章平面连杆机构机械设计基础第章平面连杆机构平面机构自由度计算平面机构的自由度计算：平面机构的自由度计算：F=3n-2PL-PH注意事项：注意事项：机构具有确定运动的条件：机构具有确定运动的条件：自由度自由度F=F=原动件数目原动件数目1.1.复合铰链：复合铰链：m-1m-1个转动副个转动副2.2.去除局部自由度：去除局部自由度：凸轮凸轮3.3.去除虚约束：去除虚约束

2、：5 5种常见情况，种常见情况，P18P18练习：练习：P26P26习题习题1.71.7（c c）其中，其中，n n活动构件数目；活动构件数目；P PL L低副数；低副数；P PH H高副数。高副数。机械设计基础第章平面连杆机构机械设计基础第章平面连杆机构2-1 2-1 平面四杆机构的基本类型及其应用平面四杆机构的基本类型及其应用2-2 2-2 平面四杆机构的基本特性平面四杆机构的基本特性2-3 2-3 平面四杆机构的平面四杆机构的设计设计 重重 点点1.1.四杆机构的主要工作特性四杆机构的主要工作特性2.2.平面四杆机构的平面四杆机构的设计（图解法）。设计（图解法）。小小 结结机械设计基础第

3、章平面连杆机构机械设计基础第章平面连杆机构基本要求基本要求 平面连杆机构的特点及应用；曲柄存在条件；平面连杆机构的特点及应用；曲柄存在条件； 急回特性、最小传动角及其出现位置、死点、设计方法急回特性、最小传动角及其出现位置、死点、设计方法重点重点 铰链四杆机构的基本形式；四杆机构的运动特性；铰链四杆机构的基本形式；四杆机构的运动特性； 曲柄存在条件；四杆机构的设计。曲柄存在条件；四杆机构的设计。 机械设计基础第章平面连杆机构机械设计基础第章平面连杆机构平面连杆机构概述平面连杆机构概述1 1、优点、优点: :能实现多种运动形式的转换、预定运动规律或运动轨迹；能实现多种运动形式的转换、预定运动规律

4、或运动轨迹；低副面接触，承载能力大低副面接触，承载能力大, ,便于润滑，磨损小便于润滑，磨损小, , 寿命长；寿命长；几何形状简单几何形状简单, ,便于加工，成本低。便于加工，成本低。定义：定义：平面连杆机构平面连杆机构由若干构件用低副连接组成由若干构件用低副连接组成的平面机构。的平面机构。只能近似实现给定的运动规律只能近似实现给定的运动规律, ,且设计较复杂；且设计较复杂；传动路线较长，降低了传动效率；传动路线较长，降低了传动效率；不适用于高速传动机构。不适用于高速传动机构。2 2、缺点、缺点: : 连杆传动是利用低副传动机构进行传连杆传动是利用低副传动机构进行传动，连杆传动能方便的实现转动

5、、摆动动，连杆传动能方便的实现转动、摆动、移动等运动形式的转换。移动等运动形式的转换。其中以由四个其中以由四个构件组成的四杆机构应用最为广泛，而构件组成的四杆机构应用最为广泛，而且是组成多杆机构的基础。因此本章着且是组成多杆机构的基础。因此本章着重讨论四杆机构的基本类型、性质及常重讨论四杆机构的基本类型、性质及常用设计方法。用设计方法。 机械设计基础第章平面连杆机构机械设计基础第章平面连杆机构平面连杆机构常以构件数命名：平面连杆机构常以构件数命名：本章重点内容是介绍四杆机构。本章重点内容是介绍四杆机构。多杆机构多杆机构四杆机构、四杆机构、机械设计基础第章平面连杆机构机械设计基础第章平面连杆机构

6、一、铰链四杆机构：运动副全为转动副的平面四杆机构一、铰链四杆机构：运动副全为转动副的平面四杆机构v组成：机架、连架杆、连杆组成：机架、连架杆、连杆v曲柄：能作整周转动的连架杆曲柄：能作整周转动的连架杆v摇杆：只能在一定范围内摆动的连架杆摇杆：只能在一定范围内摆动的连架杆连杆连杆 连架杆连架杆 连架杆连架杆 机架机架 1 12 23 34 4A AB BC CD D曲柄曲柄摇杆摇杆( (周转副周转副A A、B)B)( (摆转副摆转副C C、D)D)2.12.1平面四杆机构类型及其应用平面四杆机构类型及其应用连架杆连架杆 铰链四杆机构曲柄摇杆机构双曲柄机构双摇杆机构机械设计基础第章平面连杆机构机械

