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1、第7章 常用机构连杆机构 第一节 平面连杆机构 一、概述 1、平面连杆机构概念： 平面连杆机构是各构件用销轴、滑道等方式连接起来的， 各构件间的相对运动在同一平面或互相平行的平面内。 2、平面四杆机构 由4个构件组成的平面连杆机构称为平面四杆机构 3、运动副 概念： 使两构件直接接触而又能产生一定相对运动的连接， 称为运动副 分类： 运 动 副 低副 高副 转动副 移动副 齿轮副 凸轮副 螺旋副 滚轮副 低副是指两构件作面接触 高副是指两构件作点或线接触 二、铰链四杆机构 铰链四杆机构： 四个构件全部用转动副相连的平面四杆机构。 它是平面四杆机构的基本型式，其它型式的四杆机 构可看作是在它的基
2、础上通过演化而成的。 1、基本概念 摇杆：只能绕机架作小于360的某一角度摆动 的连架杆，如3。 机架：机构的固定构件，如杆4 。 连杆：不直接与机架连接的构件，如杆2。 连架杆：与机架用转动副相连接的构件， 如杆1、3 连架杆可分为： 曲柄：能绕机架作整周转动的连架杆，如杆1； 2、各杆名称 在铰链四杆机构中，按曲柄的存在情况，可将 铰链四杆机构分为： 曲柄摇杆机构 双曲柄机构 双摇杆机构 它们的根本区别在于连架杆是否为曲柄 3、分类 曲柄存在的条件： 1）最短杆与 最长杆长度之和小于或等于其余两杆 之和。 2）机架 与连架杆中必有一杆 为最短杆。 若有一个条件不满足，则无曲柄存在，此四杆机
3、 构只能是双摇杆机构。 a b c d 铰链四杆机构类型的判断条件： 若：最短杆与最长杆长度之和小于等于其余两杆长度之和时： （1）取最短杆为机架时，该该 机构为机构为双曲柄机构双曲柄机构。 （2）取最短杆的相邻杆为机架时，该机构为曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构 （3）取最短杆的相对杆为机架时，该机构为为双摇杆机构双摇杆机构 若：最短杆与最长杆的长度之和大于其余两杆长度之和时： 不论取哪一杆为机架，都无曲柄存在， 机构只能为双摇杆机构双摇杆机构。 练习1：判断下列铰链四杆机构的类型 a b c d 1、a=20,b=50,c=30,d=45 （1）d为机架 （2）a为机架 （3）c为机架 （4）b为
4、机架 曲柄摇杆机构 双曲柄机构 双摇杆机构 曲柄摇杆机构 练习2：判断下列各四杆机构的类型 曲柄摇杆机构双摇杆机构 双曲柄机构双摇杆机构 （一）曲柄摇杆机构 两个连架杆中，一个为曲柄，另一个为摇杆， 则此铰链四杆机构称为曲柄摇杆机构。 曲柄1为原动件，作匀速转动；摇杆3为从动件， 作变速往复摆动。 雷达天线俯仰机构 曲柄摇杆机构的应用 雷达天线俯仰机构 曲柄摇杆机构的应用 缝纫机踏板机构 2 1 4 3 摇杆主动 3 1 2 4 曲柄摇杆机构的应用 剪刀机 曲柄摇杆机构的应用 曲柄摇杆机构的应用 牛头刨床刨刀进给机构 曲柄摇杆机构的一些主要特性： 1、机构的急回运动特性： 当曲柄转动一周时，
