CH05机构的组成及平面连杆机构

1、第第5 5章章 机构的组成及平面连杆机构机构的组成及平面连杆机构 5.1 5.1 平面机构的运动简图及自由度平面机构的运动简图及自由度5.2 5.2 机构的自由度计算机构的自由度计算补充内容：补充内容：机构速度瞬心及分析机构速度瞬心及分析5.3 5.3 平面连杆机构的基本形式及其演化平面连杆机构的基本形式及其演化5.4 5.4 平面连杆机构曲柄存在的条件和特性平面连杆机构曲柄存在的条件和特性5.5 5.5 平面连杆机构的设计平面连杆机构的设计定义：定义： 平面机构与空间机构平面机构与空间机构 组成机构的所有构件都在一个或几个组成机构的所有构件都在一个或几个相互平行平面中运动的机构称相互平行平面

2、中运动的机构称平面机构平面机构，否则称空间机构。否则称空间机构。工程中常见的机构一般都是平面机构。工程中常见的机构一般都是平面机构。平面机构实例平面机构实例1 1平面机构实例平面机构实例2 2平面机构实例平面机构实例3 3空间机构实例空间机构实例1 1、运动副及其分类、运动副及其分类 运动副：运动副： 当构件构成机构时，构当构件构成机构时，构件与构件之间通过一定的件与构件之间通过一定的相相互接触与制约互接触与制约，构成保持相，构成保持相对运动的对运动的可动连接可动连接，这种可，这种可动连接称为运动副。动连接称为运动副。5.1.1 5.1.1 机构的组成机构的组成5.1 5.1 平面机构的运动简

3、图及自由度平面机构的运动简图及自由度构件构件运动副运动副对运动副的理解要把握以下三点：对运动副的理解要把握以下三点：（）运动副是一种联接；（）运动副是一种联接；（）运动副由两个构件组成；（）运动副由两个构件组成；（）组成运动副的两个构件之间有相对运动（）组成运动副的两个构件之间有相对运动运动副是机械原理中最重要的概念之一运动副是机械原理中最重要的概念之一分类：分类：低副和高副。低副和高副。低低 副副定义：定义：两构件通过两构件通过面面接触组成的运动副接触组成的运动副 转转 动动 副副( (铰链铰链):):组成运动副的两构件在组成运动副的两构件在平面内相对转动平面内相对转动。 移移 动动 副副:

4、 :组成运动副的两构件只能沿某一方向组成运动副的两构件只能沿某一方向相对移动相对移动。 高高 副副定义：定义：两构件通过两构件通过点点或或线线接触组成的运动接触组成的运动副副演示演示其它其它：球面副；螺旋副：球面副；螺旋副( (空间运动副空间运动副) )演示演示演示演示运运动动副副低副低副高副高副移动副移动副转动副转动副点接触点接触线接触线接触特点：面接触特点：面接触特点：点、线接触特点：点、线接触 2 2 运动链运动链 若干个构件通过运动副连接而成的构件系统称为运动链。若干个构件通过运动副连接而成的构件系统称为运动链。 （相对可动系统）（相对可动系统）运动链运动链封闭链封闭链开式链开式链3

5、机机 构：构：在运动链中，如果将某一个构件加以固定，而让另一在运动链中，如果将某一个构件加以固定，而让另一个或几个构件按给定运动规律相对固定构件运动时，如果运动链个或几个构件按给定运动规律相对固定构件运动时，如果运动链中其余各活动构件都有确定的相对运动，则此运动链称为机构。中其余各活动构件都有确定的相对运动，则此运动链称为机构。机构是具有确定运动的运动链机构是具有确定运动的运动链。平面铰链四杆机构平面铰链四杆机构机架机架原动件原动件从动件从动件 机架机架: : 原动件原动件( (输入构件输入构件):): 从动件从动件: :作为运动参考系的构件作为运动参考系的构件运动规律已知的构件运动规律已知的

