第3章平面连杆机构3

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1、第第3章章 平面连杆机构平面连杆机构31 铰链四杆机构的基本型式和特性铰链四杆机构的基本型式和特性32 铰链四杆机构有整转副的条件铰链四杆机构有整转副的条件33 铰链四杆机构的演化铰链四杆机构的演化34 平面四杆机构的设计平面四杆机构的设计哩颁清硫古陇港牡弯沾亡乓垮亥抒墩吏愿座冒滞怨唉疥毅矾括乓畔津履敢第3章平面连杆机构3第3章平面连杆机构3应用实例：应用实例：内内燃燃机机、鹤鹤式式吊吊、火火车车轮轮、手手动动冲冲床床、牛牛头头刨刨床床、椭椭圆圆仪仪、机机械械手手爪爪、开开窗窗户户支支撑撑、公公共共汽汽车车开开关关门门、折折叠叠伞伞、折叠床、折叠床、 牙膏筒拔管机、单车制动操作机构等。牙膏筒拔

2、管机、单车制动操作机构等。特征：特征：有一作平面运动的构件，称为连杆。有一作平面运动的构件，称为连杆。特点：特点： 采用低副。面接触、承载大、便于润滑、不易磨损采用低副。面接触、承载大、便于润滑、不易磨损 形状简单、易加工、容易获得较高的制造精度。形状简单、易加工、容易获得较高的制造精度。改变杆的相对长度，从动件运动规律不同。改变杆的相对长度，从动件运动规律不同。连杆曲线丰富。可满足不同要求。连杆曲线丰富。可满足不同要求。定义：定义：由低副（转动、移动）连接组成的平面机构。由低副（转动、移动）连接组成的平面机构。3 31 铰链四杆机构的基本型式和特性铰链四杆机构的基本型式和特性铬删坦规归汉缀目

3、课氟泞悼侥涛寿俗号铂溃藏率暂谢鸥注谬犯撞途掷喷耻第3章平面连杆机构3第3章平面连杆机构3缺点：缺点：构件和运动副多，累积误差大、运动精度低、效率低构件和运动副多，累积误差大、运动精度低、效率低。产生动载荷（惯性力），不适合高速。产生动载荷（惯性力），不适合高速。设计复杂，难以实现精确的轨迹。设计复杂，难以实现精确的轨迹。分类分类:平面连杆机构平面连杆机构空间连杆机构空间连杆机构常以构件数命名：常以构件数命名：四杆机构四杆机构、多杆机构多杆机构。本章重点内容是介绍本章重点内容是介绍四杆机构。四杆机构。册摆鼓用蕾猫承魔彝能淬竣狂揩叉蹭净飘瑚百船亲西撤絮莽顾拿积改瓣监第3章平面连杆机构3第3章平面连

4、杆机构3平面四杆机构的基本型式平面四杆机构的基本型式: :基基本本型型式式铰铰链链四四杆杆机机构构，其其它它四四杆杆机机构构都都是是由由它它演演变得到的。变得到的。名词解释：名词解释：曲柄曲柄作整周定轴回转的构件；作整周定轴回转的构件；三种基本型式：三种基本型式：（1 1）曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构特征：特征：曲柄摇杆曲柄摇杆作用：作用：将曲柄的整周回转转变为摇杆的往复摆动。将曲柄的整周回转转变为摇杆的往复摆动。 如雷达天线。如雷达天线。连杆连杆作平面运动的构件；作平面运动的构件；连架杆连架杆与机架相联的构件；与机架相联的构件；摇杆摇杆作定轴摆动的构件；作定轴摆动的构件；周转副周转副能作能作36

5、0 360 相对回转的运动副；相对回转的运动副；摆转副摆转副只只能作有限角度摆动的运动副。能作有限角度摆动的运动副。曲柄曲柄连杆连杆摇杆摇杆砰添章哮迈宁淀和苇集糊脉未鸦梯壤婿饼坊妓丛嚷昭雇顽闰冒乐检卞男鬼第3章平面连杆机构3第3章平面连杆机构3设计：潘存云设计：潘存云ABC1243DABDC1243（2 2）双曲柄机构双曲柄机构特征特征：两个曲柄：两个曲柄作用：作用：将等速回转转变为将等速回转转变为等速等速或或变速变速回转。回转。雷达天线俯仰机构雷达天线俯仰机构曲柄主动曲柄主动缝纫机踏板机构缝纫机踏板机构应用实例：应用实例：如如叶片泵、惯性筛叶片泵、惯性筛等。等。2143摇杆主动摇杆主动312

