机械j技术及设计9

第3章平面连杆机构§3-0概述§3-1铰链四杆机构的基本形式和性质§3-2铰链四杆机构曲柄存在的条件§3-3四杆机构的演化§3-4平面四杆机构的设计§3-0概述一.连杆机构:由低副连接而成的机构。二.

平面连杆机构的主要优点：2.低副不易磨损而又易于加工;4.较难准确地实现复杂的运动规律;1.低副，面接触，易润滑;5.低副存在间隙，存在运动误差。3.惯性力难以完全平衡,不宜作高速传动；§3-1铰链四杆机构的

基本形式和性质一.

铰链四杆机构的组成二.

曲柄摇杆机构三.

双曲柄机构四.

双摇杆机构1.

鹤式起重机2.

梯形机构§3-3四杆机构的演化一.曲柄滑块机构1.构件机构演化二.导杆机构、摇块机构和定块机构三.偏心轮机构演化2.摆动导杆机构特性3.摇块机构、定块机构应用四.多杆机构§3-4平面四杆机构的设计一.按行程速比系数设计二.按给定连杆位置设计1.设计曲柄摇杆机构2.设计曲柄滑块机构3.设计摆动导杆机构1.按给定连杆两个位置设计2.按给定连杆三个位置设计三.按给定连架杆对应位置设计四.按给定的运动轨迹设计1.设计曲柄摇杆机构已知摇杆的极限位置，行程速比系数K，设计曲柄摇杆机构。AC2=l3-l2BOAC1=l2+l3900-qPqql2=(AC1-AC2)/2l3=AC1-ABMN在弧MN内作A点,摇杆C1D、C2D不是极限位置.设计:ABDC1C2A得：找合适位置A点：l1=ADyq2aAB134CbvcHO已知：H，K，e,设计曲柄滑块机构。eAc1c2B2.曲柄滑块机构900-qP设计：l2=(AC1-AC2)/2l3=AC1-ABl1AD3.摆动导杆机构已知:K、l1设计摆动导杆机构。1)1(180+-=KKoqB设计：ABlAB=q/2按给定连杆两个位置设计B2C2C1B1已知活动连杆两个位置，设计铰链四杆机构。问题的本质是：已知圆周上的点求圆心AD沙箱翻转机构量出AB1、C1D和AD的长度B1B2B3C1C2C32.按给定连杆三个位置设计AD量出AB1、C1D和AD的长度C1B3'B2'E3E2B1ADB2B3

E1三.按给定连架杆对应位置设计

已知AD、AB杆长，AB和CD上的标线DE对应位置，求连杆BC、连架杆DC的长度及

CDE.a)原理:刚化反转法b)作图量出B1C1、C1D和

C1D1的长度四.按给定的运动轨迹设计1.连杆曲线应用：1)工件传输机构1、2：2)电影放映机拉片机构2.按给定轨迹设计常用方法有解析法、实验法和图谱法而

fmax=l2+l1

§3-2铰链四杆机构曲柄存在的条件f若AB为曲柄，则AB在任意位置时

BCD成立。即：l3+l4>fl3+f>l4l4+f>l31）设l2<l1则

fmin=l1-l2上不等式组变为l3+l4>l2+l1l3+l1-l2>l4l4+l1-l2>l3l2+l3<l4+l1l2+l4<l3+l1l2+l1<l3+l4l2<l3l2<l4l2<l1maxminmin

fmin=

l1-l2

BAC1l2l3l4lDC’’B’’B’C’即：若l2<l1,要使AB为曲柄必须(1)l2为最短杆(2)最短杆和最长杆长度之和小于其余两杆长度之和.§3-2铰链四杆机构曲柄存在的条件1）设l2<l1则

fmin=l1-l2上不等式组变为l3+l4>l2+l1l3+l1-l2>l4l4+l1-l2>l3l2+l3<l4+l1l2+l4<l3+l1l2+l1<l3+l4l2<l3l2<l4l2<l1而

fmax=l2+l1

f若AB为曲柄，则AB在任意位置时

BCD成立。即：l3+l4>fl3+f>l4l4+f>l3maxminmin

fmin=

l1-l2

BAC1l2l3l4lDC’’B’’B’C’即：若l2<l1,要使AB为曲柄必须(1)l2为最短杆(2)最短杆和最长杆长度之和小于其余两杆长度之和.§3-2铰链四杆机构曲柄存在的条件2）设l1<l2则

fmin=l2-l1上不等式组变为l3+l4>l2+l1l3+l2-l1>l4l4+l2-l1>l3l1+l3<l2+l4l1+l4<l2+l3l1+l2<l3+l4l1<l3l1<l4l1<l2而

fmax=l2+l1

f若AB为曲柄，则AB在任意位置时

BCD成立。即：l3+l4>fl3+f>l4l4+f>l3maxminmin

fmin=

l1-l2

BAC1l2l3l4lDC’’B’’B’C’即：若l1<l2,要使AB为曲柄必须(1)l1为最短杆(2)最短杆和最长杆长度之和小于其余两杆长度之和.b)