6、构件其余活动构件其余活动构件 任何机构都有一个固定件任何机构都有一个固定件( (相对相对) )；一个或；一个或多个原动件多个原动件( (输入构件输入构件) )；其余皆为从动件。；其余皆为从动件。 5.1.2 5.1.2 平面机构运动简图平面机构运动简图 机构运动简图：机构运动简图： 例如：内燃机及其机构运动简图例如：内燃机及其机构运动简图 当研究机构的运动时，为了使问题简化，当研究机构的运动时，为了使问题简化，常用一些简单的常用一些简单的线条线条和和符号符号来表示构件和运动来表示构件和运动副，并按比例定出各运动副的位置。这种说明副，并按比例定出各运动副的位置。这种说明机构各构件间相对运动关系的

7、简化图形，称为机构各构件间相对运动关系的简化图形，称为机构运动简图机构运动简图。机构运动简图，具有和原机构。机构运动简图，具有和原机构相同的运动特性，故可根据该图对机构进行运相同的运动特性，故可根据该图对机构进行运动和动力分析。动和动力分析。常用运动副符号常用运动副符号一般构件的表示符号一般构件的表示符号常用运动副的符号常用运动副的符号运动副符号运动副符号两运动构件构成的运动副两运动构件构成的运动副平平面面运运动动副副两构件之一为固定时的运动副两构件之一为固定时的运动副转转动动副副1 12 21 12 21 12 22 21 12 21 12 21 11 12 21 12 2移移动动副副1 1

8、2 21 12 21 12 22 21 12 21 11 12 22 21 11 12 2运动副运动副名称名称平平面面高高副副2 21 12 21 1平平面面运运动动副副2 21 1螺螺旋旋副副1 12 21 12 21 12 21 12 2球球面面副副球球销销副副1 12 21 12 2空空间间运运动动副副1 12 22 21 11 12 22 21 1构件的表示方法构件的表示方法 杆、轴构件杆、轴构件 固定构件固定构件 同一构件同一构件 构件的表示方法构件的表示方法两副构件两副构件 三副构件三副构件 1.1.首先确定机构的原动件和执行件，依次首先确定机构的原动件和执行件，依次分清构分清构件

9、件，然后确定构件间，然后确定构件间运动副的数目和类型运动副的数目和类型。 2.2.恰当地选择投影面恰当地选择投影面。一般选择与多数构件的运。一般选择与多数构件的运动平面相平行的面为投影面，绘制机构运动简图动平面相平行的面为投影面，绘制机构运动简图要以正确、简单、清晰为原则。要以正确、简单、清晰为原则。 3.3.选择适当的比例尺选择适当的比例尺，根据机构的运动尺寸定出，根据机构的运动尺寸定出各运动副之间的相对位置，然后用规定的符号画各运动副之间的相对位置，然后用规定的符号画出各类运动副，并将同一构件上的运动副符号用出各类运动副，并将同一构件上的运动副符号用简单线条连接起来，这样便可绘制出机构的运

10、动简单线条连接起来，这样便可绘制出机构的运动简图。简图。 绘制机构运动简图的步骤绘制机构运动简图的步骤举例：举例：机构运动简图的绘制的注意事项（总结）机构运动简图的绘制的注意事项（总结）内燃机机构运动简图绘制内燃机机构运动简图绘制颚式破碎机机构运动简图绘制颚式破碎机机构运动简图绘制(1)(1)分析机构运动，弄清构件数；分析机构运动，弄清构件数；(4)(4)标注标注机架；机架；构件编号构件编号1 1、2 2、3 3；运动副字母；运动副字母A A、 B B、C C；原动件箭头。；原动件箭头。(3)(3)表达运动副和构件；表达运动副和构件；(2)(2)判定运动副的类型和数目判定运动副的类型和数目按接