5、有两次曲柄与连杆共线。 这两个位置就是极限位置， 简称极位 摆角 C C1 1 C C2 2 D D A A B B1 1 B B2 2 B B 1 C C 2 12 , t1t2 , v2 =C1C2/t2 1=180+, v1 =C1C2/t1 曲柄转角 2=180- C1C2 C2C1 铰链C的 平均速度： v10，K1时具有 急回特性，越大，K值越大， 急回运动的性质越显著。 极位夹角计算公式： 式中为摇杆处于两极限位置时，对应的曲柄所 夹的锐角，称为极位夹角（ C2AC1） 。 2、死点位置：（主动件条件） 当摇杆为主动件，连杆和曲柄共线时，过铰链中心A 的力，对A点不产生力矩，不能
6、使曲柄转动，机构的 这种位置称为死点位置 。 B D A C F D A B C F 1、机构停在死点位置，不能起动。运转时，靠 惯性冲过死点。可加飞轮增大惯性 工件夹紧机构 2、利用死点实例 飞机起落架机构 曲柄摇杆机构的演化 送料机构 内燃机 二、双曲柄机构 两个连架杆均为曲柄的铰链四杆机构称为双曲 柄机构。 主动曲柄作等速转动时，从动曲柄随之作变速转动。 平行双曲柄机构 其相对两杆平行且相等。 1、主动曲柄作等角速转动； 从动件曲柄也以相同角速度转动。 2、当四个铰链中心处于同 一直线上时，将出现运动不 确定状态。 摄影平台升降机构摄影平台升降机构 B2C2 A B1C1 D 1 2 3
7、 B3 C3“ C3 为了消除这种运动不确定状态,可增设辅助机构或 在主、从动曲柄上错开一定角度再安装一组平行四 边形机构。 A BC D 1 2 3 B1 B C C1 C1B1 机车驱动轮连动机构 在主、从动曲柄上错开一定角度再安装一组平行四边形机构在主、从动曲柄上错开一定角度再安装一组平行四边形机构在主、从动曲柄上错开一定角度再安装一组平行四边形机构 反向双曲柄机构 两曲柄旋转方向相反， 且角速度不相等 公共车门自动启闭机构公共车门自动启闭机构 三、双摇杆机构 两个连架杆均为摇杆的铰链四杆机构称为双摇 杆机构。 造型机翻箱机构造型机翻箱机构 铰链四杆机构的演化 一、曲柄滑块机构： 改变构
8、件的形状和运动副 通过用移动副取代转动副、变更杆件长度， 变更机架和扩大转动副等途径，可得到铰链四杆 机构的其它演化形式。 二、导杆机构： 选用不同的构件为机架 三、摇块机构和定块机构： 选用不同的构件为机架 四、双滑块机构： 改变构件的形状和运动副 五、偏心轮机构：扩大转动副 一、曲柄滑块机构：改变构件的形状和运动尺寸 摇杆长 转动副D 直线 滑块 摇杆3 移动副 曲柄滑块机构 对心曲柄滑块机构 e称为偏距 e0，偏置曲柄滑块机构 e=0， 对心曲柄滑块机构 偏置曲柄滑块机构 运动特性： 杆4称为导杆 4 滑块3沿导杆 移动并绕C点 转动 当l1l2，杆2、杆4能作 整周转动，称为转动导 杆
9、机构。 二、导杆机构： 选用不同的构件为机架 当l1l2，杆2能作整周转动，杆4 只能往复摆动，称为摆动导杆 机构。 运动特性： 三、摇块机构和定块机构： 选用不同的构件为机架 摆动滑块机构 自卸卡车车箱的举升机构 运动特性： 固定滑块机构或定块机构 A C B 4 3 2 1 A C B 4 3 2 1 手摇唧筒 四、双滑块机构： 改变构件的形状和运动副 4 H A C D 3 2 1 H 4 l1 A B D 3 2 1 双滑块机构是具有两个移动副的四杆机构。 正切机构 正弦机构 4 A D 3 2 1 五、偏心轮机构：扩大转动副 杆1变为圆盘，其几何 中心为B，运动时，圆盘绕 偏心A转动，故称为偏心 轮。 A 、B之间的距离称 为偏心距e，即为曲柄的长 度。 扩大转动副 B的半径 使之超过曲 柄的长度 2 3 4 1 e 1 2 3 4