6、4徊返虾何疡便精追帜弃辨逸锰伺棺召检茬饥颂铆避翠覆央萎只险接涂求垢第3章平面连杆机构3第3章平面连杆机构3设计：潘存云设计：潘存云A AD DC CB B1 12 23 34 4旋转式叶片泵旋转式叶片泵A AD DC CB B1 12 23 3ABDC1234E6惯性筛机构惯性筛机构31允空捕怔霜卖说砰合剖须嗓靶狸宦屹与提捷蒂翼埋恤耀胞博检垃侠旁挟士第3章平面连杆机构3第3章平面连杆机构3设计：潘存云设计：潘存云设计：潘存云设计：潘存云ABCD耕地耕地料斗料斗DCAB耕地耕地料斗料斗DCAB实例：实例：火车轮火车轮特例：特例：平行四边形机构平行四边形机构AB = CD特征：特征：两连架杆等长且

7、平行，两连架杆等长且平行， 连杆作平动连杆作平动BC = ADABDC摄影平台摄影平台ADBCBC天平天平播种机料斗机构播种机料斗机构柜蚌酿邻钧洽诫腑删尉魂花举印醋香惮甥愈劝盘吐盖牺辞韵柯彼器碰稚藐第3章平面连杆机构3第3章平面连杆机构3设计：潘存云设计：潘存云设计：潘存云设计：潘存云反平行四边形机构反平行四边形机构-车门开闭机构车门开闭机构反向反向FAEDGBCABEFDCG平平行行四四边边形形机机构构在在共共线线位位置置出出现现运运动不确定。动不确定。采用两组机构错开排列。采用两组机构错开排列。扼业豆光藤项缠饮絮鱼私诫潮葵泪釜柱妨旁叙洞祥拼枯仓偿烹打浓叠踊海第3章平面连杆机构3第3章平面连

8、杆机构3设计：潘存云设计：潘存云设计：潘存云ABDCE（3 3）双摇杆机构双摇杆机构特征：特征：两个摇杆两个摇杆应用举例：铸造翻箱机构应用举例：铸造翻箱机构特例：特例：等腰梯形机构汽车转向机构等腰梯形机构汽车转向机构、风扇摇头机构、风扇摇头机构BCABDC风扇座风扇座蜗轮蜗轮蜗杆蜗杆电机电机ABDCEABDCE电机电机ABDC风扇座风扇座蜗轮蜗轮蜗杆蜗杆电机电机ABDC风扇座风扇座蜗轮蜗轮蜗杆蜗杆ABDC苦耀鸵梁长盘恼阁乡择劝瓢芽惺李拄砧旷交佑淀中狠烬夜腑咳赖粹喝烃腋第3章平面连杆机构3第3章平面连杆机构3设计：潘存云ABCDB1C1AD1.1.急回运动急回运动在在曲曲柄柄摇摇杆杆机机构构中中

9、，当当曲曲柄柄与与连连杆杆两两次次共共线线时时，摇摇杆杆位于两个极限位置，简称极位。位于两个极限位置，简称极位。当曲柄以当曲柄以逆时针转过逆时针转过180180+时，摇杆从时，摇杆从C1D位置位置摆到摆到C2D。 所花时间为所花时间为t1 , , 平均速度为平均速度为V1, ,那么有：那么有：曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构 3D此两处曲柄之间的夹角此两处曲柄之间的夹角 称为称为极位夹角极位夹角。180180C2B2厕砰犊畔颐碗伐猿组钳瑞囊奖限巴协珍临醋性啼弧僳抱熄瘤楞啥怠窿朋门第3章平面连杆机构3第3章平面连杆机构3设计：潘存云B1C1ADC2当曲柄以当曲柄以继续转过继续转过180180-时，摇杆从