11、触情况和相对运动按接触情况和相对运动三选三选选视图、选比例、选位置选视图、选比例、选位置例例-2 绘制牛头刨床机构的运动简图绘制牛头刨床机构的运动简图偏心泵偏心泵1234ABCD试绘制图示油泵的机构运动简图。试绘制图示油泵的机构运动简图。 例例-3-3绘制如图所示的五杆机构运动简图绘制如图所示的五杆机构运动简图5.25.2 平面机构的自由度平面机构的自由度 而当两个构件构成运动副之后，而当两个构件构成运动副之后，它们的相对运动就受到约束，构它们的相对运动就受到约束，构件自由度数目即随之减少。件自由度数目即随之减少。 自由度自由度是指机构具有确定运动时所需外界输入是指机构具有确定运动时所需外界输

12、入的独立运动的数目。其运动确定的条件是机构原动的独立运动的数目。其运动确定的条件是机构原动件的数目等于机构的自由度数目。件的数目等于机构的自由度数目。5.2.1 5.2.1 平面机构的自由度的计算公式平面机构的自由度的计算公式约束：约束：对构件独立运动的限制作用对构件独立运动的限制作用几种运动副几种运动副回转副和移动副约回转副和移动副约束了两个自由度束了两个自由度高副约束了高副约束了一个自由度一个自由度 平面机构自由度的计算公式平面机构自由度的计算公式机构的自由度机构的自由度= =机构的独立运动数目机构的独立运动数目 对于具有对于具有n个活动构件的平面机构，若各构件个活动构件的平面机构，若各构

13、件之间共构成了之间共构成了PL个低副和个低副和PH个高副，则它们共引个高副，则它们共引入入(2PL+PH)个约束。机构的自由度个约束。机构的自由度F显然应为显然应为: :F=3n(2PL+PH)=3n2PLPH 平面机构独立运动的数目为平面机构独立运动的数目为: :所有所有活动构件活动构件的自由的自由度之和减去所有运动副引入约束数目之和。度之和减去所有运动副引入约束数目之和。 平面机构自由度的计算公式平面机构自由度的计算公式 平面机构自由度计算（平面机构自由度计算（1 1） 由机构运动简图知，该由机构运动简图知，该机构共有机构共有5 5个活动构件，个活动构件，各构件间构成了各构件间构成了7 7

14、个回转个回转副，没有高副，即：副，没有高副，即：LHP =7P =0n=5，LHF=3n-2P -P =3 5-2 7=1故该机构的自由度为：故该机构的自由度为：13478 9101118ABCD, 由机构运动简图知，该机由机构运动简图知，该机构共有构共有6 6个活动构件，各构个活动构件，各构件间构成了件间构成了4 4个回转副，个回转副，3 3个移动副，个移动副，3 3个高副，即：个高副，即：LHP =7P =3n=6，LHF=3n-2P -P =3 6-2 7-3=1故该机构的自由度为：故该机构的自由度为： 平面机构自由度计算（平面机构自由度计算（2 2） 机构具有确定运动的条件机构具有确定

15、运动的条件 由机构运动简图知，由机构运动简图知，该机构共有四个活动该机构共有四个活动构件和五个回转副，构件和五个回转副，没有高副，故该机构没有高副，故该机构的自由度为：的自由度为：LHF=3n-2P -3P =3 4-2 5-0 =22134A AB BC CD D 机构具有确定运动的条件机构具有确定运动的条件LHF=3n-2P -P =3 4-2 6 =0由机构运动简图知，该机由机构运动简图知，该机构共有构共有4 4个活动构件和个活动构件和6 6个个回转副，没有高副，故该回转副，没有高副，故该机构的自由度为：机构的自由度为： 机构具有确定运动的条件机构具有确定运动的条件 （1 1）机构的自由

