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1、第二章 平面连杆机构及其设计,二、连杆机构的分类 1、根据构件之间的相对运动分为： 平面连杆机构，空间连杆机构。 2、根据机构中构件数目分为： 四杆机构、五杆机构、六杆机构等。,一、连杆机构是若干个构件全用低副（转动副、移动副、球面副、球销副、圆柱副及螺旋副）联接而成的机构，也称之为低副机构。,三平面连杆机构的特点,1）适用于传递较大的动力，常用于动力机械。 2）依靠运动副元素的几何形面保持构件间的相互接触，且易于制造，易于保证所要求的制造精度 3）能够实现多种运动轨迹曲线和运动规律，工程上常用来作为直接完成某种轨迹要求的执行机构。 4）可实现远距离传递的操纵机构。,不足之处： 1）不易于传递
2、高速运动。 2）可能产生较大的运动累积误差。 3）平面连杆机构的设计较为繁难。,2-1 平面四杆机构的基本形式、演变 及其应用,在连架杆中，能绕其轴线回转360者称为曲柄；仅能绕其轴线往复摆动者称为摇杆。,一、平面四杆机构的基本形式,1）曲柄摇杆机构:两连架杆中，一个为曲柄，而另一个为摇杆。 2）双曲柄机构 两连架杆均为曲柄。 3）双摇杆机构 两连架杆均为摇杆。,4,1,2,3,2-2 平面四杆机构设计中的共性问题,一、平面四杆机构有曲柄的条件,二、平面四杆机构输出件的急回特性,三、平面机构的压力角和传动角、死点,平面连杆机构有曲柄的条件： 1）连架杆与机架中必有一杆为四杆机构中的最短杆； 2
3、）最短杆与最长杆之和应小于或等于其余两杆的杆长之和。（杆长和条件）,铰链四杆机构类型的判断条件：,2）若不满足杆长和条件，该机构只能是双摇杆机构。 注意：铰链四杆机构必须满足四构件组成的封闭多边形条件：最长杆的杆长其余三杆长度之和。,1）在满足杆长和的条件下： （1）以最短杆的相邻构件为机架，则最短杆为曲柄，另一连架杆为摇杆，即该机构为曲柄摇杆机构； （2）以最短杆为机架，则两连架杆为曲柄，该机构为双曲柄机构； （3）以最短杆的对边构件为机架，均无曲柄存在，即该机构为双摇杆机构。,二、平面四杆机构输出件的急回特性,摆角,: 12 , : t1t2 , v1v2,极位夹角, v2 =C1C2/t
4、2,1=180+, 2=180-, v1 =C1C2/t1,= v2/v1 =（C1C2/t2）/ （C1C2/t1 ） = t1/t2 =1/2 =（180+）/（180-）,输出件空回行程的平均速度 输出件工作行程的平均速度,K =,=180（K-1）/（K+1）,行程速比系数,连杆机构输出件具有急回特性的条件,1）原动件等角速整周转动； 2）输出件具有正、反行程的往复运动； 3）极位夹角0。,A,B,三、平面机构的压力角和传动角、死点,C,D,F,vc,F1,F2,F1 = Fcos F2 = Fsin,1、机构压力角:在不计摩擦力、惯性力和重力的条件下，机构中驱使输出件运动的力的方向线
5、与输出件上受力点的速度方向间所夹的锐角，称为机构压力角，通常用表示。,F1,传动角：压力角的余角。,机构的传动角和压力角作出如下规定： min ；= 3060； max。 、分别为许用传动角和许用压力角。,F2,通常用表示., F1,vB3,= 0 = 90,min=min , 180-maxmin,2、最小传动角的确定,为提高机械传动效率，应使其最小传动角处于工作阻力较小的空回行程中。,3 机构的死点位置,在不计构件的重力、惯性力和运动副中的摩擦阻力的条件下，当机构处于传动角=0（或=90）的位置下，无论给机构主动件的驱动力或驱动力矩有多大，均不能使机构运动，这个位置称为机构的死点位置。,F
6、1 = Fcos F2 = Fsin,B,F,23、平面四杆机构的运动设计,1、基本问题 根据机构所提出的运动条件，确定机构的运动学尺寸，画出机构运动简图。,1）根据给定的运动规律（位移、速度和加速度）设计四杆机构；,a 实现连杆的几个位置,c 实现两连架杆的对应角位移、角速度和角加速度（颚式碎矿机、惯性筛）,b 实现输出构件的急回特性,2）根据给定的运动轨迹设计四杆机构；,3) 综合功能,一 根据给定的连杆位置设计四杆机构,B1,B2,B3,C2,C3,C1,二 按给定行程速度变化系数设计四杆机构,AB=(AC2-AC1)/2 BC=(AC1+AC2)/2,AC1=BC-AB AC2=BC+AB,确定比例尺,C1,D,B1,C2,B2,曲柄滑块机构,已知：C1 、C2位 置（行程H），K,
