第四章平面连杆机构及设计组成由低副将若干构件联接而成-----低副机构。分为平面连杆机构和空间连杆机构分为四杆机构、五杆机构、六杆机构等；▲特点 1低副机构，压强小，承载能力大，耐冲击。 挖掘机 破碎机 2运动副多为平面或圆柱面，制造比较容易，结构简单，工作可靠。 3可以实现不同的运动规律和特定轨迹要求。 4－1平面四杆机构的基本类型及其演化一、平面四杆机构的基本型式及应用基本型式－铰链四杆机构，其它四杆机构都是由它演变得到的曲柄—作整周回转的构件；连杆—作平面运动的构件；连架杆—与机架相联的构件；摇杆—作定轴摆动的构件；周转副—能作3600相对回转的运动副；摆转副—作有限角度摆动的运动副。曲柄连杆摇杆▲特征：曲柄＋摇杆作用：将曲柄的整周回转转变为摇杆的往复摆动。如雷达天线。1铰链四杆机构1)曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构缝纫机31242143ABDC1243雷达天线脚踏砂轮机机构偏心轮AB12BA21特征：两个曲柄作用：将等速回转转变为等速或变速回转。如惯性筛等。2)双曲柄机构双曲柄机构播种机料斗机构耕地料斗DCABABDC1234E6实例：火车轮惯性筛机构特例：平行四边形机构AB=CDBC=ADABCD31B’C’ABDC、摄影平台ADBC反平行四边形机构--车门开闭机构反向A’E’D’G’B’F’C’ABEFDCG平行四边形机构在共线位置出现运动不确定。采用两组机构错开排列。特征：两个摇杆应用举例：铸造翻箱机构特例：等腰梯形机构－汽车转向机构、风扇摇头机构3)双摇杆机构双摇杆机构铸造翻箱机构风扇摇头机构电机ABDC风扇座蜗轮蜗杆C’B’ABDCABDCE2含一个移动副的四杆机构手摇唧筒(移动导杆机构)自卸卡车举升机构(摇块机构)φ应用实例A1C234BABC3214自动送料机构牛头刨床的主运动机构牛头刨床的主运动机构利用了摆动导杆机构,。小型刨床牛头刨床应用实例ABDCE123456ABDC1243C2C1双滑块机构的应用椭圆仪机构3含两个移动副的四杆机构正弦机构32141234实例二、平面四杆机构的演化1改变相对杆长，转动副演化为移动副偏心曲柄滑块机构对心曲柄滑块机构曲柄摇杆机构曲柄滑块机构双滑块机构正弦机构φss=lsinφ2改变转动副半径，演化为偏心轮机构偏心轮机构3选不同构件为机架可得到不同的机构。称为机构的倒置。摇块机构314A2BC导杆机构314A2BC314A2BC曲柄滑块机构314A2BC直动滑杆机构手摇唧筒BC3214AABC3214ACB1234应用实例B234C1A自卸卡车举升机构应用实例B34C1A2应用实例4A1B23C应用实例13C4AB2φ应用实例A1C234Bφ摇块机构双滑块机构的应用椭圆仪机构例：选择双滑块机构中的不同构件作为机架可得不同的机构正弦机构321412344低副的可逆性将低副两运动副元素的包容关系进行逆换，不影响两构件之间的相对运动。导杆机构摇块机构43213214一铰链四杆机构有曲柄的条件设a
t2V2>V1摇杆的这种特性称为急回运动。用以下比值
表
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示急回程度：从动件回程的平均速度K=—————————————从动件工作行程的平均速度3行程速比系数K只要θ≠0，就有K>1且θ越大，K值越大，急回性质越明显。所以可通过分析机构中是否存在θ以及θ的大小来判断机构是否有急回运动或运动的程度。曲柄滑块机构的急回特性应用：空行程节省运动时间，如牛头刨、往复式输送机等。θ180°＋θ180°-θ导杆机构的急回特性θ180°＋θ180°-θ思考题：对心曲柄滑块机构的急回特性如何？对于需要有急回运动的机构，常常是根据需要的行程速比系数K,先求出θ，然后在设计各构件的尺寸。g三、压力角与传动角1压力角压力角----从动件力的方向与受力点速度方向所夹的锐角.用α表示。Ft=Fcosα,Fn=Fsinαα愈小愈好，理想情况是α＝0°2传动角---与压力角互为余角.γ愈大愈好，理想情况是γ＝90°vcABCDαγδFFtFn在其它条件不变的情况下压力角α越小，作功W越大压力角是机构传力性能的一个重要指标，它是力的利用率大小的衡量指标。FVagagddg=dg=1800-dgga滑块主动曲柄主动ABCDabcdFFtFn余弦定律1)当≤90°时，γmin＝2)当>90°时，γmin＝180°--位置:曲柄与机架两处共线之一当最小或最大时，都有可能出现γmin一般:γmin≥400ABCDabcdFFtFnababemn曲柄滑块机构的压力角曲柄滑块机构γmin的位置导杆机构γmin的位置P四机构的死点1摇杆为主动件，2连杆与曲柄两次共线时，有：此时机构不能运动.