16、度）机构的自由度F 0F 0。 （2 2）机构的原动件数等于机构的自由度）机构的原动件数等于机构的自由度F F。 机构的自由度和原动件的数目与机构的自由度和原动件的数目与 机构运动的关系机构运动的关系1 1）若机构自由度）若机构自由度，则机构不能动；，则机构不能动；4 4）若）若 ，而原动件数，而原动件数 F F，则构件间不能，则构件间不能运动或运动或产生破坏产生破坏。2 2）若）若 且与原动件数相等，则机构各构且与原动件数相等，则机构各构件间的相对运动是件间的相对运动是确定确定的。因此，机构具有的。因此，机构具有确定运动的条件是：确定运动的条件是：机构的原动件数等于机机构的原动件数等于机构的

17、自由度数构的自由度数；3 3）若）若00，而原动件数，而原动件数 F F，则构件间的运动，则构件间的运动是是不确定不确定的的; ; 定义：定义： 由两个以上构件在同一处构成的重合由两个以上构件在同一处构成的重合转动副称为复合铰链。转动副称为复合铰链。 特点：特点： 由由m m个构件汇集而成的复合铰链应当个构件汇集而成的复合铰链应当包含包含(m-1)(m-1)个转动副。个转动副。（1 1） 复合铰链复合铰链5.2.2 5.2.2 计算机构自由度时应计算机构自由度时应 注意的事项注意的事项举举 例例 计算错误的原因：计算错误的原因：举例直线机构自由度计算举例直线机构自由度计算解解 n 7，pL 6

18、，pH 0 F 3n 2pL pH 3 7 2 6 9错误的结果！错误的结果！1 12 23 34 45 56 67 78 8A AB BC CD DE EF F两个转动副两个转动副演示演示12345678ABCDEF 正确计算正确计算 B、C、D、E处为复合铰处为复合铰链，转动副数均为链，转动副数均为2。 n 7，pL 10，pH 0 F 3n 2pL pH 3 7 2 10 1 准确识别复合铰链举例准确识别复合铰链举例1231342123441321432312两个转动副两个转动副两个转动副两个转动副两个转动副两个转动副两个转动副两个转动副两个转动副两个转动副两个转动副两个转动副关键：关键

19、：分辨清楚哪几个构件在同一处形成了转动副分辨清楚哪几个构件在同一处形成了转动副 平面机构自由度计算（平面机构自由度计算（4 4）3 52 701F 构件构件2 2、3 3、4 4在铰链在铰链C处构成处构成复合铰链，组成两个同轴回复合铰链，组成两个同轴回转副而不是一个回转副，所转副而不是一个回转副，所以，总的回转副数是以，总的回转副数是PL=7，而不是而不是PL=6，（2 2） 局部自由度局部自由度 定义：定义： 不影响整个机构运动的局部独立运动。不影响整个机构运动的局部独立运动。 对整个机构其他构件运动无关的自由度。对整个机构其他构件运动无关的自由度。 处理方法：处理方法： 在计算机构自由度时

20、，局部自由度应当舍在计算机构自由度时，局部自由度应当舍弃不计。弃不计。举举 例例3 32 3 12F （2 2） 局部自由度局部自由度解决方案：解决方案：计算机构自由度时，假想计算机构自由度时，假想滚子和安装滚子滚子和安装滚子的构件固接为一个整体的构件固接为一个整体，成为一个构件或在计算结果，成为一个构件或在计算结果中去除局部自由度。中去除局部自由度。 平面机构自由度计算（平面机构自由度计算（5 5）3 22 2 11F n = 2n = 2、P PL L = 2 = 2、P PH H = 1 = 1将滚子与从动杆固联作将滚子与从动杆固联作为一个构件看待，即为一个构件看待，即（3)3)虚约束虚

