3 平面连杆机构3h

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平面连杆机构§3-1平面连杆机构及其传动特点§3-2平面四杆机构的基本形式及其应用简介§3-3平面四杆机构的演化§3-4平面四杆机构有曲柄的条件及运动特性*§3-5平面连杆机构设计简介§3-1平面连杆机构及其传动特点定义：含有连杆的平面机构。由若干个构件通过平面低副连接而成的机构。共同特点：原动件的运动都要通过中间构件（不与机架相连）才能传递到从动件上。这个不与机架相连的中间构件称为连杆。1234§3-1平面连杆机构及其传动特点

主要优点：1）机构中所有运动副都是低副，两运动副元素为面接触，因此压强小、磨损小、承载能力大、便于润滑；2）运动副元素为平面或圆柱面，制造简单，成本较低，并能获得较高的精度；3）结构简单、设计方便，易于实现多种运动规律和运动轨迹的要求。§3-1平面连杆机构及其传动特点

缺点：1）机构的惯性力和惯性力矩不容易得到平衡，不适宜于高速传动；2）对多杆机构而言，随着构件和运动副数目的增加，累积误差较大，传动精度不高。§3-2平面四杆机构的基本形式及其应用构件1：连架杆（能整周回转：曲柄）构件2：连杆（不与机架相连）构件3：连架杆（往复摆动：摇杆）构件4：机架平面四杆机构→铰链四杆机构（所有运动副均为转动副）转动副周转副：能做整周相对转动A和B摆转副：C和D§3-2平面四杆机构的基本形式及其应用铰链四杆机构的分类（两连架杆能否做整周转动）1：曲柄；3：摇杆1：曲柄；3：曲柄1：摇杆；3：摇杆

§3-2平面四杆机构的基本形式及其应用曲柄摇杆机构的应用（AB为曲柄，CD为摇杆）§3-2平面四杆机构的基本形式及其应用曲柄摇杆机构的应用（AB为曲柄，CD为摇杆）§3-2平面四杆机构的基本形式及其应用双曲柄机构的应用（AB、CD为曲柄）AB等速回转CD变速回转（AB≠CD）滑块6具有加速度（？）§3-2平面四杆机构的基本形式及其应用双曲柄机构的应用（AB、CD为曲柄）两曲柄平行、相等、转向相同连杆始终作平行移动两曲柄不平行、相等、转向相反§3-2平面四杆机构的基本形式及其应用双曲柄机构的应用（AB、CD为曲柄）——平行四边形机构？活塞杆一进一出§3-2平面四杆机构的基本形式及其应用双曲柄机构的应用（AB、CD为曲柄）——反平行四边形机构§3-2平面四杆机构的基本形式及其应用双摇杆机构的应用（AB、CD为摇杆）货物近似水平移动减少货物的升降保证货物平稳和减少能量消耗§3-2平面四杆机构的基本形式及其应用双摇杆机构的应用（DA、CB为摇杆,AB为连杆）蜗杆装在风扇轴上风扇壳固连在摇杆AD上涡轮与连杆AB固连B是圆盘上的一点B点绕着A点转动！§3-2平面四杆机构的基本形式及其应用双摇杆机构的应用（AB、CD为摇杆）蜗杆涡轮机构§3-3平面四杆机构的演化一、改变相对杆长、转动副演化为移动副二、改变构件的形状和相对尺寸三、选取不同构件为机架§3-3平面四杆机构的演化一、改变相对杆长、转动副演化为移动副摇杆→环形滑块曲柄滑块（曲线导轨）弧形槽机架直槽机架方向错误§3-3平面四杆机构的演化二、改变构件的形状和相对尺寸A：回转中心B：几何中心§3-3平面四杆机构的演化三、选取不同构件为机架根据相对运动原理，对同一机构，选取不同构件为机架，各构件间的相对运动关系仍保持不变，但能演化出不同特性和不同用途的机构。1.变化铰链四杆机构的机架2.变化单移动副四杆机构的机架3.变化双移动副四杆机构的机架

§3-3平面四杆机构的演化三、选取不同构件为机架

1.变化铰链四杆机构的机架AD-机架AB为机架BC为机架CD为机架AB-曲柄CD-摇杆A、B-周转副CD-摆转副

相对运动关系仍保持不变！基本型§3-3平面四杆机构的演化三、选取不同构件为机架

2.变化单移动副四杆机构的机架AD-机架AB-曲柄C-滑块A、B-周转副相对运动关系仍保持不变！基本型滑块绕B点转动，同时沿杆4来回滑动杆4绕A点转动滑块绕C点转动杆4绕C点摆动在滑块中来回抽动AB-机架BC-曲柄

