第3章连杆机构

1、 平面机构的运动简图 平面机构的自由度 计算公式： F=3n-2PL-PH 机构有确定运动的条件: F0 机构的原动件数目机构的原动件数目=机构的自由度数机构的自由度数 计算机构自由度的注意事项复合铰链、局部自由度、虚约束 无论是分析以有机构还是设计新机构，都要从分析机构的运动着手。为了便于研究机构的运动，需抛开与机构运动无关的因素，仅用简单的线条和符号，绘制出机构的简图。 用规定的运动副符号和代表构件的简单线条，按照一定的比例定出各运动副的位置，画出表示机构中各构件运动关系的简单图形机构运动简图。平面四杆机构的基本形式平面四杆机构的基本形式铰链铰链四杆机构曲柄存在四杆机构曲柄存在条件条件铰链

2、四杆机构的演铰链四杆机构的演化化第3章 常用机构及其设计平面连杆机构平面四杆机构的基本特性平面四杆机构的基本特性平面四杆机构的设计平面四杆机构的设计 1 掌握铰链四杆机构的基本类型及判别2 熟悉平面四杆机构的特性3 了解平面四杆机构常用设计方法重点：重点： 铰链四杆机构基本类型的判别铰链四杆机构基本类型的判别 行程速比系数、传动角、压力角、死行程速比系数、传动角、压力角、死点的概念点的概念难点：难点： 最小传动角的确定最小传动角的确定基本内容1 面接触压强小 能承受重载、冲击且便于润滑和制造2运动形式的多样化3实现多种多样的轨迹1.1.特点特点: :3.1.1 连杆机构及其特点连杆机构及其特点

3、 将若干个作平面运动的构件用低副将若干个作平面运动的构件用低副连接起来的机构连接起来的机构平面连杆机构平面连杆机构ABC2.2.应用场合应用场合: :1 实现已知运动规律2 实现给定点的运动轨迹4 适于较远距离的传动 （自行车闸）5 构件所产生的惯性力难以消除，不适于高速传动6 由较多的构件组成，各构件的尺寸误差和运动副中的间隙，会产生较大的积累误差，同时也会使效率降低 （不用于精密机械）7 低副引入的约束多，为设计带来困难 连杆机构 低副联接 (回转副、移动副) 最常用平面四杆机构（ 四个构件)平面连杆机构平面连杆机构铰链四杆机构铰链四杆机构（全由回转副相联）基本类型基本类型3.1.2 3.

4、1.2 铰链四杆机构的类型及应铰链四杆机构的类型及应用用1234ABCD连杆连杆连架杆连架杆连架杆连架杆机架机架曲柄曲柄摇杆摇杆( (摆杆摆杆) )( (整转整转) )( (摆转摆转) )机架、连杆、连架杆机架、连杆、连架杆铰链四杆机构机架参考系（固定件）连架杆与机架相联连杆与连架杆相联基本构件基本构件曲柄：可回转360的连架杆摇杆：摆角小于360的连架杆滑块：作往复移动的连架杆连架杆连架杆全由回转副相联回转副相联的平面四杆机构曲柄摇杆机构双曲柄机构双摇杆机构铰链四杆机构铰链四杆机构基本类型铰链四杆机构基本类型 （按连架杆类型）一曲柄一摇杆两曲两摇三种基本型三种基本型(天线摇杆)调整天线 俯仰

5、角的大小 雷达调整机构放映机 1.曲柄摇杆机构：曲柄摇杆机构：连架杆连架杆 曲柄曲柄(一般)原动件匀速转动 摇杆摇杆(一般)从动件变速往复摆动2 . 双曲柄机构双曲柄机构： 连架杆均为曲柄连架杆均为曲柄 主动曲柄: 匀速转动 从动曲柄: 变速转动 例: 惯性筛中的铰链四杆机构从动曲柄3变速转动 使筛子6产生加速度使不同材料因惯性不同而筛分3.双摇杆机构双摇杆机构连架杆均为摇杆连架杆均为摇杆 例: 门式起重机的变速机构: CD(杆3)为原动件, 悬挂重物的E 点在连杆上保持E点运动轨迹在近似水平线上。（平移货物平稳、减小能量消耗）DCBA二二. .曲柄存在条件曲柄存在条件： 取决于机构各杆的相对