21、约束 定义定义: : 在运动副的约束中，有些约束所起的限制作在运动副的约束中，有些约束所起的限制作用可能是用可能是重复重复的，这种不起独立限制作用的约束的，这种不起独立限制作用的约束称为虚约束。称为虚约束。1)1)两构件间构成多个运动副，其低副数为：两构件间构成多个运动副，其低副数为：1 1两构件构成多个两构件构成多个导路导路平行或重合平行或重合的移动副的移动副两构件构成多个接触两构件构成多个接触点处点处法线重合法线重合的高副的高副两构件构成多个两构件构成多个轴线重合轴线重合的转动副的转动副处理方法处理方法: :先将产生虚约束的构件和运动副去先将产生虚约束的构件和运动副去掉，然后再进行计算。掉

22、，然后再进行计算。当两构件组成多个移动副，且其导路互相平行或重合时，当两构件组成多个移动副，且其导路互相平行或重合时，则只有一个移动副起约束作用，其余都是虚约束则只有一个移动副起约束作用，其余都是虚约束。当两构件构成多个转动副，且轴线互相重合时，则只当两构件构成多个转动副，且轴线互相重合时，则只有一个转动副起作用，其余转动副都是虚约束。有一个转动副起作用，其余转动副都是虚约束。5 52 21 13 34 4E EF F5 52) 2) 两构件上某两点间的距离在运动过程中两构件上某两点间的距离在运动过程中始终保持不变始终保持不变 未去掉虚约束时未去掉虚约束时F F 3 3n n 2 2p pL

23、L p pH H 3 3 4 4 2 2 6 6 0 0 3 32 24 41 1E EF F附加的构件附加的构件5 5和其两端的转动副和其两端的转动副E E、F F提供的自由度提供的自由度F F 3 3 1 1 2 2 2 2 1 1即引入了一个约束，但这个约束对机构的运动即引入了一个约束，但这个约束对机构的运动不起实际约束作用，为虚约束。去掉虚约束后不起实际约束作用，为虚约束。去掉虚约束后F F 3 3n n 2 2p pL L p pH H 3 3 3 3 2 2 4 4 1 1? ?3) 3) 联接构件与被联接构件上联接点的轨迹重合联接构件与被联接构件上联接点的轨迹重合 附加的构件附加

24、的构件1 1和其两端的转动副和其两端的转动副A A、B B提供的自由度提供的自由度F F 3 3 1 1 2 2 2 2 1 1即引入了一个约束，但这个约束对机构的运动不即引入了一个约束，但这个约束对机构的运动不起实际约束作用，为虚约束。去掉虚约束后起实际约束作用，为虚约束。去掉虚约束后F F 3 3n n 2 2p pL L p pH H 3 3 3 3 2 2 4 4 1 11 12 23 34 4A AB BD DF FE EC C平行四边形机构平行四边形机构椭圆仪机构椭圆仪机构构件构件2 2和和4 4在在E E点轨迹重合点轨迹重合构件构件1 1和和2 2在在B B点轨迹重合点轨迹重合4

25、 43 31 12 25 5A AB BC CD DAB=BD=BC, DAC=901 1B B3 34 42 2A A4) 4) 机构中对传递运动不起独立作用的对称部分机构中对传递运动不起独立作用的对称部分 对称布置的两个行星轮对称布置的两个行星轮2 2 和和2 2 以及相应的两个转动以及相应的两个转动副副D D、C C和和4 4个平面高副提供的自由度个平面高副提供的自由度F F 3 3 2 2 2 2 2 2 1 1 4 4 2 2行星轮系行星轮系去掉虚约束后去掉虚约束后F F 3 3n n 2 2p pL L p pH H 3 3 3 3 2 2 3 3 1 1 2 2 1 11 12

26、23 34 4A AD DB BC C2 2 2 2 即引入了两个虚约束。即引入了两个虚约束。未去掉虚约束时未去掉虚约束时F F 3 3n n 2 2p pL L p pH H 3 3 5 5 2 2 5 5 1 1 6 6 1 1虚约束的本质是什么虚约束的本质是什么? ? 从运动的角度看从运动的角度看, ,虚约束就是虚约束就是“重复的约束重复的约束”或者是或者是“多余的约束多余的约束”。1 12 23 34 4A AD DB BC C2 2 2 2 1 12 23 34 4A AB BD DF FE EC CE EF F5 53 32 24 41 1 改善构件的受力情况，分担载荷或平衡惯性改