10、时，摇杆从C2D,置摆到置摆到C1D，所花时间为所花时间为t2 , ,平均速度为平均速度为V2 , ,那么有：那么有： 180180-因曲柄转角不同，故摇杆来回摆动的时间不一样，平均速度也不等。显然：显然：t t1 1 tt2 2 V V2 2 V V1 1摇杆的这种特性称为摇杆的这种特性称为急回运动急回运动。用以下比值表示急回程度称称K为为行程速比系数行程速比系数。且且越大，越大，K值越大，急回性质越明显。值越大，急回性质越明显。 只要只要 0 ， 就有就有 KK1所以可通过分析机构中是否存在以及的大小来判断机构是否有急回运动或运动的程度。设计新机械时，往往先给定设计新机械时，往往先给定K值

11、，于是值，于是: 曝淹冉称祝刘菩唁典淫蚌谭车芦殿梆辊联险峦驻阅烘瘦朵翌霸巨屹颗腰罕第3章平面连杆机构3第3章平面连杆机构3设计：潘存云FF F”当当BCD90BCD90时，时， BCDBCD2. .压力角和传动角压力角和传动角压力角压力角：从动件驱动力从动件驱动力F与力作用点绝对速度之间所夹锐角。与力作用点绝对速度之间所夹锐角。ABCD设计时要求设计时要求: : minmin5050minmin出现的位置：出现的位置：当当BCD90BCD90时，时， 180180- BCD- BCD切向分力切向分力: : F F= = FcosFcos法向分力法向分力: : F F”= = FcosFcos

12、F F对传动有利对传动有利。= =FsinFsin称称为为传动角传动角。此位置一定是：此位置一定是：主动件与机架共线两处之一。主动件与机架共线两处之一。CDBAF可用可用的大小来表示机构传动力性能的好坏的大小来表示机构传动力性能的好坏, ,F”F当当BCDBCD最小或最大时，都有可能出现最小或最大时，都有可能出现minmin为了保证机构良好的传力性能必蔬插肇号正卓至祈丈直砚烹贡锭散湘踞楚鞘瞎欺桥室丧眩鳖否嘻倒描莱第3章平面连杆机构3第3章平面连杆机构3设计：潘存云C1B1l1l2l3l4DA由余弦定律有：由余弦定律有： B B1 1C C1 1D Darccosarccosl42 2 + +

13、l32 2-(-(l4 - - l1) )2 2/2/2l2 l3 BB2 2C C2 2D Darccosarccosl42 2 + + l32 2-(-(l4 - - l1) )2 2/2/2l2 l3若若BB1 1C C1 1D90D90, ,则则若若BB2 2C C2 2D90D90, , 则则1 1BB1 1C C1 1D D2 2180180-B-B2 2C C2 2D D机机构构的的传传动动角角一一般般在在运运动动链链最终一个从动件上度量。最终一个从动件上度量。v1 1minminBB1 1C C1 1D, 180D, 180-B-B2 2C C2 2DDminmin2 2F F

14、车门车门C2B2矽饭缀赫瓜输却朝点努冠助判垣依闸衙疫菲帕虾险肺拐引搓讣织址滔井条第3章平面连杆机构3第3章平面连杆机构3设计：潘存云设计：潘存云F3. .机构的死点位置机构的死点位置摇杆为主动件，且连杆摇杆为主动件，且连杆与曲柄两次共线时，有：与曲柄两次共线时，有：此时机构不能运动此时机构不能运动. .避免措施：避免措施： 两组机构错开排列，如两组机构错开排列，如火车轮机构火车轮机构; ;称此位置为：称此位置为： “死点死点”0 0靠靠飞轮的惯性飞轮的惯性（如内燃机、缝纫机等）。（如内燃机、缝纫机等）。FAEDGBCABEFDCG0 0F0 0跑曳缴皱烦禁星桅好贵赴性冷塌衰踪契霸取甘芭娶帧秸罗

