chap2平面连杆机构

1、第2章 平面连杆机构,主要内容,一、概述 二、铰链四杆机构的主要特性 三、铰链四杆机构的设计 四、铰链四杆机构的演化形式,教学重点,铰链四杆机构的主要特性 铰链四杆机构的设计,一、概述,四个构件全部通过转动副连接的平面四杆机构称为平面铰链四杆机构，简称铰链四杆机构，如图所示。,1 铰链四杆机构,构件1、3连架杆；可以作整周回转时为曲柄，只能在小于360 度的某一范围内摆动为摇杆。,固定构件4机架；,构件2连杆。,2,铰链四杆机构的基本型式,曲柄摇杆机构，双曲柄机构，双摇杆机构,1 曲柄摇杆机构的急回运动特性,(1) 从动件极限位置,铰链四杆机构中，若AB为曲柄，CD为摇杆，形成曲柄摇杆机构。,

2、如果曲柄为原动件，并以角速度作匀速转动，摇杆为从动件。,当曲柄AB匀速转动时，摇杆往复摆动的速度是否一致？,(2)急回运动特性分析,空回行程,工作行程,1 2 ，V2 V1,(3) 行程速度变化系数K： 衡量急回运动的相对程度。,整理可得,(4) 举例,导杆机构,2 压力角与传动角,目的：定量衡量机构的传动性能,假设不计各构件质量和运动副中的摩擦。,2 压力角与传动角,(3)最小传动角min：,机构运转时是变化的，为了保证机构正常工作，必须规定min的下限。 设计四杆机构时，最小传动角min应满足：,一般机构：min40；,大功率机械：min50（鄂式破碎机，冲床）；,小功率机械：min可略小

3、于40（控制机构、仪表）。,3 死点位置,摇杆3为原动件； 曲柄1为从动件； 不计各构件的质量、惯性。,目的：解决工程应用中机构出现 动不了的情况。,(1)死点：,3 死点位置,(2)死点的消除：,对从动曲柄施加外力；利用飞轮或自身惯性作用。,(3)死点的利用,工程实际中，如夹紧装置的防松、飞机起落架机构等。,曲柄的有无与机构中各构件相对尺寸的大小和哪个构件为机架有关。,如果AB为曲柄，则构件1和4必须能够实现拉直和重叠共线两个特殊位置，此时各构件长度的关系应满足,图(b)中, a+db+c (1) 图(c)中， bd-a+c 即 a+bd+c (2) cd-a+b a+cb+d (3) 将式

4、（1）（2）（3）每两式相加，化简得： ab ac ad,等号是极限情况，此时ABCD变成一条直线。,1 铰链四杆机构的曲柄存在条件,2-2 铰链四杆机构具有整转副的条件,分析上式，即可得到铰链四杆机构的曲柄存在条件： (1) 连架杆和机架中必有一杆为最短杆； (2) 最短杆和最长杆长度之和小于或等于其余两杆长 度之和。 上述两个条件必须同时满足才存在曲柄。,1 铰链四杆机构的曲柄存在条件,演化方式：移动副代替回转副，改变固定件，改变杆件长度，扩大回转副,2-3 铰链四杆机构的演化,二、导杆机构,三、摇块机构和定块机构,四、双滑块机构,五、偏心轮机构,六、组合机构,1 设计问题： 选型设计、运

5、动设计、强度设计、结构设计 2 运动设计 （1）位置设计：按从动件的位置设计 （2）轨迹设计：按给定运动轨迹设计,2-4 平面四杆机构的设计,分析思路: 求解的参数：A，l1, l2, l4 设计步骤： （1） 计算极位夹角 （2）选择比例u （3）任选D, 作C1D, C2D （4）C1MC1C2 （5） C1C2N=90- （6）作PC1C2作外接圆，取点A（弧C1C2， EF外） （7）计算长度： l1=(AC2-AC1)/2 ， l2= (AC2+AC1)/2,已知：机架长度l4, K分析： =设计步骤： （略）,2 导杆机构,已知：B1C1, B2C2, B3C3,二、按给定连杆位置设计四杆机构,三、按给定两连架杆对应位置设计四杆机构,已知：1，1, 2 ， 2, 3 ， 3 设计四杆机构。,令：,代入已知条件：,求出P0，P1，P2，即可得到l1, l2, l3, 再乘以相