27、善构件的受力情况，分担载荷或平衡惯性力，如多个行星轮。力，如多个行星轮。 增加结构刚度，如轴与轴承、机床导轨。增加结构刚度，如轴与轴承、机床导轨。 提高运动可靠性和工作的稳定性，如提高运动可靠性和工作的稳定性，如机车车机车车轮联动机构轮联动机构。 注意注意：机构中的虚约束都是在一定的几何条件：机构中的虚约束都是在一定的几何条件下出现的，如果这些几何条件不满足，则虚约束将下出现的，如果这些几何条件不满足，则虚约束将变成实际有效的约束，从而使机构不能运动。变成实际有效的约束，从而使机构不能运动。虚约束的作用虚约束的作用平面机构自由度计算（平面机构自由度计算（6 6） 所示机构各构件的长度为所示机构

28、各构件的长度为 ,ABCDEFBCADlllllCEDFll分析图分析图a)a)，可知：，可知：n=3n=3，PL=4PL=4，PH=0PH=0其中其中EFEF构件为虚约束，该构件为虚约束，该平面机构的自由度为：平面机构的自由度为：323 32401LHFnPP 试计算其自由度。试计算其自由度。 分析图分析图c)c)，可知：，可知： n=4n=4，PL=6PL=6，PH=0PH=0 该平面机构的自由该平面机构的自由 度为：度为：32342600LHFnPP例例 2 2 如图所示，已知：如图所示，已知： DE=FG=HIDE=FG=HI，且相互平行；，且相互平行；DF=EGDF=EG，且相互平行

29、；，且相互平行；DH=EIDH=EI，且相互平行。计算此机，且相互平行。计算此机构的自由度构的自由度 ( (若存在局部自由度、复合铰链、虚约束若存在局部自由度、复合铰链、虚约束请标出）。请标出）。ADECHGFIBK1234567891111283231;11;8HHLPPnFPPnLADECHGFIBK123456789局部自由度局部自由度复合铰链复合铰链虚约束虚约束例例 3 3 计算图所示机构的自由度计算图所示机构的自由度 ( (若存在局部自若存在局部自由度、复合铰链、虚约束请标出）。由度、复合铰链、虚约束请标出）。7 7A AC C1 12B B3 3D DE EF FG GH HI I

30、4 45 56 67 7A AC C1 12B B3 3D DE EF FG GH HI I4 45 56 6局部自由度局部自由度虚约束虚约束118263231;8;6HHLPPnFPPnL例例 4 4 计算图所示机构的自由度计算图所示机构的自由度 ( (若存在局部自若存在局部自由度、复合铰链、虚约束请标出）。由度、复合铰链、虚约束请标出）。C C处处为复合铰链；为复合铰链；滚子为滚子为局部自局部自由度；由度；滚子与偏心凸轮有两个高滚子与偏心凸轮有两个高副，各只计入一处副，各只计入一处；垂直移动导；垂直移动导杆只计入一处移动副杆只计入一处移动副9;12;2323 92 1221LLHHnPPF

31、nPP例例5 5 计算图所示机构的自由度，计算图所示机构的自由度， ( (若存在局部自若存在局部自由度、复合铰链、虚约束请标出）。由度、复合铰链、虚约束请标出）。8;11;1323 82 11 11LLHHnPPFnPP D D处处为复合铰链；为复合铰链；B B处处局部自由度；局部自由度；导路导路虚约束；虚约束；滑块滑块9 9约束约束例例6 6 计算图所示机构的自由度，计算图所示机构的自由度， ( (若存在局部自由若存在局部自由度、复合铰链、虚约束请标出）。其中：度、复合铰链、虚约束请标出）。其中：ABCDABCD和和CDEFCDEF是平行四边形。是平行四边形。9;12;1323 92 121