15、埂灶伺芽眼廷杯第3章平面连杆机构3第3章平面连杆机构3设计：潘存云设计：潘存云工件工件ABCD1234PABCD1234工件工件P钻孔夹具钻孔夹具=0=0TABDC飞机起落架飞机起落架ABCD=0=0F也可以利用死点进行工作也可以利用死点进行工作：飞机起落架、钻夹具起落架、钻夹具等。等。搞况蓝粮奠翼脐乔经盲旋玩港袒坟恕酵懈壬斗庚药最靴腿痕拧蕉洲岁陌苍第3章平面连杆机构3第3章平面连杆机构3设计：潘存云l1l2l4l3CBAD平面平面四杆机构四杆机构具有具有整转副整转副可能存在可能存在曲柄。曲柄。杆杆1 1为曲柄，作整周回转，必有两次与机架共线为曲柄，作整周回转，必有两次与机架共线l2(l4 l

16、1)+ l3则由则由BCD可得：可得：三角形任意两边之和大于第三边则由则由B”C”D可得：可得：l1+ l4 l2 + l3l3(l4 l1)+ l2AB为最短杆为最短杆最长杆与最短杆的长度之和其他两杆长度之和3 32 铰链四杆机构有整转副的条件铰链四杆机构有整转副的条件 l1+ l2 l3 + l4C”l1l2l4l3ADl4- - l1将以上三式两两相加得：将以上三式两两相加得： l1 l2, l1 l3, l1 l4 l1+ l3 l2 + l4答篓卓续址蓄递卫相畦涧美抵基湍庭越篆犁才瓤苫废纯勇纂染弗粳涨柴焚第3章平面连杆机构3第3章平面连杆机构3设计：潘存云2.连架杆或机架之一为最短杆

17、。连架杆或机架之一为最短杆。可可知知：当当满满足足杆杆长长条条件件时时，其其最最短短杆杆参参与与构构成成的的转转动动副都是整转副。副都是整转副。曲柄存在的条件：曲柄存在的条件：1. 最长杆与最短杆的长度之和应最长杆与最短杆的长度之和应其他两杆长度之和其他两杆长度之和此时，铰链此时，铰链A为整转副。为整转副。若取若取BC为机架，则结论相同，可知铰链为机架，则结论相同，可知铰链B也是整转副。也是整转副。 称为称为杆长条件杆长条件。ABCDl1l2l3l4年灶售栅劝耽脸遁蔓迸旷临厨位修借单吻腔屎历甘冻劝只摘许岗骄玩肄跟第3章平面连杆机构3第3章平面连杆机构3作者：潘存云教授当当满满足足杆杆长长条条件

18、件时时，说说明明存存在在整整转转副副，当当选选择择不不同同的的构构件作为机架时，可得不同的机构。如：件作为机架时，可得不同的机构。如： 曲柄摇杆曲柄摇杆1 1 、曲柄摇杆曲柄摇杆2 2 、双曲柄双曲柄、 双摇杆机构双摇杆机构。涯幽犁脖缄稚塔吏稼家潭志寻补碰篱秃入级偷搁希殃章羽婪结冠林殴遂善第3章平面连杆机构3第3章平面连杆机构3设计：潘存云设计：潘存云设计：潘存云设计：潘存云设计：潘存云设计：潘存云(1)(1) 改变构件的形状和运动尺寸改变构件的形状和运动尺寸33 铰链四杆机构的演化铰链四杆机构的演化偏心曲柄滑块机构偏心曲柄滑块机构对心曲柄滑块机构对心曲柄滑块机构曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构曲柄滑

19、块机构曲柄滑块机构双滑块机构双滑块机构 正弦机构正弦机构s=l sin l境饲寇签药践流楼广锯帽隶剥炬宋湃蹬兽骋趾豪抗烤缎聪秉柳圆无颗吼磕第3章平面连杆机构3第3章平面连杆机构3设计：潘存云(2)(2)改变运动副的尺寸改变运动副的尺寸(3)(3)选不同的构件为机架选不同的构件为机架偏心轮机构偏心轮机构导杆机构导杆机构摆动导杆机构摆动导杆机构转动导杆机构转动导杆机构314A2BC曲柄滑块机构曲柄滑块机构314A2BC启膝喉肘酮涟媳抒旭沙抡壮梦由底叭铡滔默夯爬箍面控纵破复政迂畦沼漂第3章平面连杆机构3第3章平面连杆机构3设计：潘存云设计：潘存云牛头刨床牛头刨床应用实例应用实例:ABDC1243C2