7、设计基础第章平面连杆机构1、曲柄摇杆机构、曲柄摇杆机构v结构特点：结构特点：在两连架杆中，一个为在两连架杆中，一个为曲柄，另一个为摇杆。曲柄，另一个为摇杆。v运动变换：运动变换：转动转动摆动（使整周回摆动（使整周回转运动变为往复摆动，或者把往复转运动变为往复摆动，或者把往复摆动变为整周回转运动）摆动变为整周回转运动）举例：举例：搅拌机搅拌机卫星天线卫星天线脚踏缝纫机脚踏缝纫机机械设计基础第章平面连杆机构机械设计基础第章平面连杆机构搅拌机搅拌机运动简图运动简图搅拌机实际模型实际模型曲柄主动、摇杆从动曲柄主动、摇杆从动机械设计基础第章平面连杆机构机械设计基础第章平面连杆机构卫星天线卫星天线ABC1

8、243DABDC1243运动简图运动简图实际模型实际模型曲柄主动、摇杆从动曲柄主动、摇杆从动机械设计基础第章平面连杆机构机械设计基础第章平面连杆机构脚踏缝纫机脚踏缝纫机摇杆主动、曲柄从动摇杆主动、曲柄从动机械设计基础第章平面连杆机构机械设计基础第章平面连杆机构2、双、双曲柄机构曲柄机构v结构特点：结构特点：两个连架杆均两个连架杆均为曲柄为曲柄v运动变换：运动变换：转动转动转动，转动，一般主动件匀速转动，从一般主动件匀速转动，从动件变速转动动件变速转动举例：举例：惯性筛惯性筛插床机构插床机构机械设计基础第章平面连杆机构机械设计基础第章平面连杆机构插床机构机械设计基础第章平面连杆机构机械设计基础第

9、章平面连杆机构惯性筛 从动曲柄变速转动从动曲柄变速转动 使筛子产生加速度使筛子产生加速度 使不同物料因惯性不使不同物料因惯性不同而筛分同而筛分机械设计基础第章平面连杆机构机械设计基础第章平面连杆机构u特例特例1：正平行四边形机构：对边平行且相等：正平行四边形机构：对边平行且相等特点：主、从动曲柄同速同向转动特点：主、从动曲柄同速同向转动; ; 连杆做平动。连杆做平动。举例：举例：火车轮火车轮摄影平台摄影平台摄影平台升降机构 机械设计基础第章平面连杆机构机械设计基础第章平面连杆机构运动不确定现象：运动不确定现象：机械设计基础第章平面连杆机构机械设计基础第章平面连杆机构应用实例应用实例: :车门启

10、闭机构车门启闭机构反向双曲柄机构反向双曲柄机构车门启闭机构车门启闭机构n特例特例2 反平行四边形机构：对边相等但不平行反平行四边形机构：对边相等但不平行转速相等，转向相反转速相等，转向相反机械设计基础第章平面连杆机构机械设计基础第章平面连杆机构3、双、双摇杆机构摇杆机构 v结构特点：结构特点：两连架杆均为两连架杆均为摇杆摇杆v运动变换：运动变换：摆动摆动摆 动摆 动（通常主动杆匀速摆动，（通常主动杆匀速摆动，从动杆变速摆动）从动杆变速摆动）鹤式起重机鹤式起重机车辆的前轮转向机构车辆的前轮转向机构造型机翻箱机构造型机翻箱机构 举例：举例：机械设计基础第章平面连杆机构机械设计基础第章平面连杆机构鹤

11、式起重机鹤式起重机 鹤式起重机的变速机构鹤式起重机的变速机构: CD(: CD(杆杆3)3)为原动件为原动件, , 悬悬挂重物的挂重物的E E 点在连杆上点在连杆上保持保持E E点运动轨迹在近似水点运动轨迹在近似水平线上。（平移货物平线上。（平移货物平稳、减小能量消耗）平稳、减小能量消耗）机械设计基础第章平面连杆机构机械设计基础第章平面连杆机构汽车前轮转向机构汽车前轮转向机构机械设计基础第章平面连杆机构机械设计基础第章平面连杆机构造型机翻箱机构造型机翻箱机构造型机翻箱机构机械设计基础第章平面连杆机构机械设计基础第章平面连杆机构二、平面四杆机构的演化二、平面四杆机构的演化1 1、曲柄滑块机构曲柄

