荆职院机械设计基础课件03常用机构3.2平面连杆机构

平面连杆机构主讲蹇永良副教授一、平面连杆机构：的平面机构，也称平面低副机构。二、平面连杆机构的特点：1、能实现多种运动形式。如：转动，摆动移动等平面运动2、运动副为低副：面接触：圆柱面和平面①承载能力大；②便于润滑。寿命长几何形状简单——便于加工，成本低。平面连杆机构的特点用低副连接而成③只用于速度较低的场合。3、缺点：①只能近似实现给定的运动规律；②设计复杂；所有运动副均为转动副的平面四杆机构一、铰链四杆机构：3.2.1平面四杆机构的基本型式4—机架1，3—连架杆→定轴转动2—连杆→平面运动整转副：二构件相对运动为整周转动。摆动副：二构件相对运动不为整周转动。曲柄：作整周转动的连架杆摇杆：非整周转动的连架杆铰链四杆机构基本形式曲柄摇杆双曲柄双摇杆1、曲柄摇杆机构实例：汽车雨刮器缝纫机搅拌机2、双曲柄机构惯性筛机车车轮的联动机构公汽车门平行四边形机构3、双摇杆机构实例鹤式起重机飞机起落架一、平面四杆机构有曲柄的条件

（若1和4能绕A整周相对转动，则存在两个特殊位置）即曲柄与机架共线（拉直和重叠）3.2.3铰链四杆机构的类型判断根据三角形两边之和大于第三边可知：

a+d≤b+c(1)b<c+d-a即a+b≤c+d(2)c<b+d-a即a+c≤b+d(3)(1)+(2)得2a+b+d≤2c+b+d即a≤c(1)+(3)得a≤b(2)+(3)得a≤d可见上图中曲柄为最短杆（1）最短构件与最长构件的长度之和小于等于其它两构件长度之和。（杆长之和的条件）（2）曲柄或其相邻杆为机架。由此可见：铰链四杆机构存在曲柄的条件（整转副存在的条件）：铰链四杆机构分为两大类：（1）最短构件与最长构件的长度之和大于其他两构件长度之和，所有运动副均为摆动副，均为双摇杆机构。（2）最短构件与最长构件的长度之和小于等于其他两构件长度之和，最短构件上两个转动副均为整转副。取最短构件为机架——双曲柄机构取最短构件任一相邻构件为机架——曲柄摇杆机构取最短构件对面的构件为机架——双摇杆机构铰链四杆机构判定举例偏心轮机构1、扩大转动副3.2.2铰链四杆机构的演化2、转动副转化成移动副：

曲柄滑块机构（偏距e）e≠0，偏置曲柄滑块机构e=0，对心曲柄滑块机构对心曲柄滑块动画偏置曲柄滑块动画3、变换机架

构件3为机架——移动导杆铰链四杆机构：（幻6）构件4为机架，——曲柄摇杆构件1为机架，——双曲柄构件2为机架，——曲柄摇杆构件3为机架，——双摇杆曲柄滑块机构：构件4为机架——曲柄滑块构件1为机架——转动导杆构件2为机架——曲柄摇块曲柄滑块机构的种演化曲柄滑块转动导杆移动导杆曲柄摇块曲柄滑块机构：

摆动导杆机构：

曲柄滑块机构摆动导杆机构曲柄滑块机构有曲柄的条件：

AC1E：b-a>e△

AC2E：a+b>e即有曲柄的条件:b>a+ee=0,b>a

四、设计方法：

1、图解法，2、解析法，3、图谱法，4实验法选型：运动尺寸设计：确定连杆机构的结构组成：构件数目，运动副类型、数目。确定机构运动简图的参数：①转动副中心之间的距离；②移动副位置尺寸1、实现构件给定位置2、实现已知运动规律3、实现已知运动轨迹三、平面连杆机构设计的基本问题

4、压力角的计算

1、压力角α从动件上某点的受力方向与从动件上该点速度方向的所夹的锐角。2、传动角γ，P与Pn夹角，（经常用γ衡量机构的传动质量）3、许用压力角一般：二、压力角和传动角原动件作匀速转动，从动件作往复运动的机构，从动件正行程和反行程的平均速度不相等。1、机构的急回运动特性：2、行程速度变化系数三、行程速度变化系数从动件慢行程快行程∴极位夹角θ（<C2AC1）（其值与构件尺寸有关，可能<90°，>90°）

四、死点位置：

1、机构停在死点位置，不能起动。运转时，靠惯性冲过死点。2、利用死点实例飞机起落架4、按K设计四杆机构已知：曲柄摇杆机构，摇杆CD长度，摆角，K

设计此机构（确定曲柄和连杆长）

3、按两连架杆的两组对应角位移分别为，和，知B1，B2，B3设计铰链四杆机构。（确定C）

2、已知A，D，连杆的三个位