6、长度和机架的选择ADBBB”CCC”例:AB22,BC50,CD32,AD45三式相加 l1l2 l1l3 l1l4当杆当杆1处于处于AB ”位置位置 AC ”D l1l2l3l4 (l2l1) l3 l4 l1l4l2l3 (l2l1) l4 l3 l1l3l2l4 当杆当杆1处于处于AB 位置位置 AC D (曲柄l1,连杆l2,摇杆l3,机架l4)当AB能摆至与连杆共线的极位AB及AB”时 能顺利通过整转副。曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构L1最短一一.分析分析:3.1.3 3.1.3 铰链四杆机构曲柄存在条件铰链四杆机构曲柄存在条件12334二二. .曲柄存在条件曲柄存在条件：（回转副为整转副

7、） 1.曲柄存在条件:2.推论:实例分析: AB70, BC90, CD110, AD40(1)最短与最长杆之和不大于其 它两杆长度之和 (2)最短的构件是连架杆或机架 (满足条件1) (1)最短短杆在机架机架上 (2)最短短杆在机架邻边机架邻边 (3)最短短杆在机架对边机架对边 双曲柄双曲柄机构 曲柄摇杆曲柄摇杆机构双摇杆双摇杆机构ADCD40110150ABBC160当：AD为机架 AB或DC为机架 BC为机架 双曲柄双曲柄曲柄摇杆曲柄摇杆 双摇杆双摇杆ABCD回转副联接各杆长不变铰链四杆机构铰链四杆机构 曲柄滑块机构曲柄滑块机构导杆机构导杆机构(曲柄AB 机架)摇块机构摇块机构(连杆BC

8、 机架)扩大回转副偏心轮机构偏心轮机构ABCDCAB 杆长(固定杆)可变移动副(一个)定块机构定块机构(滑块C 机架)曲柄滑块机构曲柄滑块机构曲柄滑曲柄滑块机构块机构(变更机架)3.1.4 铰链四杆机构的演化铰链四杆机构的演化一一.曲柄滑块机构曲柄滑块机构：偏置曲柄滑块机构偏置曲柄滑块机构 e摇杆摇杆3的运动轨迹为圆弧的运动轨迹为圆弧(半径半径l3)l3l3曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构对心曲柄滑块机构对心曲柄滑块机构将将l3无穷大无穷大滑块滑块C(直线直线)曲柄滑块机构曲柄滑块机构二、导杆机构二、导杆机构曲柄滑块机构(曲柄机架) 导杆机构当 机架曲柄机架曲柄 机架曲柄机架曲柄最短最长杆其它两杆之和

9、转动导杆机构转动导杆机构摆动导杆机构摆动导杆机构两连两连 曲柄曲柄 ？架杆架杆 摇杆摇杆 ？机架邻机架邻边机架机架最短杆在双曲柄双曲柄 转动转动导杆机构导杆机构 一个曲柄曲柄摆动摆动导杆机构导杆机构摇块机构摇块机构滑块摆动摆动滑块为固定固定件滑块移动摆动移动摆动滑块移动移动三、摇块、定块机构三、摇块、定块机构曲柄滑块机构曲柄滑块机构CABCABCAB曲柄滑块机构曲柄滑块机构导杆机构导杆机构摇块机构摇块机构定块机构定块机构导杆机构导杆机构定块机构定块机构摇块机构摇块机构定块机构定块机构(曲柄摇杆机构、曲柄滑块机构中）当曲柄很短时偏心轮机构偏心距=曲柄长铰链四杆、曲柄滑块机构(扩大回转副) 偏心轮机构 四、偏心轮机构四、偏心轮机构ABC偏心轮机构偏心轮机构回转副B (半径) 曲柄长ABABCe1.手动冲床：手动冲床： 两个四杆机构组成两个四杆机构组成（双摇杆双摇杆+摇杆滑摇杆滑块机构块机构）2.筛料机构：筛料机构：六杆机构六杆机构两个四杆两个四杆机构组成（机构组成（双曲柄双曲柄 +曲柄滑块曲柄滑块）多杆机构应用多杆机构应用:机构组合机构组合小结 铰链四杆机构的三种基本形式铰链四杆机构的三种基本形式 曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构 铰链四杆机构曲柄存在条件铰链四杆机构曲柄存在条件 1 杆长条件 2 曲柄为机架或连架杆