12、滑块机构铰链四杆机构铰链四杆机构1B2C34ADlCD e 01B24AC3偏置曲柄滑块机构偏置曲柄滑块机构对心曲柄滑块机构对心曲柄滑块机构1B24AC3e3D1B2C4A对对CDCD杆等效转化杆等效转化转动副变成移动副转动副变成移动副演化方式：改变杆件长度、变更机架、扩大回转副等演化方式：改变杆件长度、变更机架、扩大回转副等机械设计基础第章平面连杆机构机械设计基础第章平面连杆机构2 2、导杆机构导杆机构(1)(1)演化过程演化过程 曲柄滑块机构中，将曲柄改为机架，就演化成导杆曲柄滑块机构中，将曲柄改为机架，就演化成导杆机构。机构。 机械设计基础第章平面连杆机构机械设计基础第章平面连杆机构(2

13、)(2)类型类型转动导杆机构转动导杆机构 摆动导杆机构摆动导杆机构L L1 1LLL2 2 L L1 1L L2 2 ：机架长度：机架长度：曲柄长度：曲柄长度机械设计基础第章平面连杆机构机械设计基础第章平面连杆机构应用应用实例实例牛头刨床机构牛头刨床机构 简易刨床简易刨床机械设计基础第章平面连杆机构机械设计基础第章平面连杆机构3 3、摇块机构与定块机构、摇块机构与定块机构A41A4曲柄滑块机构曲柄滑块机构1B2C31B2C31B2C31B2C31B2C31B2C31B2C31B2C31B2C31B2C31B2C31B2C31B2C31B2C32作机架作机架A41A41A41A41A41A41A

14、41A41A41A41A41A413B2C曲柄摇块机构曲柄摇块机构 液压动作筒液压动作筒车箱举升机构车箱举升机构机械设计基础第章平面连杆机构机械设计基础第章平面连杆机构2B12B12B1A41B2C3曲柄滑块机构曲柄滑块机构CA43定块定块机构机构3作机架1B2机械设计基础第章平面连杆机构机械设计基础第章平面连杆机构摇块机构摇块机构滑块滑块摆动摆动滑块滑块固定固定滑块滑块平面运动平面运动滑块滑块平动平动曲柄滑块机构曲柄滑块机构CABCABCABCAB曲柄滑块机构曲柄滑块机构转动导杆机构转动导杆机构摇块机构摇块机构定块机构定块机构导杆机构导杆机构定块机构定块机构机械设计基础第章平面连杆机构机械设

15、计基础第章平面连杆机构( (曲柄很短时曲柄很短时偏心轮机构偏心轮机构)偏心距偏心距= =曲柄长曲柄长铰链四杆、曲柄滑块机构铰链四杆、曲柄滑块机构(扩大回转副扩大回转副) ) 偏心轮机构偏心轮机构 ABC偏心轮机构偏心轮机构回转副回转副B (半径半径) 曲柄长曲柄长AB曲柄曲柄ABCe4 4、偏心轮机构、偏心轮机构机械设计基础第章平面连杆机构机械设计基础第章平面连杆机构机械设计基础第章平面连杆机构机械设计基础第章平面连杆机构2.2 2.2 平面平面四杆机构基本特性四杆机构基本特性基本特性基本特性运动特性运动特性急回特性急回特性传动特性传动特性压力角、传动角、死点压力角、传动角、死点一、铰链四杆机

16、构有整转副的条件一、铰链四杆机构有整转副的条件平面四杆机构具有平面四杆机构具有整转副整转副可能存在可能存在曲柄。曲柄。几何特性几何特性是否存在曲柄是否存在曲柄机械设计基础第章平面连杆机构机械设计基础第章平面连杆机构 图示曲柄摇杆机构中，假定图示曲柄摇杆机构中，假定ABAB为曲柄，则曲柄为曲柄，则曲柄ABAB回回转一周过程中，必有两次与机架共线。转一周过程中，必有两次与机架共线。 则由则由B BD D可得：可得：三角形任意两边之和大于第三边三角形任意两边之和大于第三边l1+ l4 l2 + l3则由则由B BD D可得：可得：l2(l4 l1)+ l3l3(l4 l1)+ l2 l1+ l2 l