20、C1小型刨床小型刨床ABDCE123456尝闺掳封攘诗歼嚏臣撂百稿炽趋莆峻烯雇馁殿抿向彭朔异受穿迪行惕苹但第3章平面连杆机构3第3章平面连杆机构3设计：潘存云应用实例应用实例B234C1A自卸卡车举升机构自卸卡车举升机构(3)(3)选不同的构件为机架选不同的构件为机架ACB1234应用实例应用实例B34C1A2应用实例应用实例4A1B23C应用实例应用实例13C4AB2应用实例应用实例A1C234B导杆机构导杆机构314A2BC曲柄滑块机构曲柄滑块机构314A2BC摇块机构摇块机构314A2BC纵蕉练何囤篆辛泛泵辫袖俞斟漱用撼歪因盟熊撇孪楚颂际痛姑换陷烩聘请第3章平面连杆机构3第3章平面连杆机

21、构3设计：潘存云(3)(3)选不同的构件为机架选不同的构件为机架314A2BC直动滑杆机构直动滑杆机构手摇唧筒手摇唧筒这种通过选择不同构件作为机架以获得不同机构的这种通过选择不同构件作为机架以获得不同机构的方法称为：方法称为：机构的倒置机构的倒置BC3214A导杆机构导杆机构314A2BC曲柄滑块机构曲柄滑块机构314A2BC摇块机构摇块机构314A2BCABC3214诫垃戮现迫杠蛊曲背仕搔置控筹东步青到侵住石身哆迸怖誓钱都校汪果浪第3章平面连杆机构3第3章平面连杆机构3例：选择双滑块机构中的不同构件例：选择双滑块机构中的不同构件 作为机架可得不同的机构作为机架可得不同的机构椭圆仪机构椭圆仪机

22、构1234正弦机构正弦机构3214觉闭夯咎高形蜡蜂漆橡箩趟酿弥勋吴纬潞韧甸撞饿洁舆眩皆氛总坟逼须嫂第3章平面连杆机构3第3章平面连杆机构334 平面四杆机构的设计平面四杆机构的设计 连杆机构设计的基本问题连杆机构设计的基本问题 机构选型机构选型根据给定的运动要求选择机根据给定的运动要求选择机 构的类型；构的类型；尺度综合尺度综合确定各构件的尺度参数确定各构件的尺度参数(长度长度 尺寸尺寸)。 同时要满足其他辅助条件：同时要满足其他辅助条件：a)结构条件（如要求有曲柄、杆长比恰当、结构条件（如要求有曲柄、杆长比恰当、 运动副结构合理等）运动副结构合理等）;b)动力条件（如动力条件（如minmin

23、）;c)运动连续性条件等。运动连续性条件等。垣檀跳敞啤夜捻答猪晚系某戈长铃植僻岸粥瞩崭装随睹贸笼岔坚且镑薛身第3章平面连杆机构3第3章平面连杆机构3设计：潘存云设计：潘存云ADCB飞机起落架飞机起落架BC三类设计要求：三类设计要求：1)满足预定的运动规律满足预定的运动规律，两连架杆转角对应，如，两连架杆转角对应，如: 飞机起落架、函数机构。飞机起落架、函数机构。函数机构函数机构要求两连架杆的转角要求两连架杆的转角满足函数满足函数 y=logxxy=logxABCD编耸恤蛹翌右咐锰射品积电尉缮圣搀炔耽便曝集刀贞鹿庇猾钠摩迄宋禾褥第3章平面连杆机构3第3章平面连杆机构3设计：潘存云三类设计要求：三

24、类设计要求：1)满足预定的运动规律满足预定的运动规律，两连架杆转角对应，如，两连架杆转角对应，如: 飞机起落架飞机起落架、函数机构。函数机构。前者要求两连架杆转角对应，后者要求急回运动2)满足预定的连杆位置要求，如满足预定的连杆位置要求，如铸造翻箱机构。铸造翻箱机构。要求连杆在两个位置要求连杆在两个位置垂直地面且相差垂直地面且相差180 CBABDC巍预肝柳尔债阴悬衙凯晰敬失陋皑金趴馒沂痹绰钟履皋典审参表射经翱渊第3章平面连杆机构3第3章平面连杆机构3设计：潘存云QABCDE设计：潘存云鹤式起重机鹤式起重机搅拌机构搅拌机构要求连杆上要求连杆上E点的轨点的轨迹为一条卵形曲线迹为一条卵形曲线要求连

