机械原理 课件 第8章 平面连杆机构及其设计

第8章平面连杆机构及其设计只用低副连接

A41B2C3A1B2C3D4n=7,PL=9,PH=0需要3个原动件.平面连杆机构优缺点全低副（面接触），承受冲击力，易润滑，不易磨损运动副结构简单，易加工运动规律多样化—原动件运动不变，改变构件尺寸可得到不同的运动可获得点的多样化运动轨迹运动副累积误差大，效率低惯性力难以平衡，不宜用于高速单自由度多自由度四杆多杆运动学设计运动学+动力学设计优化设计+计算机辅助设计平面连杆机构+空间连杆机构发展.类型与应用§8-2平面连杆机构的类型和应用123ABC4机架连杆连架杆机架frame（参考系）连杆coupler（与机架无联接）连架杆sidelink（与机架有联接）连架杆名称曲柄：可做整周旋转摇杆：只能做摆动滑块：做平动机构按照连架杆命名A1B2C3D4.铰链四杆机构机架连架杆连杆曲柄滑块机构曲柄摇杆机构构件的名称铰链四杆机构四个构件全部用转动副连接的平面机构

曲柄摇杆机构crank-rockermechanism

双曲柄机构double-crankmechanism双摇杆机构double-rockermechanismA1B2C3D4最基本的形式：曲柄摇杆机构AD.曲柄是原动件的情况铰链四杆机构最基本的形式：曲柄摇杆机构摇杆是原动件的情况.双曲柄机构双曲柄机构铰链四杆机构结构上允许两连架杆回转的铰链四杆机构振动筛动画

特殊的双曲柄机构：平行四边形机构GG’EFE’F’.平行尺平行架铰链四杆机构特殊的双曲柄机构：平行四边形机构反平行四边形机构ABCD.双摇杆铰链四杆机构双摇杆机构结构上只允许两连架杆摆动的铰链四杆机构等腰梯形机构演化.平面机构的演化揭示各种机构的内在联系（1）改变构件的形状和运动尺寸曲柄摇杆杆机构1B2C34AD曲线导轨曲柄滑块机构lCD

e01B24AC3偏置曲柄滑块机构对心曲柄滑块机构1B24AC3e31B2C4A改变运动副尺寸等效转化.平面机构的演化对心曲柄滑块机构偏心轮机构1B24AC34C231BAB副扩大（2）改变运动副尺寸（3）选不同的构件为机架构件之间的相对运动不因参考系不同而变化周转副周转副同一结构曲柄摇杆机构双曲柄机构双摇杆机构.曲柄导杆机构曲柄摇块机构.移动导杆机构运动副逆换曲柄滑块机构回转导杆机构摆动导杆机构牛头刨小型刨床

回转与摆动平面机构的演化同一结构平面机构的演化（4）运动副元素逆换23C4AB123C4AB1曲柄导杆机构曲柄摇块机构§8-3平面连杆机构的基本知识1、铰链四杆机构有曲柄的条件周转副：360度转动曲柄摇杆机构

双摇杆机构4ADA为周转副的条件：BCD存在于任意位置上摆转副：小于360度摆动先看存在周转副的条件存在周转副的条件a

b

c

f

d

1)最短杆+最长杆其余两杆长度；存在周转副的条件2)组成该周转副的两杆中有一杆为最短杆。机构类型判断三角形特性（杆长条件）

BCD存在于任意位置上可以证明：A如果满足周转副的条件，B也为周转副可以证明：

如果D是摆转副，

C也是摆转副ABCDabcd判别铰链四杆机构类型曲柄摇杆杆长条件？肯定有周转副肯定没有周转副可能有曲柄不可能有曲柄机架？满足不满足最短杆最短杆邻边已知各杆长度双曲柄双摇杆最短杆对边.急回存在曲柄的条件1jB2C212v2v1B1C14ABCD231例：摇杆的极限位置

摇杆摆角：ψ极位夹角：

工作行程曲柄转角1=1t1=1800+回程曲柄转角2=1t2=1800-若曲柄匀速，有t1>t2,v2>v1设计公式K=1,无急回特性（q=0）q↑K↑急回特征越显著.K定义平均速度曲柄匀速讨论两极限位置曲柄所夹锐角从动件的极限位置工作行程回程急回特性2、急回运动与行程速比系数下列机构有无急回特性问题讨论aBbACa)C2C1d)aCABb.极限位置应用例：输出很大的力拉铆机等价命题：是否为零急回特性传动角极限位置为什么具有放大力的作用H

曲柄转角滑块位移S极限位置附近，较大的曲柄转角产生较小的滑块位移.例：刀刃驱动机构急回特性S3、压力角、传动角和死点”’C’B’C”B”ABCDabcd压力角：力方向与速度方向之间夹角从动件受力点处传动角：压力角的余角压力角和传动角是变化的一般要求min40

º若BCD<90o,

=BCD.求min考虑BCD若BCD>90o,=180o-BCDmin=min(',").力与受力点的速度夹角越小，有效分力越大FV压力角和传动角标出下列机构在图示位置的压力角、传动角及最小传动角min问题讨论maxaBbACeb)d)aCABbaBbACa)Abb

minmin0º90ºf)g)0º90ºF,ve)aCABbFvagF,v.死点注意：研究从动件受力点处压力角和传动角死点:g=0B1C1B2C24ABCD231=00=00=00C2B2=00BACB1C１注意：当曲柄为从动件.克服死点死点飞轮引导机构跨越死点用不同相位的重复部件克服死点GG’EFE’F’.连杆曲线死点4、连杆曲线连杆曲线.连杆曲线运动连续性5、运动连续性错位不连续错序不连续C1-->C2-->C3-->C4

C1-->C2-->C4-->C3

.AB为原动件小结基本知识存在周转副的条件1)最短杆+最长杆其余两杆长度；2)组成该周转副的两杆中有一杆为最短杆。急回压力角：从动件受力点处力方向与速度方向之间夹角传