17、3 + l4 l1+ l3 l2 + l4两两相加得：两两相加得：l1 l2 l1 l3 l1 l4 l1为最短杆为最短杆最短杆与最长杆最短杆与最长杆的长度之和的长度之和其其他两杆长度之和他两杆长度之和机械设计基础第章平面连杆机构机械设计基础第章平面连杆机构2.2.组成该整转副的两杆中必有一杆为最短杆。组成该整转副的两杆中必有一杆为最短杆。结论：当满足杆长条件时，其最短杆参与构成的结论：当满足杆长条件时，其最短杆参与构成的转动副都是整转副转动副都是整转副。u转动副为整转副的条件：转动副为整转副的条件：1.1.最长杆与最短杆的长度之和最长杆与最短杆的长度之和其他两杆长度之和。其他两杆长度之和。若

18、取若取BCBC为机架，则结论相同，可知铰链为机架，则结论相同，可知铰链B B也是整转副。也是整转副。 （杆长条件）（杆长条件）机械设计基础第章平面连杆机构机械设计基础第章平面连杆机构u存在曲柄的条件与结论存在曲柄的条件与结论: :（1 1）最短杆与最长杆长度之和小于或等于其它两杆长）最短杆与最长杆长度之和小于或等于其它两杆长度之和，即满足杆长条件。度之和，即满足杆长条件。（2 2）最短杆为连架杆或机架。）最短杆为连架杆或机架。机械设计基础第章平面连杆机构机械设计基础第章平面连杆机构可用以下方法来判别铰链四杆机构的基本类型：可用以下方法来判别铰链四杆机构的基本类型：2.2.若机构不满足杆长条件，

19、无整转副，则只能成为若机构不满足杆长条件，无整转副，则只能成为双摇杆机构。双摇杆机构。1.1.若机构满足杆长条件，则若机构满足杆长条件，则(2) (2) 取最短杆邻边为机架取最短杆邻边为机架(1) (1) 取最短杆为机架取最短杆为机架(3) (3) 取最短杆对边为机架取最短杆对边为机架v结论结论：满足杆长条件是铰：满足杆长条件是铰链四杆机构存在曲柄的条件，链四杆机构存在曲柄的条件，然而满足这个条件的铰链四然而满足这个条件的铰链四杆机构究竟有无曲柄，还需杆机构究竟有无曲柄，还需根据取何杆为固定件来判断。根据取何杆为固定件来判断。曲柄摇杆曲柄摇杆机构机构双曲柄双曲柄机构机构双摇杆双摇杆机构机构机械

20、设计基础第章平面连杆机构机械设计基础第章平面连杆机构特例：特例：2 2、两邻边相等，得到泛菱、两邻边相等，得到泛菱形机构。至少有一个曲柄。形机构。至少有一个曲柄。反平行四边形机构反平行四边形机构l1+ l2 = l3 + l4 ，且且l1= =l3 ，l2=l41 1、两对边相等，得到平行四边、两对边相等，得到平行四边形机构，则不论取哪个构件为形机构，则不论取哪个构件为机架，都是双曲柄机构。机架，都是双曲柄机构。机械设计基础第章平面连杆机构机械设计基础第章平面连杆机构A AB BC CD D1.1.设：设：ABAB70, BC70, BC90, CD90, CD110, AD110, AD40

21、40ADADCDCD4040110110150150ABABBCBC160160当：当：ADAD为机架为机架 ABAB或或CDCD为机架为机架 BCBC为机架为机架双曲柄双曲柄曲柄摇杆曲柄摇杆双摇杆双摇杆实例分析实例分析: :B BC CA AD D机械设计基础第章平面连杆机构机械设计基础第章平面连杆机构2.2.图示铰链机构中，已知：图示铰链机构中，已知：LBC=50，LCD=35，LAD=30，AD为为机架，并且：机架，并且：1 1）若此机构为曲柄摇杆机构，且）若此机构为曲柄摇杆机构，且ABAB为曲柄，求为曲柄，求L LABAB的最大值；的最大值；2) 2) 若此机构为双曲柄机构，求若此机构

