项目三 平面连杆机构2讲解

优质核心课程

《机械设计基础》

主讲：方金湘

岳阳职业技术学院机电工程学院项目三平面连杆机构

二、铰链四杆机构的演化形式及运动特性连杆机构应用举例

●扩大转动副，使转动副变成移动副

平面铰链四杆机构可通过扩大转动副、转动副转化成移动副、变更构件长度和变更机架等途径演化出其他平面连杆机构。（一）铰链四杆机构的演化形式

（一）铰链四杆机构的演化形式

一、曲柄滑块机构二、导杆机构1.曲柄滑块机构

曲柄滑块机构是具有一个曲柄和一个滑块的平面四杆机构，是由曲柄摇杆机构演化而来的。曲柄滑块机构的演化偏心轮机构（一）铰链四杆机构的演化形式

曲柄滑块机构的应用

内燃机气缸内燃机气缸1.曲柄滑块机构

冲压机1.曲柄滑块机构

滚轮送料机1.曲柄滑块机构固定4杆取消3杆固定1杆双曲柄机构？（一）铰链四杆机构的演化形式

固定1杆双曲柄机构？连架杆有一个能整圈转动，有一个不能整圈转动，只能摆动。固定2杆卡车车厢翻斗机构固定3手动抽水机构（一）铰链四杆机构的演化形式

2、导杆机构

导杆是机构中与另一运动构件组成移动副的构件。连架杆中至少有一个构件为导杆的平面四杆机构称为导杆机构。

转动导杆机构摆动导杆机构移动导杆机构曲柄摇块机构（一）铰链四杆机构的演化形式

当构件2和构件4均能作整周转动，小型刨床就是应用实例改变曲柄滑块机构中的机架演化而来2、导杆机构

转动导杆机构

摆动导杆机构牛头刨床主运动机构摆动导杆机构2、导杆机构

（导杆3只能来回摆动）

移动导杆机构手动抽水机构移动导杆机构2、导杆机构

（也称定块机构）

曲柄摇块机构自卸汽车卸料机构曲柄摇块机构2、导杆机构

（二）平面四杆机构的运动特性

1.急回特性2.压力角和传动角3.死点位置1.急回特性

极位夹角——摇杆在C1D和C2D两极限位置时，曲柄与连杆共线，对应两位置所夹的锐角，用θ表示。

急回特性：空回行程时的平均速度大于工作行程时的平均速度。急回特性

（二）平面四杆机构的运动特性

急回特性机构工作时返回行程速度大于工作行程的特性。急回特性的作用四杆机构的急回特性可以节省时间，提高生产率。曲柄摇杆机构φ1φ2ψθ－极位夹角（曲柄处于两极位时，对应曲柄所夹锐角）Ψ--最大摆角（摇杆处于两极位时对应摇杆极位夹角）

（二）平面四杆机构的运动特性

机构的急回特性可用行程速比系数K表示：极位夹角θ越大，机构的急回特性越明显。

（二）平面四杆机构的运动特性

即

θ↑→K↑→急回运动性质↑曲柄摇杆机构曲柄主动时→急回特性2、

压力角和传动角（1）压力角a压力角：从动件所受的力F与受力点速度Vc所夹的锐角a。有效分力：Ft=Fcosa有害分力：Fr=Fsinaa愈小，机构传动性能愈好。（2）传动角g传动角：连杆与从动件所夹的锐角g。

g=900-ag越大，机构的传动性能越好，设计时一般应使gmin≥40°，对于高速大功率机械应使gmin≥50°。2、

压力角和传动角（3）最小传动角的位置铰链四杆机构在曲柄与机架共线的两位置出现最小传动角。对于曲柄滑块机构，当主动件为曲柄时，最小传动角出现在曲柄与机架垂直的位置。对于摆动导杆机构由于在任何位置时主动曲柄通过滑块传给从动杆的力的方向，与从动杆上受力点的速度方向始终一致，所以传动角等于90度。2、

压力角和传动角（3）最小传动角的位置从动件与连杆共线→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。曲柄摇杆机构中摇杆是主动件→机构出现死点3、死点位置3、死点位置

摇杆处于左极限位置C1D时,连杆与从动件(曲柄)的共线位置C1A

B1。

摇杆处于右极限位置C2D时,连杆与从动件(曲柄)的共线位置C2B2A。死点位置

（二）平面四杆机构的运动特性

→机构运动卡死机构运动不确定死点措施→飞轮自身惯性存在死点条件：有极限位置（从动件与连杆共线）3、死点位置死点位置的应用