25、杆上要求连杆上E点的轨点的轨迹为一条水平直线迹为一条水平直线QCBADE三类设计要求：三类设计要求：1)满足预定的运动规律满足预定的运动规律，两连架杆转角对应，如，两连架杆转角对应，如: 飞机起落架飞机起落架、函数机构。函数机构。2)满足预定的连杆位置要求，如满足预定的连杆位置要求，如铸造翻箱机构。铸造翻箱机构。3)满足预定的轨迹要求，如满足预定的轨迹要求，如: 鹤式起重机鹤式起重机、搅拌机搅拌机等。等。权扔留雌拣扒钻突异纸了膝晦划馋抨馏耘芜狗确频萝许砖捍举砂恢洪躯角第3章平面连杆机构3第3章平面连杆机构3给定的设计条件：给定的设计条件：1)几何条件几何条件（给定连架杆或连杆的位置）（给定连架

26、杆或连杆的位置）2)运动条件运动条件（给定（给定K）3)动力条件动力条件（给定（给定minmin）设计方法：设计方法：图解法、解析法、实验法图解法、解析法、实验法挤肢粤拇卿顺又禽盐饵世鲤圭炒捞奢辕远蒜虞铅奢运烘鬃斋厦吸蝎盈航汐第3章平面连杆机构3第3章平面连杆机构3设计：潘存云E 一、按给定的行程速比系数一、按给定的行程速比系数K设计四杆机构设计四杆机构1) 曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构计算计算180(K-1)/(K+1);已知：已知：CD杆长，摆角杆长，摆角及及K， 设计此机构。步骤如下：设计此机构。步骤如下：任取一点任取一点D D，作等腰三角形，作等腰三角形 腰长为腰长为CDCD，夹角为，夹角

27、为;作作C2PC1C2，作，作C1P使使作作PP C1C2的外接圆，则的外接圆，则A A点必在此圆上。点必在此圆上。选定选定A A，设曲柄为，设曲柄为l1 ，连杆为，连杆为l2 ，则，则: :以以A A为圆心，为圆心，A A C2为半径作弧交于为半径作弧交于E,E,得：得： l1 =EC1/ 2 l2 = A = A C1EC1/ 2,A,A C2= =l2- - l1= = l1 =( A A C1A A C2)/ 2 C2C1P=90, ,交于交于P;P; 90-P A A C1= = l1+ +l2C1C2DA偿荤闪之茄抠剃针寐鸽乓言岿乐墟炕貉岂兑齿赎呕庄海订术场圃告俱张拣第3章平面连杆

28、机构3第3章平面连杆机构3设计：潘存云设计：潘存云ADmn=D2) 导杆机构导杆机构分析：分析： 由于由于与与导杆摆角导杆摆角相等，设计此相等，设计此 机构时，仅需要确定曲柄机构时，仅需要确定曲柄 a。计算计算180180(K-1)/(K+1);(K-1)/(K+1);任选任选D D作作mDnmDn，取取A A点，使得点，使得AD=d, AD=d, 则则: : a=dsin(a=dsin(/2)/2)。=Ad作角分线作角分线; ;已知：已知：机架长度机架长度d，K，设计此机构。，设计此机构。氮讲俯甥鹤佃子品伺厘蚕犯闸扇赌毯骡刁楔楔落裳禹戚帆庇渍屋冤勾链萧第3章平面连杆机构3第3章平面连杆机构3

29、设计：潘存云E222ae3) 曲柄滑块机构曲柄滑块机构H已已知知K K，滑滑块块行行程程H H，偏偏距距e e，设计此机构，设计此机构 。计算计算: 180180(K-1)/(K+1);(K-1)/(K+1);作作C1 C2 H H作射线作射线C1O O 使使C2C1O=90, , 以以O O为圆心，为圆心，C1O O为半径作圆。为半径作圆。以以A A为圆心，为圆心，A A C1为半径作弧交于为半径作弧交于E,E,得：得：作射线作射线C2O O使使C1C2 O=90。 作偏距线作偏距线e e，交圆弧于，交圆弧于A A，即为所求。，即为所求。C1C29090-o9090-Al1 =EC2/ 2l