22、为双曲柄机构，求LAB的范围；的范围；3) 3) 若此机构为双摇杆机构，求若此机构为双摇杆机构，求LAB的范围。的范围。解解:1:1）若此机构为曲柄摇杆机构，且）若此机构为曲柄摇杆机构，且ABAB为曲柄，为曲柄，LAD+ LBC LCD+LABLAB+ 50 35+30LAB 152)2)若此机构为双曲柄机构，求若此机构为双曲柄机构，求LAB的范围；的范围；AD应为最短杆应为最短杆: :LAD+ LAB LCD+LBCLAB+ LBC LCD+LAD解得解得: :LAB 55解得解得: :LAB 45ABAB非最长非最长( 50): :ABAB最长最长(50): : 50 LAB 45 55

23、LAB 50 机械设计基础第章平面连杆机构机械设计基础第章平面连杆机构3) 3) 若此机构为双摇杆机构，求若此机构为双摇杆机构，求L LABAB的范围。的范围。若此机构为双摇杆机构若此机构为双摇杆机构, ,只有不满足曲柄存在条件只有不满足曲柄存在条件LAD+ LBC LCD+LABLAB + LBC LCD+ LADLAB + LAD LCD+ LBCL LABAB最短最短L LABAB最长最长L LABAB非最短亦非最长非最短亦非最长解得解得: : 30 LAB 15已知：已知：L LBCBC=50=50，L LCDCD=35=35，L LADAD=30=30，ADAD为机架为机架 LAB

24、15 45 LABLAB 55115 LAB 5545 LAB 30机械设计基础第章平面连杆机构机械设计基础第章平面连杆机构二二. .急回特性急回特性u平面四杆机构的极位平面四杆机构的极位主动件：曲柄主动件：曲柄从动件：摇杆从动件：摇杆极限位置：从动件摇杆的极限位置：从动件摇杆的两个极限位置两个极限位置最大摆角最大摆角: :摇杆往复摆动的摇杆往复摆动的最大角度最大角度机械设计基础第章平面连杆机构机械设计基础第章平面连杆机构曲柄曲柄( (主主) )匀速转动（顺）匀速转动（顺）摇杆摇杆( (从从) )变速往复摆动变速往复摆动 工作行程工作行程: : 空回行程空回行程: :B1B2 (1) 摇杆摇杆

25、C1C2 () 工作行程时间工作行程时间t1空回行程时间空回行程时间t2 缩短非生产时间缩短非生产时间, , 提高生产率提高生产率 1 2 , , 而而不变不变B2B1 (2) C2C1 () u急回特性分析急回特性分析机械设计基础第章平面连杆机构机械设计基础第章平面连杆机构其急回特性用其急回特性用行程速比系数行程速比系数K表示表示极位夹角极位夹角( (摇杆处于两极位时，对应摇杆处于两极位时，对应曲柄曲柄所夹所夹锐角锐角) )K 急回运动性质急回运动性质11180KK(2-2)180180/212112122112tttCCtCCvvK(2-1)曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构曲柄主动曲柄主动 急回急

26、回=0=0时时，K=0，无急回；无急回；机械设计基础第章平面连杆机构机械设计基础第章平面连杆机构v除曲柄摇杆机构外，偏置曲除曲柄摇杆机构外，偏置曲柄滑块机构、摆动导杆机构等柄滑块机构、摆动导杆机构等也有急回运动特性。也有急回运动特性。偏置曲柄滑块机构偏置曲柄滑块机构曲柄主动曲柄主动 急回急回Cmn AB1B2摆动导杆机构摆动导杆机构曲柄主动曲柄主动 急回急回机械设计基础第章平面连杆机构机械设计基础第章平面连杆机构三三. .压力角和传动角压力角和传动角压力角压力角 ：从动件驱动力：从动件驱动力F F与力作用点绝对速度之间所与力作用点绝对速度之间所夹锐角。如图所示。夹锐角。如图所示。速度方向分力速

