华中科技大学机械原理第二章

1、第二章第二章 平面连杆机构及其平面连杆机构及其设计设计二、连杆机构的分类二、连杆机构的分类1 1、根据构件之间的相对运动分为：、根据构件之间的相对运动分为：平面连杆机构，空间连杆机构。平面连杆机构，空间连杆机构。2 2、根据机构中构件数目分为：、根据机构中构件数目分为：四杆机构、五杆机构、六杆机构等。四杆机构、五杆机构、六杆机构等。 若干个构件全用低副若干个构件全用低副联接而成的机构，也联接而成的机构，也称之为低副机构。称之为低副机构。一、一、 连杆机构连杆机构三、平面连杆机构的特点三、平面连杆机构的特点1）适用于传递较大的动力，常用于动力机械。）适用于传递较大的动力，常用于动力机械。2 2）

2、依靠运动副元素的几何形面保持构件间的相互）依靠运动副元素的几何形面保持构件间的相互接触，且易于制造，易于保证所要求的制造精度接触，且易于制造，易于保证所要求的制造精度3 3）能够实现多种运动轨迹曲线和运动规律，工程）能够实现多种运动轨迹曲线和运动规律，工程上常用来作为直接完成某种轨迹要求的执行机构上常用来作为直接完成某种轨迹要求的执行机构 不足之处：不足之处：1）不宜于传递高速运动。不宜于传递高速运动。2 2）可能产生较大的运动累积误差。可能产生较大的运动累积误差。2-1 2-1 平面四杆机构的基本形式、演变平面四杆机构的基本形式、演变及其应用及其应用 在连架杆中，能在连架杆中，能绕其轴线回转

3、绕其轴线回转360360者称为曲柄；仅能者称为曲柄；仅能绕其轴线往复摆动绕其轴线往复摆动者称为摇杆。者称为摇杆。一、一、平面四杆机构的基本形式平面四杆机构的基本形式1 1）曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构: :两连架杆中，一个为曲柄，两连架杆中，一个为曲柄，而另一个为摇杆。而另一个为摇杆。2 2）双曲柄机构双曲柄机构 两连架杆均为曲柄。两连架杆均为曲柄。3 3）双摇杆机构双摇杆机构 两连架杆均为摇杆。两连架杆均为摇杆。机架机架连架杆连架杆连架杆连架杆连杆连杆4 41 12 23 3321DCBA二二 平面四杆机构的演变平面四杆机构的演变1 1 转动副转化为移动副转动副转化为移动副321DCBAB BA

4、 AC C321 ABCe321B BA AC C21 3A A3sB BC C212 取不同构件为机架（机构倒置）取不同构件为机架（机构倒置）直动滑杆机构直动滑杆机构导杆机构导杆机构曲柄滑块机构曲柄滑块机构曲柄摇块机构曲柄摇块机构3 扩大转动副扩大转动副CBAC1C2ABC2-2 2-2 平面四杆机构设计中的共性问题平面四杆机构设计中的共性问题一、平面四杆机构有曲柄的条件一、平面四杆机构有曲柄的条件二、二、平面四杆机构输出件的急回特性平面四杆机构输出件的急回特性三、三、平面机构的压力角和传动角、死点平面机构的压力角和传动角、死点四、运动的连续性四、运动的连续性一、平面四杆机构有曲柄的条件一、

5、平面四杆机构有曲柄的条件BDAC1 12 23 34 4a ab bc cd dB2ACB1DEFGFEGd+ad+a|d-a|d-a|b-c|b-c|b+cb+c欲使连架杆欲使连架杆ABAB成为曲柄，则必须使成为曲柄，则必须使ABAB通过通过与与机架共线的两个位置，即必须满足机架共线的两个位置，即必须满足 a+db+c (1)a+db+c (1) |d-a|b-c| (2) |d-a|b-c| (2)ababacacadad从而可得从而可得(1) (1) 若若dada，则可得，则可得a+bc+d (a+bc+d (若若bc) bc) a+cb+d (a+cb+d (若若cb)cb) a+db

6、+c a+db+c 平面连杆机构有曲柄的条件：平面连杆机构有曲柄的条件：1 1）连架杆与机架中必有一杆为四杆机构中的最）连架杆与机架中必有一杆为四杆机构中的最短杆；短杆；2 2）最短杆与最长杆之和应小于或等于其余两杆）最短杆与最长杆之和应小于或等于其余两杆的杆长之和。（杆长和条件）的杆长之和。（杆长和条件）(2) (2) 若若da da 则可得则可得铰链四杆机构类型的判断条件：铰链四杆机构类型的判断条件：2 2）1 1）在满足杆长和的条件下：在满足杆长和的条件下：（1 1）以最短杆的相邻构件为机架，则最短杆为曲柄，另）以最短杆的相邻构件为机架，则最短杆为曲柄，另一连架杆为摇杆，即该机构为一连架

7、杆为摇杆，即该机构为；（2 2）以最短杆为机架，则两连架杆为曲柄，该机构为）以最短杆为机架，则两连架杆为曲柄，该机构为（3 3）以最短杆的对边构件为机架，均无曲柄存在，即该）以最短杆的对边构件为机架，均无曲柄存在，即该机构为机构为。注意：铰链四杆机构必须满足四构件组成的封闭注意：铰链四杆机构必须满足四构件组成的封闭多边形条件：多边形条件：最长杆的杆长最长杆的杆长 2 2 , , 极位夹角极位夹角 v v2 2 =C=C1 1C C2 2/t/t2 2 1 1=180=180+, +, 2 2=180=180- v v1 1 =C=C1 1C C2 2/t/t1 1 t t1 1tt2 2 ,

8、, v v1 1v1)(1)二二 按给定行程速度变化系数设计四杆机构按给定行程速度变化系数设计四杆机构AB=(ACAB=(AC2 2-AC-AC1 1)/2)/2BC=(ACBC=(AC1 1+AC+AC2 2)/2)/2ACAC1 1=BC-AB=BC-ABACAC2 2=BC+AB=BC+AB180180（K-1K-1） （K+1K+1）=确定比例尺确定比例尺C C1 1D DB B1 1C C2 2B B2 2 A A O O9090 - - 9090 - - 曲柄滑块机构曲柄滑块机构已知：已知：C C1 1 、C C2 2位位 置（行程置（行程H H），），K,eK,e导杆机构导杆机构已知：已知：B1C2AC1BB2Co o90900 0- - e e90900 0- - A AB B