30、2 = A = A C2EC2/ 2因唤泪蕾强毫裔经隆功颈惑孕咒掩筛斟散母赶松诌既味酞褪皱裴乔况题嘻第3章平面连杆机构3第3章平面连杆机构3设计：潘存云二、按预定连杆位置设计四杆机构二、按预定连杆位置设计四杆机构a)给定连杆两组位置给定连杆两组位置有唯一解。有唯一解。B2C2AD将将铰铰链链A、D分分别别选选在在B1B2，C1C2连连线线的的垂垂直直平平分分线线上上任任意意位置都能满足设计要求。位置都能满足设计要求。b)给定连杆上铰链给定连杆上铰链BC的三组位置的三组位置有无穷多组解。有无穷多组解。ADB2C2B3C3ADB1C1B1C1刷拉甭鹊乡诀港葡顽租也淮符莲医稀漱纸败访靡实沮蔓阳饵刷承

31、偷乍障轿第3章平面连杆机构3第3章平面连杆机构3设计：潘存云xyABCD1234三、给定两连架杆对应位置设计四杆机构三、给定两连架杆对应位置设计四杆机构给定连架杆对应位置：给定连架杆对应位置：构件构件3和和构件构件1满足以下位置关系：满足以下位置关系：l1l2l3l4建立坐标系建立坐标系, ,设构件长度为：设构件长度为：l1 、l2、l3、l4在在x,yx,y轴上投影可得：轴上投影可得：l1+l2=l3+l4机构尺寸比例放大时，不影响各构件相对转角机构尺寸比例放大时，不影响各构件相对转角. . l1 coc + l2 cos = l3 cos + l4 l1 sin + l2 sin = l3

32、 sin i if (i i ) i =1, 2, 3n设计此四杆机构设计此四杆机构( (求各构件长度求各构件长度) )。令：令： l1 =1致旱使锚栖沽脓炎锰糊淀嫁运齐爽窿繁孩靖甲卡捆湘诌棵仆姑警辟即蒜郎第3章平面连杆机构3第3章平面连杆机构3消去消去整理得：整理得：coscos l3 cos cos(- -) l3l4l42+ l32+1- l222l4P2代入移项得：代入移项得： l2 cos = l4 l3 cos cos 则化简为：则化简为：coccocP0 cos P1 cos( ) P2代入两连架杆的三组对应转角参数，得方程组：代入两连架杆的三组对应转角参数，得方程组：l2 si

33、n = l3 sin sin 令: P0P1coccoc1P0 cos1 P1 cos(1 1 ) P2coccoc2P0 cos2 P1 cos(2 2 ) P2coccoc3P0 cos3 P1 cos(3 3 ) P2可求系数可求系数: :P0 、P1、P2以及以及: : l2 、 l3、 l4将相对杆长乘以任意比例系数，所得机构都能满足转角要求。若给定两组对应位置，则有无穷多组解。贩访蓄父夺铅扛盈闽览披雾蝎珠摘逾庶矣瀑艺悼荚霞坞贪屉户臃妹赔咽讥第3章平面连杆机构3第3章平面连杆机构3举例：举例：设计一四杆机构满足连架杆三组对应位置：设计一四杆机构满足连架杆三组对应位置：1 1 1 1

34、2 2 2 2 3 3 3 34545 50 50 90 90 80 80 135 135 110 1101 11 13 33 3代入方程得：代入方程得： cos90cos90 =P =P0 0cos80cos80 +P +P1 1cos(80cos(80-90-90) +P) +P2 2 cos135cos135=P=P0 0cos110cos110+P+P1 1cos(110cos(110-135-135)+P)+P2 2 解得相对长度解得相对长度: : P P0 0 =1.533, P =1.533, P1 1=-1.0628, P=-1.0628, P2 2=0.7805=0.7805

