平面连杆机构

第三章 平面连杆机构平面连杆机构 是许多构件用低副（转动副和移动副）连接组成的平面机构，又称平面低副机构。F=33-2 4=1优点： 能够实现多种运动形式的转换，低副面接触，接触应力小，耐磨损，传递载荷大、 易润滑、制造成本低、制造精度较高。缺点 ： 低副中存在间隙，构件数目多、累计误差大、难实现动平衡，易产生冲击、振动与噪声，设计比较复杂、不易精确地实现复杂的运动规律。应用： 鉴于以上特点，平面连杆机构被广泛应用于轻工、纺织、食品、包装、加工等国民经济部门，尤其适用于低速重载场合，例如起重运输、冶金机械等。最简单的平面连杆机构是由四个构件组成的，称为平面四杆机构。它的应用非常广泛，是组成多杆机构的基础，因此本章着重介绍平面四杆机构的基本类型、特性、演化及其常用的设计方法。 本章内容与基本要求基本要求1. 了解平面连杆机构的应用；2. 重点 掌握铰链四杆机构的基本形式，急回运动、死点位置、压力角和传动角特性；3. 掌握曲柄存在的条件和铰链四杆机构的演化；4. 了解平面四杆机构的设计。铰链四杆机构的基本型式和特性铰链四杆机构有整转副的条件铰链四杆机构的演化平面四杆机构的设计平面四杆机构概念1. 平面铰链四杆结构： 全部用转动副相连的平面四杆机构称为平面铰链四杆机构，简称铰链四杆机构。2. 机架： 机构的固定构件。3. 连杆： 不与机架直接联接的杆。4. 连架杆： 与机架用转动副相连接的杆。5. 曲柄： 可以绕转动副中心作整周转动的连架杆。6. 摇杆： 不可以绕转动副中心作整周转动的连架杆。铰链四杆机构的基本型式和特性B C曲柄摇杆机构双曲柄机构双摇杆机构铰链四杆机构的基本型式和特性B C铰链四杆机构的基本型式和特性概念 曲柄摇杆机构两个连架杆，一个为曲柄，一个为摇杆的铰链四杆机构。曲柄摇杆机构特性v 急回运动v 死点位置v 压力角和传动角铰链四杆机构的基本型式和特性1 2 t1t2急回特性可用行程速度变化系数（或行程速比系数） K表示，即曲柄摇杆机构特性 急回运动摇杆在两极限位置间的夹角 称为摇杆的 摆角 。摇杆处于极限位置时，对应的曲柄夹角 称为 极位夹角 。设计新机械时，总是根据该机械的急回要求先给出 K值，然后根据公式算出 ，再确定各构件尺寸。BC12曲柄摇杆机构特性 死点位置当摇杆为原动件 , 摇杆摆到极限位置时，机构的连杆与曲柄共线，这时，无论驱动力多大都不能驱使机构运动，这个位置称为机构的 死点位置 。 B1C1B2A DC2F1F2VB2VB1死点位置危害死点位置会使机构从动件出现卡死或运动不确定的情况。曲柄摇杆机构特性 死点位置改进措施可以通过对从动曲柄施加力；或者利用飞轮及构件自身的惯性作用，使机构通过死点位置；采用机构错位排列方式，使各机构的死点位置错开。ABCEDFF死点位置的作用尽管死点位置对转动虽然不利，但是对某些夹紧装置却可以用来 防松 。曲柄摇杆机构特性 死点位置压力角 作用在从动件之上的驱动力 F与该力作用点绝对速度Vc之间所夹的锐角 称为压力角。传动角 通常把压力角的余角 （即连杆和从动摇杆之间所夹的锐角）称为传动角。曲柄摇杆机构特性 压力角和传动角曲柄摇杆机构特性 压力角和传动角概念 两连架杆均为曲柄的铰链四杆机构称为双曲柄机构双曲柄机构双曲柄机构中，用的最多的是平行四边形机构，或称平行双曲柄机构。该机构存在运动不确定状态。双曲柄机构概念 两连架杆均为摇杆的铰链四杆机构称为双摇杆机构双摇杆机构整转副 两构件能相对转动 3600的转动副称为整转副，具有整转副的铰链四杆机构才可能存在曲柄。铰链四杆机构有整转副的条件为了实现曲柄 1整周回转， AB杆必须顺利通过与连杆共线的两个位置 AB和 AB。 003600=003600 l2时，杆 4只能往复摆动，称为曲柄摆动导杆或 摆动导杆机构 。导杆机构导杆机构由图可见，导杆的传动角始终等于 900，具有很好的传力性能，故常用于 牛头刨床 、 插床和 回转式油泵 之中。摆动导杆机构如图 C)所示，取杆 2为固定构件，原曲柄滑块机构演化为摆动滑块机构或称摇块机构。摇块机构 和定块机构该机构广泛应用于摆缸式内燃机和 液压驱动装置 中图 D)示，杆 3为固定件，称为固定滑块机构，或称定块机构。常用于 抽水唧筒和抽油泵中 。双滑块机构概念 具有两个移动副的四杆机构称为双滑块机构。正切机构 正弦机构滑块联轴器 滑块联轴器 椭圆仪偏心轮机构当曲柄长度很小时，通常都把曲柄做成偏心轮，这样不仅增大了轴颈的尺寸，提高偏心轴的强度和刚度，而且当轴颈位于中部时，还可以安装整体式连杆，使结构简化。因此，偏心轮广泛应用于传力较大的剪床、冲床、颚式破碎机、内燃机等机械中。铰链四杆机构的其他演化机构除上述外，生产中常见的某些多杆机构，也可以看成是 由若干个四杆机构组合扩展形成的 。双摇杆机构和摇杆滑块机构手动冲床筛料机构双曲柄机构和曲柄滑块机构按照给定的行程速度变化系数设计四杆机构按给定的连杆位置设计四杆机构按照给定两连架杆对应位置设计四杆机构按照给定点的运动轨迹设计