避免措施：两组机构错开排列，如火车轮机构;P称此位置为：“死点”γ＝0靠飞轮的惯性（如内然机、缝纫机等）。A’E’D’G’B’F’C’ABEFDCG缝纫机踏板机构飞机起落架死点钻床夹具的死点曲柄滑块机构（曲柄为主动件）的死点ee无死点存在曲柄滑块机构（滑块为主动件）的死点有死点存在4－3平面四杆机构设计一设计的基本问题与方法确定各构件的尺寸参数。设计要求：1)满足预定的运动规律，两连架杆转角对应，如起落架等。2)满足预定的轨迹，如鹤式起重机、搅拌机等。3)满足预定的连杆位置，如铸造翻箱机构。γ设计方法：解析法、图解法飞机起落架函数机构ADCBB’C’要求两连架杆转角对应要求两连架杆的转角满足函数y=logxxy=logxABCD鹤式起重机搅拌机构要求连杆上E点的轨迹为一条卵形曲线要求连杆上E点的轨迹为一条水平直线QABCDEQCBADE连杆曲线图谱按预定的运动轨迹设计四杆机构MNEABCD铸造翻箱机构C’B’ABDC二作图法设计四杆机构1按连杆位置设计四杆机构a)给定连杆两组位置有唯一解。B1C1B2C2ADb)给定连杆三组位置有无穷多组解。A’D’B1C1B2C2B3C3AD2按行程速比系数K设计1)曲柄摇杆机构已知：CD杆长，摆角φ及K，设计此机构。步骤如下：①计算θ＝180°(K-1)/(K+1);②任取一点D，作等腰三角形腰长为CD，夹角为φ;③连接C1和C2，过C1作直线，使与c1c2成90°－θ，过C2作直线，使与c1c2成90°－θ设交于O点。(4）以O为圆心、oc2长度为半径画圆⑤选定A，设曲柄为a，连杆为b，则AC1=b-a,AC2=a+b，故有：a=(AC2－AC1)/2b=(AC1+AC2)/2C2DC1y900-q2qOAEBCAC1=BC-ABAC2=BC+ABAB=—————AC2-AC12BC=—————AC2+AC12曲柄摇杆机构ABCD为所求.②设计.以mL=…作图.LAB=mLAB=、LBC=mLBC=.……q=——1800=K-1K+1…2θ2aC1C2e2)曲柄滑块机构H90°-θoAE已知K，滑块行程H，偏距e，设计此机构。①计算θ＝180°(K-1)/(K+1);②作C1C2＝H③作射线C1O使∠C2C1O=90°－θ,④以O为圆心，C1O为半径作圆。作射线C2O使∠C1C2O=90°－θ。90°-θ⑤作偏距线e，交圆弧于A，即为所求。AC1=b-aAC2=a+b，a=(AC1－AC2)/2b=(AC1+AC2)/2mnADφ=θD3)导杆机构由于θ=φ，设计此机构时，仅需确定曲柄a。①计算θ＝180°(K-1)/(K+1);②任选D作∠mDn＝φ＝θ，③取A点，使得AD=d,θφ=θAd作角分线;设已知：机架长度d，K，设计此机构。4）过A点，作导杆极位的垂线AB1与AB2，交点即为B点a=dsin(φ/2)曲柄滑块机构有曲柄的条件1）a为最短杆2)a+e≤b.C”abABCB’’B’eC’4、偏置导杆机构有曲柄的条件有曲柄，该机构是摆动导杆机构。有曲柄，该机构是摆动导杆机构。3、导杆机构有曲柄的条件有曲柄，该机构是摆动导杆机构。有曲柄，该机构是转动导杆机构。有曲柄，该机构是转导杆机构。结论导杆机构总是有曲柄的gg传动不利，设计时规定4050通常，机构在运动过程中传动角是变化的，最小值在哪？导杆机构最小传动角机构的传动角一般在运动链最终一个从动件上度量。车门vγC2B2γ1C1B1abcdγ25.铰链四杆机构的运动连续性指连杆机构能否连续实现给定的各个位置。可行域：摇杆的运动范围。不可行域：摇杆不能达到的区域。设计时不能要求从一个可行域跳过不可行域进入另一个可行域。称此为错位不连续。错序不连续设计连杆机构时，应满足运动连续性条件。DAB1C1B2C2B3C3DAB1C1B3C3B2C2C’C’1C’2C1C2CADB平面四杆机构，尺寸如图。若以AB为原动件，试回答下列问题：1此机构是什么机构？为什么？（4分）2此机构中，当和共线时，出现最小传动角；（2分）3标出图示位置的压力角；（2分）4试举出一个此机构在工程中的应用实例。（2分）（共10分）二、结合图示铰链四杆机构，回答下列问题：１、若机构以ＡＢ为机架，得到机构；若以ＢＣ为机架，得到 机构；若以ＣＤ为机架，得到 机构；若以ＡＤ为机架，得到 机构。２、若以ＡＤ为机架，当 和 两次共线时，出现最小传动角。３、若以ＡＤ为机架，ＡＢ为原动件，画出图示位置时，机构的压力角、传动角。４、若以ＡＤ为机架，ＡＢ为原动件，求出此机构的极位夹角。说明此机构有否急回特性。为什么？５、举出此种机构（以AD为机架）的一个应用实例。６、此机构（以AD为机架）在什么条件下，出现死点？2、连杆机构如图所示。试回答：（1）对于图示铰链四杆机构，无论连杆l的长度如何变化，都不可能得到双曲柄机构.该结论正确还是错误。说明原因?
浙公网安备 33021202002483