机械基础_课件_第九章-平面连杆机构

L/O/G/O第二部分 (第九章 )平面连杆机构 机械基础 第九章第九章 平面连杆机构平面连杆机构9-1 平面连杆机构概述 9-2 铰链四杆机构9-3 其他平面连杆机构9-1 平面连杆机构概述（ Planar Linkage）连杆机构： 各构件间均以 低副（转动副、移动副、球面副、圆柱副等） 相连接的机构称为连杆机构，也叫低副机构。平面机构： 各构件的相对运动平面互相平行（常用的机构大多数为平面机构）。空间机构： 至少有两个构件能在三维空间中相对运动。连杆机构（面接触的结构）的优点：连杆机构（面接触的结构）的优点： 运动副单位面积受压力较小，面接触便于润滑，故磨损较小 ； 制造方便，易获得较高的精度； 两构件之间的接触是靠本身的几何封闭来维系的； 连杆机构可以实现给定的运动规律或实现给定的运动轨迹，但 只用于速度较低的场合 。 平面连杆机构分为四杆机构和多杆机构。铰链四杆机构：全部用转动副相连的平面四杆机构。 它是平面四杆机构的基本型式之一，其它型式的四杆机构可看作是在它的基础上通过演化而成的。9-2 铰链四杆机构（ Four - bar linkages）机架： 机构的固定构件；连杆： 不直接与机架连接的构件；连架杆： 与机架用转动副相连接的构件；连架杆可分为： 曲柄： 能绕机架作整周转动的连架杆； 摇杆： 只能绕机架作小于 360的某一角度摆动的连架杆。DAB C摇杆机架摇杆连杆双摇杆机构DABC曲柄机架曲柄连杆双曲柄机构曲柄摇杆机构DAB C摇杆机架 曲柄连杆在铰链四杆机构中， 按连架杆能否作整周转动，可将铰链四杆机构分为：一、 曲柄摇杆机构二、 双曲柄机构三、 双摇杆机构 曲柄存在的条件 1、整转副：2、整转副存在的条件：两构件能相对转动 360的转动副。取决于各杆的长度。l1A l4l2l3CBDBC B“C “曲柄摇杆机构分析：若 l1能绕 A整周相对转动，则存在两个特殊位置。在 AC“ D中有：l4 (l2 l1)l3 l3 (l2 l1)l4l1l4 l2l3 （ 1）l1l3 l2l4 （ 2）l1l2 l4l3 （ 3）在 AC D中有：将（ 1）、（ 2）、（ 3）式两两相加，得到以下关系式：l1 l2， l1 l3， l1 l4以上关系表明 l1 为最短杆。曲柄存在的条件： （ 1）杆长之和条件：最短杆与最长杆长度之和小于或等于其它两杆长度之和。（ 2）最短杆条件：连架杆和机架中必有一杆是最短杆。l1l4 l2l3 （ 1）l1l3 l2l4 （ 2）l1l2 l4l3 （ 3）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。你会判断由不同杆作机架时四杆机构属于哪种机构么？ 方法如下双摇杆机构曲柄摇杆机构双摇杆机构双曲柄机构以最短杆相邻杆为机架以与最短杆相对的杆为机架以最短杆为机架NY一、曲柄摇杆机构两个连架杆中， 一个为曲柄，另一个为摇杆，则此铰链四杆机构称为曲柄摇杆机构。曲柄 1为原动件，作匀速转动；摇杆 3为 从动件，作变速往复摆动 。曲柄摇杆机构DAB C摇杆机架 曲柄连杆雷达天线俯仰机构 可以实现由曲柄的整周回转运动到摇杆往复摆动的运动转换。 搅拌机 可以实现由曲柄的整周回转运动到摇杆往复摆动的运动转换。 可以将摇杆的摆动转换为曲柄的整周回转运动 。汽车车窗雨刷机构 缝纫机二、双曲柄机构两个连架杆均为曲柄 的铰链四杆机构称为双曲柄机构。双曲柄机构DABC曲柄机架曲柄连杆双曲柄机构惯性筛工作机构 从动曲柄 3与主动曲柄 1的长度不同，故当主动曲柄 1匀速回转一周时，从动曲柄 3作变速回转一周，机构利用这一特点使筛子 6作加速往复运动，提高了工作性能。 1、曲柄 1为原动件，作等角速转动；从动件曲柄 3也以相同角速度转动。特例： 平行双曲柄机构 ， 其相对两杆平行且相等。2、当四个铰链中心处于同一直线上时，将出现运动不确定状态。B2 C2AB1 C1D123B3C3C3为了消除这种运动不确定状态 ,可在主、从动曲柄上错开一定角度再安装一组平行四边形机构。AB CD123B1 C1B CC1B1机车驱动轮联动机构三、双摇杆机构两个连架杆均为摇杆 的铰链四杆机构称为双摇杆机构。双摇杆机构DAB C摇杆机架摇杆连杆双摇杆机构起重机吊臂结构 ABCD构成双摇杆机构， AD为机架，在主动摇杆 AB的驱动下，随着机构的运动连杆 BC的外伸端点 E获得近似直线的水平运动（ EE），使吊重 Q能作水平移动，大大节省了移动吊重所需要的功率。 飞机起落架机构 （ 1）机构的急回运动特性：四、曲柄摇杆机构的一些主要特性：摆角 C1 C2DAB1B2B1C2 1 2 , t1 t2 , 1 180 曲柄转角2 180 C1C2C2C1铰链 C的平均速度：v1 v2它表明摇杆具有急回运动特性。慢行程快行程 v1= / t1C1C2v2= / t2C1C2急回运动特性可用 行程速比系数（或行程速度变化系数） K 表示：曲柄摇杆机构的极位夹角 越大， K 值越大 ，急回运动的性质越显著。 =0、 K =1时，无急回特性。 极限夹角计算公式：式中 为摇杆处于两极限位置时，对应的曲柄所夹的锐角，称为 极位夹角 （ C2AC1） 。连杆机构输出件具有急回特性的条件：连杆机构输出件具有急回特性的条件：1）原动件作等角速整周转动；2）输出件具有正、反行程的往复运动；3）极位夹角 0。（ 2）压力角和传动角ABCD Fvca、 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。b、传动角：、传动角： 压力角压力角 的余角。的余角。ABCDvcFF1F2通常用 表示： 90 F1为有效分力； F1 = Fcos； ， F1在连杆设计中，为度量方便，习惯用传动角 来判断机构传力性能。 F1，机构传力性能越好； 反之，机构传力越费劲，传动效率越低。 ， 连杆和从动摇杆之间所夹的锐角。min ； = 40 50； 为许 用 传动 角曲柄摇杆机构的最小传动角 min出现在曲柄与机架共线（即曲柄转角 = 0 或 = 180 ）的位置。机构运转时，传动角 是变化的，为了保证机构的正常工作， 机构的传动角作出如下规定 。（ 3）死点位置 ：（主