以最短杆为机架，则此机构为以最短杆的相邻构件为机架，则此机构为

（1）最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其不满足杆长条件或以最短杆的对边为机架。§3-2铰链四杆机构曲柄存在的条件（2）最短杆为机架或连架杆。例铰链四杆机构成为双摇杆机构的条件：它两杆长度之和——杆长条件以最短杆为曲柄的曲柄摇杆机构；双曲柄机构；结论例题一.曲柄滑块机构1.

演化2)偏置曲柄滑块机构1)对心曲柄滑块机构

2.曲柄存在条件：3.急回运动4.最小传动角l4

l4

l2+e

l3偏置q0，存在急回运动2.滑块机构有曲柄的条件B2Cl34bbAB4eCl2l3DEFGl2A成为曲柄滑块机构的条件为：l2el2C1B1B2HC22AB134eC,有急回特性。B1B2H,无急回特性。314AB2CC1C23.曲柄滑块机构急回运动2)对心曲柄滑块机构行程速比系数极位夹角

q1)偏置曲柄滑块机构FB1C1413l2AB2Cl3e4.曲柄为原动件最小传动角vc在冲床在应用一.

铰链四杆机构的组成能绕其轴线转360º仅能绕其轴线作往复摆动曲柄摇杆连杆连接两连架杆的构件机架2.类型双曲柄机构双摇杆机构曲柄摇杆机构连架杆连架杆机架连架杆连杆1.组成曲柄作主动件且匀速转动，摇杆的回程平均速度大于工作行程的平均速度，即急回运动,二者比值称为行程速比系数。二.

曲柄摇杆将曲柄的整周转动转换成摇杆的往复摆动或反之。应用举例1.

作用：2.急回运动：3.压力角和传动角：1)压力角和传动角：2)最小传动角：4.死点位置：1)死点位置2)死点的危害：3)死点的利用：三.

双曲柄机构1.振动筛2.平行四边形机构3.摄影平台升降机4.反平行四边形5.窗门启闭机构2.急回运动对应的时间C点平均速度1)极位夹角q：当摇杆处于两极限位置时，对应的曲柄所夹的锐角。))2)行程速比系数q+q-=oo180180jj=21=21tt=12vvK行程速比系数B2C2B1C1A32C41BD摆角极位夹角v1v2极位夹角

q:曲柄转角01)压力角与传动角

机构中驱使输出件运动的力的方向线与输出件

上受力点的速度方向线所夹的锐角。a)压力角：b)传动角：压力角的余角。vcFF1F22ABCD341

BCD为锐角时

BCD为钝角时c）传动角、压力角要求1vcABCDF234当曲柄和机架共线时2)曲柄为原动件时的最小传动角，d取得最大值dmax和最小值dmindmaxABCDabcddminADBCabcd结论以曲柄为主动件的曲柄摇杆机构，当曲柄和机架共线时传动角最小（或最大）ABCD1)死点位置压力角等于90°的位置。ABCDωωvBFa死点位置vBFa死点位置若摇杆为主动件，摇杆运动到极限位置时：2)死点的危害克服死点方法：

利用惯性、在曲柄上增加力矩、组合机构如果存在死点，机构运转不灵、卡死、或反转。案例：踏板缝纫机机构3)死点的利用：ADB2C2B1C1a)飞机起落架机构地面b)夹紧机构曲柄摇杆机构应用雷达天线调整机构刮雨器脚踏砂轮机梯形机构转向梯形机构

例：如图所示，设已知四杆机构各构件的长度为a=240mm,b=600mm,c=400mm,d=500mm。试问：1）当取4为机架时，是否有曲柄存在？2）若各杆长度不变,能否以选不同杆为机架的办法获得双曲柄机构和双摇杆机构？如何获得？3）若a、b、c三杆的长度不变，取杆4为机架，要获得曲柄摇杆机构，d的取值范围应为何值？解：1）a+b=240+600=840c+d=400+500=900a+b<c+d满足杆长条件且最短杆邻边为机架，故机构为曲柄摇杆机构，最短杆a为曲柄。2）取最短杆AB作机架为双曲柄机构3）i)若d为最长杆:240+d<600+4008-6ADCB1234dcba、取AB的对边CD作机架为双摇