铰链四杆机构

1、机械学基础课程电子教案,机械与电子工程学院 闫锋欣,西北农林科技大学,2,Review,平面机构运动简图,运动副,低副(面接触),高副（点、线接触）,活塞泵机构,机构简图,平面机构的自由度,机构自由度计算公式,机构具有确定运动的条件,3,复合铰链,局部自由度,虚约束,导路重合的虚约束,4,习题1：计算机构的自由度,椭圆规机构,观察视频： 作用？ 输出构件？,W3n2PLPH 3 2 ,3,4,0,1,平面连杆机构的基本型式是铰链四杆机构 其余四杆机构均是由铰链四杆机构演化而成的,二杆,三杆, 不可能.,铰链四杆机构,1.2 铰链四杆机构的基本型式和特征,6,1.2 铰链四杆机构的基本型式和特征

2、,一.基本型式,连架杆,机架,连杆,连架杆,7,1 . 曲柄摇杆机构,结构特点：连架杆1为曲柄，3为摇杆 运动变换：转动摇动 举例：搅拌器机构、雷达天线机构,特性： 急回特征 死点,8,2.双曲柄机构,结构特点：二连架杆均为曲柄 运动变换：转动转动，通常二转速不相等 举例：振动筛机构,9,特殊双曲柄机构,平行四边形机构 结构特点：二曲柄等速 运动不确定问题 车门开闭机构,反平行四边形机构 结构特点：二曲柄转向相反,10,(3) 双摇杆机构,结构特点：二连架杆均为摇杆 运动变换：摆动摆动 举例: 鹤式起重机,11,特殊机构,等腰梯形机构 实例: 汽车前轮转向机构,12,2.双曲柄机构,插床机构,

3、惯性筛,3. 双摇杆机构,鹤式起重机,飞机起落架,13,二. 铰链四杆机构曲柄存在条件,曲柄存在必要条件:,最短杆长度+最长杆长度 其余两杆长度之和。,双摇杆机构:,14,变更机架后机构的演化,曲柄摇杆机构,曲柄摇杆机构,双曲柄机构,双摇杆机构,15,推论1： 当Lmax+Lmin L(其余两杆长度之和)时 最短杆是连架杆之一 曲柄摇杆机构 最短杆是机架 双曲柄机构 最短杆是连杆 双摇杆机构 推论2： 当Lmax+Lmin L(其余两杆长度之和)时 双摇杆机构,16,三. 铰链四杆机构的特性,1. 压力角和传动角,压力角从动件受力方向和绝对速度方向的夹角,传动角90- ,传动灵活:,衡量传力性

4、能,F在Vc向分力Ft=Fcos,诸如颚式破碎机的最小传动角不低于50；对于小功率仪表指针可小于40。,ABD 和BCD及余弦定理可计算最小传动角。,17,死点:传动角为零g=0(连杆与从动件共线),机构顶死,2. 死点,传动角：( 90- )=0或180 ,18,防止死点:,(1)利用惯性(例如缝纫机)；,(2)用机构错列的方法；,蒸汽机车两侧利用错位排列的两套曲柄滑块机构使车轮联动机构通过死点,19,死点的应用防松,夹紧机构,触点开关,20,飞机起落架机构,折叠家具机构,死点的应用防松,21,3. 急回特性,当回程所用时间小于工作行程所用时间时，称该机构具有急回特征 摆角： 极位夹角： 1

5、 = const 1 = 1 t1 =1800 + 2 = 1 t2 =1800 - t1 t2 , v2 v1 急回特性 行程速比系数K,=0 or K=1 无急回特性（平行） q K 急回特征越显著,应用：牛头刨、插床（工作形成慢、匀）,22,1 转动副转化为移动副 2 变换构件形态 3 变更机架 4 扩大转动副尺寸,1.4 铰链四杆机构的演化, 曲柄滑块机构 导杆机构,23,铰链四杆机构,曲线导轨曲柄滑块机构,e 0,偏置曲柄滑块机构,对心曲柄滑块机构,对CD杆等效转化,转动副变成移动副,24,选不同构件作机架机构倒置,曲柄滑块机构,导杆机构,变更机架,曲柄滑块机构,导杆机构,曲柄摇块机

6、构,移动导杆机构,曲柄摇杆机构,移动导杆机构,25,导杆机构（转动导杆机构） l1l2,曲柄滑块机构,导杆机构,摆动导杆机构l1l2,原动件,牛头刨、插床、回转式油泵,l1,l2,26,应用实例一,曲柄滑块机构,2作机架,曲柄摇块机构,液压作动筒,车箱举升机构,27,应用实例二,曲柄滑块机构,C,定块机构,手动唧筒机构,28,应用实例三,曲柄滑块机构,作机架,导杆机构,回转导杆机构,lBC lAB， 导杆AC整周转动,lBC lAB， 导杆AC摆动,摆动导杆机构,29,偏心轮机构,曲柄摇杆机构,(扩大回转副),偏心轮机构,30,对心式曲柄滑块机构,偏心轮机构,1,B,B副扩大,偏心轮机构,31,其它,双移动副机构,正弦机构,双转块机构 (十字滑块机构),正弦机构,双滑块机构,正切机构,了解,32,全低副（面接触），承受冲击力，易润滑，不易磨损 运动副结构简单，易加工 运动规律多样化、点的运动轨迹多样化 运动副累积误差大，效率低 惯性力难以平衡，不宜用于高速 不能精确实现复杂的运动规律，设计计算较复杂,机架,连杆,平面四杆机构的特点,33,1 实现有轨迹、位置或运动规律要求的运动 2 实现从动件运动形式及运动特性的改变 3