32、2LLHHnPPFnPP EBCEBC为三副元素构件为三副元素构件；ABAB或或CDCD虚约束；虚约束；I I或或J J虚约束；虚约束；K K处局部自由度约束。处局部自由度约束。K例例 7 7 如图所示如图所示, , 已知已知HG=IJ,HG=IJ,且相互平行；且相互平行；GL=JKGL=JK，且相互平行。计算此机构的自由度且相互平行。计算此机构的自由度 ( (若存在局部若存在局部自由度、复合铰链、虚约束请标出）。自由度、复合铰链、虚约束请标出）。 C C2 21 1A AB BE ED DF F3 34 45 56 67 78 89 91 10 01 11 1G GH HI IJ JK KL

33、 L1111283231;11;8HHLPPnFPPnLC C2 21 1A AB B6 67 78 89 91 10 01 11 1G GH HI IJ JK KL LE ED DF F3 34 45 5局部自由度局部自由度复合铰链复合铰链虚约束虚约束5.3 5.3 平面连杆机构的基本形式及其演化平面连杆机构的基本形式及其演化连杆机构：连杆机构： 若干构件用若干构件用低副（转动副和移动副）低副（转动副和移动副）联接而联接而成的机构。成的机构。平面连杆机构：平面连杆机构： 若各构件均在相互平行的平面内运动，就称若各构件均在相互平行的平面内运动，就称为平面连杆机构。为平面连杆机构。连杆机构的优缺

34、点连杆机构的优缺点 优点：优点：（1）承受载荷大，便于润滑，故磨损小；）承受载荷大，便于润滑，故磨损小；（2）制造方便，易获得较高的精度；）制造方便，易获得较高的精度；（3）较好实现多种运动规律和轨迹要求。）较好实现多种运动规律和轨迹要求。 缺点：缺点： 低副中存在间隙，运动累计误差大，不低副中存在间隙，运动累计误差大，不易精确实现各种运动规律和轨迹要求。易精确实现各种运动规律和轨迹要求。5.3.1.5.3.1.铰链四杆机构的基本形式铰链四杆机构的基本形式 全部用全部用转动副转动副相连的平面四杆机构称为平面相连的平面四杆机构称为平面铰链四杆机构，简称铰链四杆机构。铰链四杆机构，简称铰链四杆机构

35、。名词概念名词概念铰链四杆机构铰链四杆机构机架机架连架杆连架杆曲柄曲柄连架杆连架杆摇杆摇杆连杆连杆周转副周转副周转副周转副摆转副摆转副摆转副摆转副1234ABCD机架：机架：固定构件；固定构件；连架杆：连架杆：与机架相连的杆；与机架相连的杆； 连杆：连杆：连接两连架杆的活动构件；连接两连架杆的活动构件；曲柄：曲柄：能作整周转动的连能作整周转动的连架杆；架杆；摇杆：摇杆：只能摆动的连架杆。只能摆动的连架杆。 铰链四杆机构的基本形式铰链四杆机构的基本形式 按连架杆的运动形式不同，按连架杆的运动形式不同，四杆机构分为：四杆机构分为：（3）双摇杆机构）双摇杆机构（1）曲柄摇杆机构）曲柄摇杆机构（2）双

36、曲柄机构）双曲柄机构 一、曲柄摇杆机构一、曲柄摇杆机构 定义：定义：在铰链四杆机构中，若两个连架杆，一为在铰链四杆机构中，若两个连架杆，一为曲柄，另一个为摇杆，则此铰链四杆机构曲柄，另一个为摇杆，则此铰链四杆机构称为曲柄摇杆机构。称为曲柄摇杆机构。5634ADCB曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构二、双曲柄机构二、双曲柄机构 双曲柄机构：双曲柄机构： 两连架杆都可以相对于机架作整周转动的两连架杆都可以相对于机架作整周转动的铰链四杆机构。铰链四杆机构。 1 1、不等双曲柄机构：、不等双曲柄机构： 两个连架杆的长度不相等。如惯性筛机构。两个连架杆的长度不相等。如惯性筛机构。 特点：特点： 主动曲柄以等角速度