BC-机架AB-曲柄

C-机架AB-曲柄

§3-3平面四杆机构的演化三、选取不同构件为机架

2.变化单移动副四杆机构的机架——导杆机构相对运动关系仍保持不变！A、B-周转副CD-摆转副§3-3平面四杆机构的演化三、选取不同构件为机架

2.变化单移动副四杆机构的机架——曲柄摇块机构相对运动关系仍保持不变！A、B-周转副CD-摆转副§3-3平面四杆机构的演化三、选取不同构件为机架

2.变化单移动副四杆机构的机架——定块机构相对运动关系仍保持不变！手摇抽水机§3-3平面四杆机构的演化三、选取不同构件为机架

3.变化双移动副四杆机构的机架以构件1为机架，演化为双转块机构以构件3为机架，演化为双滑块机构（此时，4变为滑块！）§3-3平面四杆机构的演化三、选取不同构件为机架

3.变化双移动副四杆机构的机架——双转块机构相对运动关系仍保持不变！§3-3平面四杆机构的演化三、选取不同构件为机架

3.变化双移动副四杆机构的机架——双滑块机构相对运动关系仍保持不变！一、平面四杆机构有曲柄的条件二、急回特性三、死点§3-4平面四杆机构有曲柄的条件及运动特性§3-4平面四杆机构有曲柄的条件及运动特性一、平面四杆机构有曲柄的条件1、设a<d由△B2C2D

a+d≤b+c(1)由△B1C1Db≤(d-a)+c或c≤(d-a)+b即a+b≤d+c(2)a+c≤b+d(3)a≤da≤ca≤ba为最短杆曲柄与机架两次共线！§3-4平面四杆机构有曲柄的条件及运动特性一、平面四杆机构有曲柄的条件（周转副！）1、设a>d由△B2C2D

a+d≤b+c(4)由△B1C1Db≤(a-d)+c或c≤(a-d)+b即d+b≤a+c(5)d+c≤a+b(6)d≤ad≤cd≤bd为最短杆§3-4平面四杆机构有曲柄的条件及运动特性一、平面四杆机构有曲柄的条件①杆长条件：最短杆和最长杆长度之和应小于或等于其余两杆长度之和。②最短杆是连架杆或机架。（组成周转副的两杆中必一个是最短杆；连杆不能是最短杆）曲柄摇杆机构双曲柄机构§3-4平面四杆机构有曲柄的条件及运动特性二、急回特性(quick-returnmotion)极位极位夹角曲柄与连杆两次共线！B2C2B1C1曲柄转角对应的时间摇杆点C的平均速度A21C34BDabcd摆角v1v2))§3-4平面四杆机构有曲柄的条件及运动特性二、急回特性(quick-returnmotion)正行程：左极位AB1→右极位AB2;反行程：右极位AB2→左极位AB1曲柄与连杆两次共线！在曲柄等速回转的情况下，摇杆往复摆动速度快慢不同的运动，称为急回运动。机构具有急回运动的特性叫急回运动特性。在机械设计中应用急回特性来缩短空行程时间来提高劳动生产率。§3-4平面四杆机构有曲柄的条件及运动特性二、急回特性(quick-returnmotion)在曲柄摇杆机构中，当以摇杆作为主动件，摇杆摆动到两个极限位置时，曲柄均与连杆共线，因此摇杆通过连杆加于曲柄的驱动力正好通过曲柄的转动中心A，所以不能产生使曲柄转动的力矩。机构的这种位置称为死点位置。

死点位置将使机构的从动件出现卡死或运动不确定的现象。§3-4平面四杆机构有曲柄的条件及运动特性三、死点

(deadpoint)摇杆作为主动件？机构是否有死点位置与哪一构件为主动件有关。§3-4平面四杆机构有曲柄的条件及运动特性三、死点

(deadpoint)例如：曲柄摇杆机构，当1为主动件时无死点位置，但有极限位置，当3为主动件时有死点位置。例：缝纫机借助于带轮的惯性通过死点。（1）利用飞轮惯性通过死点位置§3-4平面四杆机构有曲柄的条件及运动特性三、死点——克服措施蒸汽机车车轮联动机构，左右车轮两组曲柄滑块机构中，曲柄AB与A