27、度方向分力: F: F =Fcos=Fcos= =FsinFsin F F F F F ABDC对传动有利对传动有利。传动角传动角 连杆和从动件连杆和从动件之间所夹的之间所夹的锐角锐角；压力角的余角。；压力角的余角。l连杆机构中，常用连杆机构中，常用传动角传动角的大小及变化情的大小及变化情况来衡量机构传力性能的优劣。况来衡量机构传力性能的优劣。通常通常 minmin 40机械设计基础第章平面连杆机构机械设计基础第章平面连杆机构u传动角传动角 出现极值的位置及计算出现极值的位置及计算2221()arccos2bcdabcC1B1abcdDA 1 2传动角总取锐角传动角总取锐角B2C2 minmi

28、n为为 1 1和和 2 2中的较小值者。中的较小值者。2222()180arccos2bcdabc结论结论: :最小传动角出现在曲柄与机架共线的位置最小传动角出现在曲柄与机架共线的位置机械设计基础第章平面连杆机构机械设计基础第章平面连杆机构四、四、 死点位置死点位置B1C1B2C24ABCD231Fv=00Fv=00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）有极限位置（从动件与连杆共线）死点死点机构从动件出现卡死或运动不确定现象的位置机构从动件出现卡死或运动不确定现象的位置当摇杆为主动件当摇杆为主动件, , 而曲柄而曲柄ABAB与连杆与连杆BCBC共线时共线时( (摇杆摇杆C

29、DCD处于极位处于极位) ) 传动角传动角=0=0，压力角，压力角=90=90 CD(CD(主主) )通过连杆加于曲通过连杆加于曲柄的驱动力柄的驱动力F F正好通过曲柄的转动中心正好通过曲柄的转动中心A A 不能产生使曲柄转不能产生使曲柄转动的力矩。动的力矩。机械设计基础第章平面连杆机构机械设计基础第章平面连杆机构 机构有死点，从动件将出现卡死或运动方向不确机构有死点，从动件将出现卡死或运动方向不确定现象，对传动机构不利定现象，对传动机构不利.克服死点：克服死点：通常在从动件轴上安装飞轮，利用飞轮的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。惯性通过死点位置。也可采用多组机构交错排列

30、的方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法，如两组机构交错排列，使左右两机构不同时处于死点位置。点位置。利用自身惯性力。利用自身惯性力。蒸汽机车车轮联动机构实例实例: :家用缝纫机、蒸汽机车车轮联动机构家用缝纫机、蒸汽机车车轮联动机构机械设计基础第章平面连杆机构机械设计基础第章平面连杆机构死点的利用死点的利用工程实践中，常利用死点来实现特定的工作要求。工程实践中，常利用死点来实现特定的工作要求。例如例如: :飞机的起落架、夹具、触点开关等机构飞机的起落架、夹具、触点开关等机构飞机起落架飞机起落架折叠桌折叠桌机械设计基础第章平面连杆机构机械设计基础第章平面

31、连杆机构偏置曲柄滑块机构偏置曲柄滑块机构 e e对心曲柄滑块机构对心曲柄滑块机构偏置曲柄滑块机构偏置曲柄滑块机构曲柄主动曲柄主动 急回急回1 1、曲柄滑块机构、曲柄滑块机构机械设计基础第章平面连杆机构机械设计基础第章平面连杆机构压力角压力角、传动角、传动角:e e滑块主动滑块主动 V VC CF F曲柄滑块机构曲柄滑块机构滑块滑块主动主动有死点位置有死点位置C C=00C2B2=00BACB1C曲柄主动曲柄主动机械设计基础第章平面连杆机构机械设计基础第章平面连杆机构=90=90 =0 =0摆动导杆机构摆动导杆机构曲柄曲柄主动主动 急回急回摆动导杆机构摆动导杆机构摆杆主动摆杆主动有死点位置有死点

32、位置Cmn AB1B22 2、导杆机构、导杆机构机械设计基础第章平面连杆机构机械设计基础第章平面连杆机构根据给定的运动条件根据给定的运动条件设计运动简图的尺寸参数设计运动简图的尺寸参数 解析法解析法精确精确 作图法作图法直观直观 实验法实验法简便简便一一. .按照给定的行程速比系数按照给定的行程速比系数设计四杆机构设计四杆机构二二. .按给定连杆位置按给定连杆位置设计四杆机构设计四杆机构实现已知实现已知( (从动件从动件) )运动规律运动规律 ( (位置位置, ,速度速度, ,加速度加速度) )实现给定点的运动轨迹实现给定点的运动轨迹( (作图法作图法) )( (作图法作图法) )条件条件方法