37、连续旋转时，从动曲主动曲柄以等角速度连续旋转时，从动曲柄则以变角速度连续转动。柄则以变角速度连续转动。惯性筛机构惯性筛机构不等双曲柄机构不等双曲柄机构2 2、平行四边形机构、平行四边形机构 特点：特点： 机构中相对的两机构中相对的两杆平行且相等，两曲杆平行且相等，两曲柄同向、同角速度回柄同向、同角速度回转，连杆平动。一周转，连杆平动。一周过两次转折点。过两次转折点。应用实例应用实例过转折点常用方法过转折点常用方法（1 1）在机构中安装一个大质量的飞轮，利用）在机构中安装一个大质量的飞轮，利用其惯性闯过转折点；其惯性闯过转折点；（2 2）利用多组机构来消除运动不确定现象。）利用多组机构来消除运动

38、不确定现象。3 3、反平行四边形机构、反平行四边形机构 定义：定义：相对两杆长度相等，但彼此不平行。相对两杆长度相等，但彼此不平行。 特点：特点：两曲柄转向相反，且角速度不相等。两曲柄转向相反，且角速度不相等。应用实例应用实例 车门启闭机构车门启闭机构三、双摇杆机构三、双摇杆机构 定义：定义：是两连架杆都为摇杆的四杆机构。是两连架杆都为摇杆的四杆机构。应用实例应用实例汽车前轮的转向机构汽车前轮的转向机构5.3.2 5.3.2 平面四杆机构的演化平面四杆机构的演化 1 1、 改变构件杆长的演变改变构件杆长的演变 2 2 、改变不同构件做机架的演变、改变不同构件做机架的演变 3 3 、变运动副尺寸

39、的演变、变运动副尺寸的演变改变运动副类型改变运动副类型转动副变成移动副转动副变成移动副改变构件改变构件相对尺寸相对尺寸改变构件相对尺寸改变构件相对尺寸e e0 01234ABCD1234ABCDe e1234ABCD1234ABCD1 1、改变构件杆长的长度转动副演化成移动副、改变构件杆长的长度转动副演化成移动副由曲柄摇杆机构向曲柄滑块机构的演变由曲柄摇杆机构向曲柄滑块机构的演变曲柄滑块机构曲柄滑块机构e e0 0对心曲柄滑块机构对心曲柄滑块机构e e不等于零偏置曲柄滑块机构不等于零偏置曲柄滑块机构曲柄滑块机构的演化曲柄滑块机构的演化改变运动副类型改变运动副类型转动副变成移动副转动副变成移动副

40、改变构件改变构件相对尺寸相对尺寸改变机架改变机架定为机架定为机架1234ABCD1234ABCD正弦机正弦机构构1234ABCD双滑块机双滑块机构构1234ABCD3曲柄滑块机构动态模型曲柄滑块机构动态模型 小型刨床小型刨床曲柄滑块机构应用实例曲柄滑块机构应用实例 螺纹搓丝机构螺纹搓丝机构自动送料机构自动送料机构5.3.2 5.3.2 平面四杆机构的演化平面四杆机构的演化 1 1、 改变构件杆长长度改变构件杆长长度 2 2 、改变不同构件做机架的演变、改变不同构件做机架的演变 3 3 、变运动副尺寸的演变、变运动副尺寸的演变ABCD1234构件构件4 4为机架为机架曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构ABCD1234双曲柄机构双曲柄机构ABCD1234曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构ABCD1234构件构件3 3为机架为机架构件构件1 1为机架为机架构件构件2 2为机架为机架双摇杆机构双摇杆机构1 1）改变机架）改变机架铰链四杆机构铰链四杆机构2 2 、