第5-1章-平面连杆机构

1、第五章 平面连杆机构,5-1 概述,（1）由若干刚性构件用低副联接而成的机构称为连杆机构 连杆机构又称为低副机构,一、定义与分类,（2）连杆机构可分为 空间连杆机构和 平面连杆机构,空间连杆机构,平面连杆机构,二、连杆机构的优点, 承受载荷大，便于润滑 制造方便，易获得较高的精度 两构件之间的接触靠几何封闭实现 实现多种运动规律和轨迹要求,三、连杆机构的缺点,惯性力不易平衡,不易精确实现各种运动规律和轨迹要求,5-2 平面连杆机构的类型及其演化,一、平面四杆机构的基本类型及应用,基本类型：,曲柄摇杆机构,二、平面连杆机构的演化,人们认为所有的四杆机构都是由四杆机构的基本形式演化来得。,1、曲柄

2、摇杆机构的演化,改变运动副类型 转动副变成移动副,改变构件相对尺寸,改变构件相对尺寸e0,2、双曲柄机构的演化,改变运动副类型 转动副变成移动副,转动导杆机构,改变运动副类型 转动副变成移动副,双转块杆机构,改变构件相对尺寸,0,改变构件相对尺寸,3、双摇杆机构的演化,改变运动副类型 转动副变成移动副,移动导杆机构,改变运动副类型 转动副变成移动副,双滑块机构,0,改变构件相对尺寸,改变构件相对尺寸,4、曲柄滑块机构的演化,改变运动副类型 转动副变成移动副,改变构件相对尺寸,正弦机构,改变机架,定为机架,双滑块机构,平面四杆机构的演化方式,(2) 改变相对杆长,(3) 选不同构件作机架,改变运

3、动副类型 转动副 移动副,5-3 平面四杆机构的基本特性,一、平面四杆机构有曲柄的条件,1、铰链四杆机构有曲柄的条件,蓝色三角形成立,红色三角形成立,比较,该机构中构件a最短，构件a能否整周回转？,曲柄存在条件： 最短杆与最长杆之和小于等于其余两 杆长度之和 最短杆是连架杆或机架,a最短,最短杆与最长杆之和小于等于其它两杆长度之和,当满足 最短杆+最长杆另外两杆之和， 可得如下结论： 固定最短杆为机架得到双曲柄机构 固定最短杆相邻杆为机架得到曲柄摇杆机构 固定最短杆对面杆为机架得到双摇杆机构,当最短杆加最长杆大于另外两杆之和时只能得到 -双摇杆机构,2、曲柄滑块机构有曲柄的条件,构件a能通过m

4、点的条件是：,构件a能通过n点的条件是：,曲柄滑块机构有曲柄的条件,3、导杆机构有曲柄的条件,有曲柄，该机构是摆动导杆机构。,有曲柄，该机构是转动导杆机构。,有曲柄，该机构是转导杆机构。,结论 导杆机构总是有曲柄的,4、偏置导杆机构有曲柄的条件,有曲柄，该机构是摆动导杆机构。,有曲柄，该机构是摆动导杆机构。,没有曲柄。,有曲柄，该机构是转动导杆机构。,结论 偏置导杆机构有曲柄的条件是,二、压力角和传动角,压力角：力F的作用线与力作用点绝对速度V所夹的锐角称为压力角。,传动角：压力角的余角称为传动角,在其它条件不变的情况下压力角越大，作功W越大,压力角是机构传力性能的一个重要指标，它是力的利用率

5、大小的衡量指标。,曲柄摇杆机构的压力角,曲柄滑块机构的压力角,三、急回运动和行程速比系数,1. 极位夹角 当机构从动件处于两极限位置时，主动件曲柄在两相应位置所夹的角,曲柄摇杆机构的极位夹角,曲柄滑块机构的极位夹角,摆动导杆机构的极位夹角,2. 急回运动 当曲柄等速回转的情况下，通常把从动件往复运动速度快慢不同的运动称为急回运动。,主动件a,时间：,转角：,运动：,从动件c,时间：,转角：,运动：,从动件c的平均角速度：,通常把从动件往复运动平均速度的比 值(大于1)称为行程速比系数，用K表示。,3. 行程速比系数K,四、机构的死点位置,所谓死点位置就是指从动件的传动角等于零或者压力角等于90时机构所处的位置。,1. 死点位置,如何确定机构的死点位置？,分析B、C点的压力角,曲柄摇杆机构（曲柄为主动件）的死点,无死点存在,曲柄摇杆机构（摇杆为主动件）的死点,AB与BC共线时,或者,机构有死点存在,曲柄滑块机构（曲柄为主动件）的死点,无死点存在,曲柄