第二章平面连杆机构

1、 1. 机器、机构的基本特征2. 构件、零件、运动副的基本定义3.机构自由度计算公式 4.计算自由度应注意事项5.机构具有确定运动的条件第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构 p.20 平面连杆机构平面连杆机构平面四杆机构基本类型平面四杆机构基本类型平面四杆机构演变类型平面四杆机构演变类型偏心轮机构、 曲柄滑块机构、 导杆机构铰链四杆机构（全由转动副相联） : 平面机构+低副联接 (回转、移动副) 最常用平面四杆机构（ 四个构件四根杆)2-1铰链四杆机构的基本型式 p.20 全由转动副相联转动副相联的平面四杆机构（一）铰链四杆机构（一）铰链四杆机构 基本类型基本类型 （按连架杆类型）曲柄：能绕

2、转动副轴线整圈转动摇杆：仅能在小于180内来回摆动机架 （固定件） 连架杆(与机架用转动副相联)连杆 （不与机架相联）曲柄摇杆机构:一曲一摇 双曲柄机构：二曲双摇杆机构：二摇连架杆连架杆基本基本构件构件 一一.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 二二.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 例图2-3: 雷达调整机构(天线摇杆)调整天线 俯仰角的大小 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 平行双曲柄机

3、构平行双曲柄机构（最常用） 图2-9a 主、从动曲柄均匀速转动当四杆铰链 共线从动曲柄运动不确定再装一组平 行双曲柄机构（错位）三三.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） 例图2-11: 飞机起落架机构：连架杆 AB（原动杆） 均是摇杆 CD（从动杆）（二）铰链四杆机构的主要特性 急回运动、死点位置、压力角和传动角急回运动、死点位置、压力角和传动角 一一.急回运动急回运动 工作行程工作行程: 空回行程空回行程:曲柄与连杆共线B1、B2(两

4、处) 摇杆极位C1、C2 工作行程速度空回行程速度B2B1 ( 2) C2C1 () 1 2 , 而不变B1B2 (1) 摇杆C1C2 ()极位极位: 工作行程时间空回行程时间 p.20第8 缩短非生产时间, 提高生产率例:曲柄摇杆机构: 曲柄(主)匀速转动(顺时针) 图2-4 摇杆(从)变速往复摆动 曲柄摇杆机构、偏置曲柄滑块机构、导杆机构曲柄摇杆机构、偏置曲柄滑块机构、导杆机构 双曲柄机构双曲柄机构 双摇杆机构双摇杆机构工作行程=空回行程 有急回特征无极位无急回无急回运动二二. 死点位置死点位置 p.22第6 从动件与连杆共线卡死措施措施 例曲柄摇杆机构(图2-4)当摇杆为主动件, 而曲柄

5、AB与连杆BC共线时(摇杆CD处于极位) CD(主)通过连杆加于曲柄的驱动力F正好通 过曲柄的转动中心A 不能产生使曲柄转动 的力矩死点位置 机构运动卡死 机构运动不确定存在死点存在死点 条件条件： 飞轮 自身惯性 例：缝纫机 图2-5有极限位置（从动件与连杆共线）现象现象: 三、压力角和传动角三、压力角和传动角 p.22倒6, 图2-71.压力角压力角2.传动角传动角 分析分析： BC是二力杆， 驱动力F 沿BC方向 压力角 VCCD 作用在从动件上的驱动力F与该力 作用点绝对速度VC之间所夹的锐角锐角。 连杆与从动杆所夹锐角 有效力Fsin 40有效力Fcos （方便）传动角 = 90 (

6、的余角)2-2 铰链四杆机构有整转副的条件 P.25 取决于机构各杆的相对长度和机架的选择 一一.分析分析:ADBBB”CCC”例:AB22,BC27,CD38,AD39三式相加 l1l2 l1l3 l1l4当杆当杆1处于处于AB ”位置位置 AC ”D l1l2l3l4 (2-6)(l2l1) l3 l4 l1l4l2ll3 (2-3) (l2l1) l4 l3 l1l3l2l4 (2-4)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。曲摇机构曲摇机构L1最短二二. .曲柄存在条件曲柄存在条

7、件：（转动副为整转副） 1.曲柄存在条件:ABCD2.推论:实例分析: AB70, BC90, CD110, AD40 (1)最短与最长杆之和小于其 它两杆之和 (2)最短的构件在连架杆或机架上(满足条件1) (1)最短杆在机架上 (2)最短杆在机架邻边 (3)最短杆在机架对边双曲柄机构曲柄摇杆机构双摇杆机构ADCD40110150ABBC160当：AD为机架 AB或DC为机架 BC为机架双曲柄曲柄摇杆双摇杆铰链四杆机构的演变 .26 铰链四杆机构铰链四杆机构 图2-14(全)回转副连接各杆长不变曲柄滑块曲柄滑块 机构机构铰链四杆机构 曲柄滑块机构 图2-23 p.29移动副(一个)杆长(固定

8、杆)可变曲柄滑 块机构导杆机构（机架） 图2-15.b摇块机构（机架）图2-15.C定块机构（C机架）图2-15.d (变更机架)扩大回转副偏心轮机构一、曲柄滑块机构： .27 图214、 (曲柄摇杆机构)摇杆3的运动轨迹为圆弧, 半径l3 将l3无穷大滑块C(直线)曲柄滑块机构 eC 滑块运动轨迹与滑块运动轨迹与 共线共线 曲柄回转中心曲柄回转中心 偏距偏距空气压缩机:(将回转运动 往复直线运动)内燃机 :(将往复直线运动回转运动)压力角压力角、传动角、传动角:对心曲柄滑块机构偏置曲柄滑块机构二、导杆机构 .26 曲柄滑块机构(曲柄机架)导杆机构 两连架杆两连架杆 曲柄？曲柄？ 摇杆？摇杆？ 当 机架曲柄机架曲柄 机架曲柄机架曲柄 摆动导杆机构摆动导杆机构 转动导杆机构转动导杆机构 最短与最长杆之和小于 其它两杆之和 有曲柄（起码一个）传动角传动角=90 传力效果好摇块机构摇块机构定块机构定块机构曲柄摇杆机构中回转副B (半径)曲柄长AB 图a)偏心轮机构 滑块摆动摆动 图215,217滑块为固定固定件 图215,218 (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 滑块移动摆动移动摆动 图216,215滑块移动移动 图215三、摇块、定块机构三、摇块、定块机构 .27四、偏心轮机构四、偏心轮机构 图2