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1、2020/7/6,1,平面连杆机构,平面连杆机构及其传动特点,铰链四杆机构的基本形式和特性,平面四杆机构的的工作特性,平面四杆机构的设计,第2章,2020/7/6,2,概述,1. 平面连杆机构,2. 特点,1、承载能力大，耐磨损，且便于润滑，使用寿命长； 2、便于制造，成本低，且易达到较高的精度； 3、运动链较长，所以运动累积误差大； 4、连杆产生的惯性力难以生产平衡； 5、设计计算较复杂。,许多刚性构件用低副联接组成的平面机构。,2020/7/6,3,3连杆机构的分类,3.1 根据连杆机构中各构件间相 对运动范围分：,平面连杆机构 空间连杆机构,3.2 根据连杆机构所含构件数分：,四杆机构
2、多杆机构,2020/7/6,4,分类：,组成,2-1 铰链四杆机构的基本型式 和特性,铰链四杆机构：,全部由回转副组成的平面四杆机构。,曲柄摇杆机构,双曲柄机构,双摇杆机构,2020/7/6,5,1. 曲柄摇杆机构,雷达机构,曲柄摇杆机构,2020/7/6,6,曲柄摇杆机构的主要特性：,1 、名词解释,极位夹角当机构在两极位时，原动件AB所 处两个位置之间所夹的锐角，用 表示。,极限位置C1D和C2D,摆 角两极限位 置所夹的 锐角，用 表示。,2020/7/6,7,c) 设两过程的平均速度分别为v1、v2，则,2、主要特性,急回运动和行程速比系数,2020/7/6,8,行程速比系数用来表明急
3、回运动的急回 程度，用K表示。,摇杆的这种运动性质称为:急回特性。,2020/7/6,9,例题分析,1、对心曲柄滑块机构, K=1 （滑块在正反行程中平均速度相等）,故，没有急回运动,2020/7/6,10,例题分析,2、偏置曲柄滑块机构,故，有急回运动,2020/7/6,11,例题分析,3、导杆机构,所以，有急回运动,2020/7/6,12,死点位置,以摇杆CD为原动件,2020/7/6,13,例题分析,2020/7/6,14,例题分析,2020/7/6,15,四杆机构的压力角和传动角,1、压力角,2、传动角,通常取min40，力矩较大时, 要求min50。,作用于C点的力与C点的速度方向之
4、间所夹的锐角，用 表示。,压力角的余角，用 表示。,2020/7/6,16,2020/7/6,17,3、最小传动角的位置(解析法),2020/7/6,18,2. 双曲柄机构,2020/7/6,19,2020/7/6,20,3. 双摇杆机构,2020/7/6,21,2-2 铰链四杆机构有整转副的条件,1铰链四杆机构有整转副的条件,在ACD中, l1+l2l4+l3,在ACD中， l4 （l2 l1）+ l3 即 l1+ l4 l2 + l3,l3（ l2l1）+ l4 即 l1+ l3 l4+ l2,l1l2、 l1l3、 l1l4,设l1、l2、l3 、l4 为各杆长度。且设l1 l4 ，A为
5、周转副。,所以，AB为最短杆,且 l1与任意一杆长度之和都小于其他两杆长度之和。,2020/7/6,22,铰链四杆机构有整转副的条件是：,1、最短杆与最长杆的长度之和应小于或等于其余两杆 长度之和。,结论：,2、整转副是由最短杆与其邻边组成。,2020/7/6,23,铰链四杆机构三种基本形式的判别依据：,1、当铰链四杆机构满足杆长条件时，若：,（1）最短杆为连架杆时曲柄摇杆机构 （2）最短杆为机架时双曲柄机构（含平行 四边形机构） （3）最短杆为连杆时双摇杆机构,2、当铰链四杆机构不满足杆长条件时 双摇杆机构,1. 改变构件形状和运动尺寸,铰链四杆机构,曲线导轨曲柄滑块机构,变3构件形状,e
6、0,偏置式曲柄滑块机构 offset S-C,对心式曲柄滑块机构 slider-crank mechanism,2-3 铰链四杆机构的演化,变2,3构件形状,正弦机构 sine generator / scotch yoke,s=lABsin,2. 改变运动副的尺寸,对心式曲柄滑块机构,偏心轮机构 eccentric mechanism,1,B,B副扩大,3. 选不同构件作机架机构倒置,曲柄滑块机构,2作机架,曲柄摇块机构,液压筒,车箱举升机构,A,曲柄滑块机构,4,C,3,直动滑杆机构 prismatic guide mech.,C,4,手动唧筒机构,曲柄滑块机构,作机架,导杆机构,回转导杆
7、机构 whitworth mech.,lBC lAB， 导杆AC整周转动,lBC lAB， 导杆AC摆动,摆动导杆机构 crank shaper mech.,正弦机构,双转块机构 double slider mech.,十字滑块联轴器,正弦机构,3 作机架,双滑块机构,曲柄摇杆机构,2020/7/6,32,2- 4 平面机构的设计,平面机构的设计包括：1、运动设计；、强度设计； 3、刚度；4、稳定性设计,运动设计：据给定的运动条件确定机构运动简图的尺寸。,根据设计要求分为：、按给定的运动规律（位置、速 度、加速度）设计四杆机构。 、按运动轨迹设计四杆机构。,常用设计方法：1、解析法； 、几何作
8、图法； 、实验法,2020/7/6,33,1.1 曲柄摇杆机构,1. 按给定的行程速比系数设计四杆机构,b,a,2020/7/6,34,2020/7/6,35,2020/7/6,36,2020/7/6,37,2020/7/6,38,2020/7/6,39,2020/7/6,40,2020/7/6,41,2020/7/6,42,2020/7/6,43,2020/7/6,44,2020/7/6,45,1.2 导杆机构,已知：机架的长度d 和行程速比系数。,2020/7/6,46,2. 按给定连杆位置设计四杆机构,2.1 给定三个位置,已知：连杆上三活动铰链的中心B、C及其在运动过程中的两个位置B1
9、C1、B2C2 ， B3C3设计四杆机构。,2020/7/6,47,1) 刚体作连杆， 选定其上二 活动铰链， 即定连杆长 lBC，定比例 尺l作图；,2) 活动铰链相 对于固定铰 链的运动轨 迹为圆；,3) 用三点定心 法确定二固 定铰链D,C。,4) 计算待求杆长,lAB=AB l m; lCD=CD l m; lAD=AD l m;,二位置设计， 无穷解，可添 加其它条件， 如机构尺寸 传动角大小 有无曲柄等。,问题讨论 连杆尺寸确定 后有唯一解；,四个位置设计， BC不能任意选 定。但总可以 在连杆上找到 一些点，其四 个位置在同一 圆上，涉及布 尔梅斯特理论。,2020/7/6,48,本 章 作 业,