35、各杆相对长度为：各杆相对长度为：选定构件选定构件l1的长度之后，可求得其余杆的绝对长度。的长度之后，可求得其余杆的绝对长度。 cos45 cos45 =P =P0 0cos50cos50 +P +P1 1cos(50cos(50-45-45) +P) +P2 2B1C1ADB2C2B3C32 22 2l1= =1 1l4 =- - l3 / P1 =1.442l2 =(=(l42+ l32+1-2l3P P2 2 )1/2 = =1.7831.783 l3 = P P0 0 = = 1.553, 萧咳苛求瘪返傻币颈遍咯蕾驰渤舶蹄昂熙钥滥起腿余枪舰洁吭殊玛借慌恤第3章平面连杆机构3第3章平面连杆

36、机构3设计：潘存云D实验法设计四杆机构实验法设计四杆机构当给定连架杆位置超过三对时，一般不可能有精确解。只能用优化或试凑的方法获得近似解。1)首首先先在在一一张张纸纸上上取取固固定定轴轴A的的位位置置，作作原动件角位移原动件角位移i i位置位置 i i 位置位置 i i 12 15 10.8 45 15 15.8 23 15 12.5 56 15 17.5 34 15 14.2 67 15 19.2 2)任意取原动件长度任意取原动件长度AB3)任意取连杆长度任意取连杆长度BC，作一系列圆弧，作一系列圆弧;4)在一张透明纸上取固定轴在一张透明纸上取固定轴D，作角位移，作角位移iDk15) 取取一

37、一系系列列从从动动件件长度作同心圆弧。长度作同心圆弧。6) 两图叠加，移动透明两图叠加，移动透明 纸，使纸，使ki落在同一圆落在同一圆 弧上。弧上。 iiAC1B1段改颅龋梧敢尽糖彪窑肖妓铅连宗潮瘪浩碌谐谰藻井咎谗托砰搏疯锨滔鲍第3章平面连杆机构3第3章平面连杆机构3设计：潘存云设计：潘存云四、按预定的运动轨迹设计四杆机构四、按预定的运动轨迹设计四杆机构ABCDE14325 传送机构传送机构搅拌机构搅拌机构CBADE6步进式步进式牵孟途猪总裳底刺帖钵宰使席广疗闽弘悼神顽嘱鸟翟字士替咙贰慷俗掣咀第3章平面连杆机构3第3章平面连杆机构3设计：潘存云ABCD四、按预定的运动轨迹设计四杆机构四、按预定

38、的运动轨迹设计四杆机构NEM连杆作平面运动连杆作平面运动,其上各点的轨迹均不相同其上各点的轨迹均不相同。B, C点的轨迹为圆弧点的轨迹为圆弧; 其其余余各各点点的的轨轨迹迹为为一一条条 封闭曲线封闭曲线。设设计计目目标标: 就就是是要要确确定定一一组组杆杆长长参参数数, 使使连连杆杆上上某某点的轨迹满足设计要求点的轨迹满足设计要求。峰沽陵叙菇尝搽蹈盾铂绥媒黔智懂叔霹似驾扼鸟默颖兆此浪犯由葫途亚栓第3章平面连杆机构3第3章平面连杆机构3设计：潘存云连杆曲线生成器ABCD擅卢村找卤蕊孤寥访间痛偶哺的羽豹啡眯添旅聂注嗓孵睦刺雏救驯柴钦邵第3章平面连杆机构3第3章平面连杆机构3设计：潘存云连杆曲线图谱

39、连杆曲线图谱笛暑吟棠御佛挂盛哺艺拓壮钵擞挖消郝荧棵辟涉漂涡肪摩侠栓杂乃碗拱杉第3章平面连杆机构3第3章平面连杆机构3本章重点：本章重点：1.四杆机构的基本形式、演化及应用；四杆机构的基本形式、演化及应用；2.曲曲柄柄存存在在条条件件、传传动动角角、压压力力角角、死死点点、急急回回特特性性：极极位位夹夹角角和和行行程程速速比比系系数数等等物物理理含含义，并熟练掌握其确定方法；义，并熟练掌握其确定方法；3.掌掌握握按按连连杆杆二二组组位位置置、三三组组位位置置、连连架架杆杆三三组组对对应应位位置置、行行程程速速比比系系数数设设计计四四杆杆机机构构的的原原理与方法。理与方法。抖球稍摄负正别林颐贬兴罕铝区确咎春坝钥墅括慈调泥安阵爹裸秩澜帚滁第3章平面连杆机构3第3章平面连杆机构3