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1、一、平面连杆机构的基本型式和演化,旧课回顾,二、平面连杆机构类型的判定,三、平面连杆机构的运动特性,本讲重点学习内容：,按照给定条件设计平面四杆机构,1、 按预定的连杆位置设计四杆机构,2、 按两连架杆的预定位置设计四杆机构,3、按连杆上任意标志线的三组对应位置设计四杆机构,4、按给定的行程速比系数K设计四杆机构,第十二章 平面连杆机构,第一节 连杆机构及其传动特点,第二节 平面四杆机构的类型及应用,第三节 平面四杆机构的运动特性,第四节 平面四杆机构的设计,第四节 平面四杆机构的设计,一、连杆机构设计的基本问题,二、 连杆机构设计基本要求,1、满足预定运动的规律要求,2、满足预定的连杆位置要
2、求,3、满足预定的轨迹要求,三、平面四杆机构的设计,平面四杆机构的设计方法有解析法、作图法和实验法，作图法直接简单快捷，对三个设计位置以下的设计是十分方便的，其设计精度也能满足工作要求，并能为解析法精确求解和优化设计提供初始值。我们主要介绍一下作图法,返回本章,本讲小结,5、按给定的行程速比系数K设计四杆机构,4、按连杆上任意标志线的三组对应位置设计四杆机构,3、按两连架杆的预定位置设计四杆机构,2、按预定的连杆位置设计四杆机构,1、连杆机构设计的基本问题和基本要求,首钢矿业公司 培训中心,连杆机构设计的基本问题,如：是否存在曲柄、杆长比是否恰当，最小传动角是否适当、是否满足运动连续性条件等,
3、1、根据给定的运动要求，选定机构的类型；,2、确定各构件的尺寸参数；,3、 检验是否满足结构条件、动力条件和运动连续性条件；,返回本节,满足预定运动的规律要求,2）要求在原动件运动规律一定的条件下，从动件能够准确地或近似地满足预定的运动规律要求。,1）要求两连架杆的转角能够满足预定的对应位置关系；,例：,2）车门开启机构要求两连架杆的转角应大小相等，方向相反,1）牛头刨要求两连架杆的转角满足函数y=logx,返回本节,飞机起落架机构,铸造用翻箱机构,满足预定的连杆位置要求,要求连杆能依次占据一系列的预定位置。故这类问题要求机构能引导连杆按一定方位通过预定位置。,返回本节,满足预定的轨迹要求,鹤
4、式起重机,搅拌机机构,要求在机构运动过程中，连杆上某些点能实现预定的轨迹要求。,返回本节,课间休息,对于四杆机构来说,当其铰链中心位置确定后,各杆的长度也就确定了,用作图法进行设计,就是利用构件间的相对运动关系,通过作图确定各铰链的位置，从而定出各构件的长度。,作图法设计平面四杆机构,返回本节,1、 按预定的连杆位置设计四杆机构,2、 按两连架杆的预定位置设计四杆机构,3、按连杆上任意标志线的三组对应位置设计四杆机构,4、按给定的行程速比系数K设计四杆机构,下面根据设计要求的不同分为四种情况加以介绍,按预定的连杆位置设计四杆机构,设计方法：,例1：已知连杆长度及两个预定位置，设计该四杆机构。,
5、例2：已知连杆长度及三个预定位置，设计该四杆机构。,返回,分析：给定连杆两预定位置B1C1和B2C2，由于铰链A、D分别为连杆上铰链B、C的回转中心，故可将铰链A、D分别选在B1B2，C2C2连线的垂直平分线上任意位置都能满足设计要求，做法如图所示。,已知连杆长度及两预定位置B1C1、B2C2，设计该四杆机构。,B1,C1,C2,B2,B1,C1,C2,B2,例1,返回,B1,B2,C1,C2,C3,已知连杆长度，要求机构在运动过程中占据图示B1C1、B2C2、B3C3三个位置，试设计该四杆机构。,分析：当给定连杆上铰链BC的三组位置时，每两组位置可得一条垂直平分线，每一个铰链的两条垂直平分线
6、有却只有一个交点，所以有唯一解，如图所示。,例2,B3,返回,按两连架杆的预定位置设计四杆机构,设计方法：指根据机构的倒置理论，通过取不同构件为机架，可以将按连架杆预定位置设计四杆机构的问题转化为按连杆预定位置设计四杆机构的问题。这种方法称为机构转化法或反转法。,返回,例3：根据给定连架杆的两个对应位置设计四杆机构。,例4：根据给定连架杆的三个对应位置设计四杆机构。,设计要求：已知机架长度d，要求原动件顺时针转过12角时，从动件相应的顺时针转过12，试设计四杆机构。,根据给定连架杆的两个对应位置设计四杆机构。,设计步骤：,例3,返回,设计要求：已知机架长度d，要求原动件顺时针转过12、13角时
