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1、第8章 平面连杆机构及其设计,四、机构的死点位置,指从动件的传动角 =0(或=90)时机构所处的位置。（不考虑构件的重力、惯性力和运动副中的摩擦力的影响）,1、死点(dead point)位置,对于曲柄摇杆机构，当摇杆1为主动件，当连杆与曲柄共线时的位置，即：摇杆处于两个极限位置时，经过连杆2传给从动曲柄3的驱动力F，通过曲柄的转动中心A。对从动曲柄3的有效力矩为零，故不能推动曲柄转动,机构处于卡死位置，机构的这种位置称为死点位置。,此时传动角 =0 （或=90）。,机构是否有死点位置与哪一构件为主动件有关。,曲柄摇杆机构，当曲柄为主动件时无死点位置，但有极限位置，当摇杆为主动件时有死点位置。
2、,曲柄滑块机构，当以滑块3为主动件时有死点位置。,平行四边形机构，连杆与曲柄共线时传动角为0 （转向点），从动曲柄可能向正反两个方向转动，机构运动不确定，平行四边形机构可能变成反平行四边形机构。,双摇杆机构，也有死点位置，在实际设计中常采用限制摆杆的角度来避免死点位置。,死点位置的克服办法,例：缝纫机借助于带轮的惯性通过死点。,（1）利用飞轮惯性来克服死点位置,蒸汽机车车轮联动机构，左右车轮两组曲柄滑块机构中，曲柄AB与AB位置错开90。,（2）利用机构错位排列法来克服死点位置。,2、死点位置在机构中的作用,钻床工件夹紧机构,飞机起落架机构,8-4 平面四杆机构的设计,一、四杆机构的运动特征及
3、设计的基本问题 二、机构设计,一、四杆机构的运动特征及设计的基本问题,1、四杆机构的运动特征 2、四杆机构设计的基本问题,1、四杆机构的运动特征,（1）连架杆转角曲线（） 从动件的角位移随主动件转角的变化关系曲线称为连架杆转角曲线。用（）表示。,连架杆转角曲线是一个周期性函数曲线，其形状及最大值取决于四杆机构的相对尺寸大小。不同相对尺寸的四杆机构有不同的（）曲线。因此，可以用一条（）曲线来表征一个四杆机构。它表征该机构的运动特征。即四杆机构中两连架杆间的传动比关系，或两连架杆转角间的变化关系,（2）连杆曲线与连杆转角曲线（）,连杆曲线：四杆机构的连杆作平面复合运动，其上任一点M所实现的封闭轨迹
4、曲线称为连杆曲线。连杆曲线的形状与机构尺寸及M点的位置有关。,一个基本尺寸一定的四杆机构，其连杆平面上的不同点可以形成无穷多条形状各异的连杆曲线，所以，就难以用一条连杆曲线表征该机构的运动特征。,连杆转角曲线,连杆转角曲线(coupler angle curve)：四杆机构连杆平面上任一条标线（如BC）与x轴正向夹角，它随原动件AB转角的变化曲线称为连杆转角曲线，用( )表示。,当机构的基本尺寸一定时，只存在一条形状确定的( )曲线。因此，可以用一条( )曲线来表征一个四杆机构。,不同相对尺寸的四杆机构，具有不同的（）曲线和()曲线，任意一条（）或()曲线都可以看成是一个四杆机构所固有的特性，
5、它们之间可以相互转换，所以，只要一种曲线就可以表示四杆机构的运动特征。,2、四杆机构设计的基本问题,1）实现刚体给定位置的设计（导引机构设计） 2）实现预定运动规律的设计（函数机构设计） 3）实现预定轨迹的设计（轨迹机构设计）,1）实现刚体给定位置的设计,要求所设计的机构能引导连杆顺序通过一系列给定的位置。即要求连杆能依次占据一系列给定的位置 (或者满足预定的连杆位置要求) 。,飞机起落架机构,要求机构能引导连杆按一定方位通过预定位置，所以称为导引机构设计。,铸造砂型机的翻箱机构,2）实现预定运动规律的设计,要求所设计的机构的主、从动连架杆之间的运动关系能满足若干组对应位置关系或某种给定的函数
6、关系。或是要求主动连架杆的运动规律一定的条件下，从动件能够准确或近似地满足预定的运动规律的要求。这类设计统称为函数机构设计，又称为传动机构设计。,牛头刨床中的导杆机构,对数计算机构,3）实现预定轨迹的设计,要求所设计的机构连杆上一点的轨迹能与给定的曲线相一致，或能依次通过曲线上的若干个有序列的点。称为轨迹机构设计。,鹤式起重机,搅拌机,二、导引机构设计,给定连杆若干个位置设计四杆机构（按连杆预定的位置设计四杆机构） 。 图解法 解析法 数值比较法,按给定的连杆位置设计四杆机构,B1,B2,B3,C2,C3,C1,已知LBC=0.5m，两位置B1C1、B2C2，固定铰链中心A、D在同一水平线上，
7、LAD=LBC 求摇杆AB、CD的长度,给定连杆的三个位置设计四杆机构：,图解法,急回机构的设计,按照行程速比系数K用图解法求解铰链四杆机构、曲柄滑块机构、摆动导杆机构可获得足够的精度。,（1）曲柄摇杆机构 已知摇杆的长度lCD，摇杆的摆角，行程速比系数K，设计此曲柄摇杆机构。,解: 1)计算极位夹角,2）作出摇杆的两极限位置,3）确定A点的位置,90,4）求出曲柄、连杆的长度,AB=(AC1-AC2)/2 BC=AC1-AB,AC2=BC-AB,AC1=AB+BC,曲柄滑块机构 已知曲柄滑块机构中滑块的行程速比系数K，滑块的行程H，偏距e，设计此机构。,解:1)计算极位夹角,2）确定A点的位
8、置,90,3）求出曲柄、连杆的长度,AB=(AC1-AC2)/2 BC=AC1-AB,（3）摆动导杆机构 已知摆动导杆机构行程速比系数K，机架的长度lAC，设计此机构。,解: 1)计算极位夹角,2) ,如图示插床的导杆机构，已知 ： ，行程速比系数 ，求曲柄BC的长度及插刀P的行程H。,E1,F1,E2,F2,E3,F3, C,B ,A,D,A,D,C1,设计铰链四杆机构,实现连架杆三对对应位置.,铰链四杆机构 AB1C1D 为所求.,2、解析法,解：根据坐标系,铰链四杆机构的位置方程：,式中共有5个待定参数，它最多能满足两连架杆的5组对应角位置。 若给3组对应角位置，可令0、0为常数（也可为
9、0）。求出R1、R2、R3后，再设定a或d就可确定机构的尺寸。,若给5组对应位置，一般要给定初值，若初值给得不当，有可能求不出机构尺寸。 即使给定5组对应位置求出了机构，也只是在5组位置上能精确实现要求的函数，在其他位置上均有误差。,四、轨迹机构设计,轨迹机构设计使四杆机构连杆上某一点实现给定的一段曲线轨迹或某一封闭曲线轨迹的设计，称为轨迹机构设计。 （按预定的运动轨迹设计四杆机构）,实验法,已知原动件AB的长度及其中心点A和连杆上一点M，要求设计一四杆机构，是连杆上的点M沿着预定轨迹运动。,在连杆上另取一些点M1、M2、M3、，在点M沿着预定轨迹运动的过程中，这些点也将描绘出各自的曲线，在这些曲线中，找出圆弧或近似圆弧的曲线，于是即可将描绘此圆弧曲线的点作为连杆与连架杆的铰接点C，此曲线的曲率中心作为连架杆与机架的铰接点。,