33、方法三三. .按给定两连架杆对应位置设计四杆机构按给定两连架杆对应位置设计四杆机构四四. .按给定点的运动轨迹设计四杆机构按给定点的运动轨迹设计四杆机构平面四杆机构的设计平面四杆机构的设计机械设计基础第章平面连杆机构机械设计基础第章平面连杆机构用图解法设计四杆机构：用图解法设计四杆机构：2 2、按预定连杆位置设计四杆机构、按预定连杆位置设计四杆机构1 1、按给定的行程速比系数按给定的行程速比系数K设计四杆机构设计四杆机构a a、曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构b b、偏置曲柄滑块机构偏置曲柄滑块机构 注意事项：注意事项：（满足下列条件）满足下列条件）a)a)结构条件（如要求有曲柄、杆长比恰当、运动副结

34、结构条件（如要求有曲柄、杆长比恰当、运动副结构合理等）构合理等）; ;b)b)动力条件（如动力条件（如minmin）; ;c)c)运动连续性条件等。运动连续性条件等。机械设计基础第章平面连杆机构机械设计基础第章平面连杆机构a a、按给定的行程速比系数按给定的行程速比系数K K设计曲柄摇杆机构设计曲柄摇杆机构设计分析：设计分析：已知已知K、摆角、摆角、摇杆及机架长度、摇杆及机架长度机械设计基础第章平面连杆机构机械设计基础第章平面连杆机构设计过程：设计过程：已知已知K、摆角、摆角、摇杆及机架长度、摇杆及机架长度机械设计基础第章平面连杆机构机械设计基础第章平面连杆机构b b、按给定的行程速比系数按给

35、定的行程速比系数K K设计偏置曲柄滑块机构设计偏置曲柄滑块机构已知已知K、滑块行程、滑块行程S、偏距、偏距e机械设计基础第章平面连杆机构机械设计基础第章平面连杆机构 D DB B1 1C C1 1B B2 2C C2 2A A A AB BC CD D步骤：步骤： 1 1、连接、连接B B1 1B B2 2, C, C1 1C C2 2 2 2、作、作B B1 1B B2 2, C, C1 1C C2 2中垂线中垂线 3 3、在中垂线上取一点作、在中垂线上取一点作A, DA, D 4 4、连、连ABAB1 1C C1 1D D二二. .按给定连杆位置设计四杆机构按给定连杆位置设计四杆机构1.1

36、.已知已知: :连杆连杆BCBC长长L L2 2 及连杆两个位置及连杆两个位置B B1 1C C1 1,B,B2 2C C2 2固定铰固定铰A A必在必在B B1 1B B2 2垂直平分线上垂直平分线上同定铰同定铰D D必在必在C C1 1C C2 2.分析分析(1)(1)连接连接B B1 1B B2 2,C,C1 1C C2 2并作其垂直平分线并作其垂直平分线b b1212,c,c1212(2)(2)在在b b1212线上任取一点线上任取一点A, A, 在在C C1212.任取一点任取一点D D解解: :无穷解无穷解机械设计基础第章平面连杆机构机械设计基础第章平面连杆机构给定连杆的三个位置给

37、定连杆的三个位置 铰链中心已给定铰链中心已给定B B1 1C C1 1B B2 2C C2 2B B3 3C C3 3A AD DA AB BC CD D步骤：步骤：1.1.连接连接 B B1 1B B2 2 ,B ,B2 2B B3 3 ,C ,C1 1C C2 2,C,C2 2C C3 32.2.作各连线中垂线作各连线中垂线3.3.B B1 1B B2 2, B, B2 2B B3 3中垂线中垂线 之交点即为点之交点即为点A A4.C4.C1 1C C2 2,C,C2 2C C3 3中垂线中垂线 之交点即为点之交点即为点D D5.5.连接连接ABAB1 1C C1 1D D即为所求即为所求2.2.已知已知: :连杆连杆BCBC长长L L2 2及连杆三个位置及连杆三个位置B B1 1C C1 1,B,B2 2C C2 2,B,B3 3C C3 3唯一解唯一解机械设计基础第章平面连杆机构机械设计基础第章平面连杆机构小小 结结 1.1.基本