7、，从动件相应的顺时针转过12、13，试设计四杆机构。,根据给定连架杆的三个对应位置设计四杆机构。,设计步骤：,例4,返回,例5：已知：机架长度d和连杆上某一标志线的三组对应位置：M1N1、M2N2、M3N3，求铰链B、C的位置。 分析：铰链A、D相对于铰链B、C的运动轨迹各为一圆弧，依据转化原理，将连杆固定作为机架，得一转化机构，在转化机构中，AD成为连杆。只要求出原机架AD相对于标志线的三组对应位置，原问题就转化为按连杆三组位置设计四杆机构的问题。,按连杆上任意标志线的三组对应位置设计四杆机构,返回,按给定的行程速比系数K设计四杆机构,返回,根据行程速比系数设计四杆机构时，可利用机构在极位时
8、的几何关系，再结合其他辅助条件进行设计。,例6：已知摇杆的长度CD、摆角及行程速比系数K。设计曲柄摇杆机构,例7：已知滑块行程H、偏矩e和行程速比系数K。设计曲柄滑块机构,已知摇杆的长度CD、摆角及行程速比系数K。设计曲柄摇杆机构,设计步骤：计算180(K-1)/(K+1),b=（AC1+AC2）/2,返回,例6,任取一点D，作等腰三角形腰长为CD，夹角为,作C2PC1C2，作C1P使C2C1P=90,交于P,作P C1C2的外接圆，则A点必在此圆上,选定A，设曲柄为a，连杆为b，则 A C1=a+b，A C2=b-a， 故有：,a=（AC1AC2）/2,已知：滑块行程H、偏矩e和行程速比系数
9、K。设计曲柄滑块机构,步骤如下： 计算180(K-1)/(K+1)；作C1C2H； 作射线C1O 使C2C1O=90-,作射线C2O使C1C2 O=90-。,以O为圆心，C1O为半径作圆。 作偏距线e，交圆弧于A，即为所求。,例7,b=（AC1+AC2）/2,设曲柄为a，连杆为b，则 A C1=a+b，A C2=b-a， 故有：,a=（AC1AC2）/2,返回,首钢矿业公司 培训中心,平面连杆机构的基本型式和演化,取不同构件为机架,双摇杆机构,双曲柄机构,曲柄摇杆机构,铰链四杆机构,1)改变机构的形状和运动尺寸 2) 改变运动副的尺寸 3)改变机架 4) 运动副元素的逆转,2、连杆机构的演化方
10、法,曲柄滑块、导杆、摇块、直动导杆、偏心轮等,3、演化型式：,1、平面连杆机构的基本型式,返回首页,1、转动副成为周转副的条件： 1）最短杆长度+最长杆长度其余两杆长度之和杆长条件 2）组成该周转副的两杆中必有一杆是最短杆。 2、推论： 当机构尺寸满足杆长条件时，最短杆两端的转动副均为周转副；其余转动副为摆转副。 3、曲柄存在的条件: 机构尺寸满足杆长条件，且最短杆为机架或连架,平面连杆机构类型的判定,返回首页,例：判断如图所示四杆机构的类型,平面连杆机构的运动特性,1、急回运动特性与行程速比系数,3、止点位置,2、压力角和传动角,4、运动连续性,指连杆机构能否连续实现给定的各个位置。,错序不
11、连续,错位不连续,返回首页,综合例题,综合例题,返回,如图所示的偏置曲柄滑块机构,设曲柄AB的长度为r,连杆的长度为l,滑块C的行程为H,偏距e,现求:,1、确定AB为曲柄的条件 2、分析此机构是否有急回特性？若有，其行程速比变化系数为多少 3、若以AB为主动件，试确定该机构的最小传动角及其位置 4、试问该机构在何种情况下有死点位置,连杆机构设计的基本问题和基本要求,1、根据给定的运动要求，选定机构的类型；,2、确定各构件的尺寸参数；,3、 检验是否满足结构条件、动力条件和运动连续性条件；,基本问题,基本要求,返回,1、满足预定运动的规律要求,2、满足预定的连杆位置要求,3、满足预定的轨迹要求,按预定的连杆位置设计四杆机构,设计方法：,返回,按两连架杆的预定位置设计四杆机构,设计方法：指根据机构的倒置理论，通过取不同构件为机架，可以将按连架杆预定位置设计四杆机构的问题转化为按连杆预定位置设计四杆机构的问题。这种方法称为机构转化法或反转法。,返回,按连杆上任意标志线的三组对应位置设计四杆机构,返回,按给定的行程速比系数K设计四杆机构,根据行程速比系数设计四杆机构时，可利用机构在极位时的几何关系，再结合其他辅助条件进行设计。,返回,
