第五章平面连杆机构(更改)

1、第五章 平面连杆机构第五章平面连杆机构参考文献参考文献张策主编，张策主编，机械原理与机械设计机械原理与机械设计（下（下册），机械工业出版社，册），机械工业出版社，2004濮良贵主编，濮良贵主编，机械设计机械设计，高等教育出，高等教育出版社，版社，2006其他机械设计的相关书籍其他机械设计的相关书籍第五章平面连杆机构 平面铰链四杆机构的基本形式及其演化。平面铰链四杆机构的基本形式及其演化。 平面四杆机构的若干基本知识。平面四杆机构的若干基本知识。 平面四杆机构的基本设计方法。平面四杆机构的基本设计方法。本章重点第五章平面连杆机构主要内容第一节第一节 概述概述第二节第二节 平面四杆机构的分类平面四

2、杆机构的分类第三节第三节 平面四杆机构曲柄存在的条件平面四杆机构曲柄存在的条件 和几个基本概念和几个基本概念第四节第四节 平面四杆机构的设计平面四杆机构的设计第五章平面连杆机构第一节第一节 概述概述一、平面连杆机构一、平面连杆机构 由若干刚性构件用由若干刚性构件用低副低副联接而成的一联接而成的一种平面机构。种平面机构。作用：作用： 传递运动、放大位移、改变位移的性传递运动、放大位移、改变位移的性质。质。 送料机构送料机构(图图5-1)第五章平面连杆机构搅拌机构搅拌机构第五章平面连杆机构二、平面连杆机构的特点二、平面连杆机构的特点优点优点 结构简单，工作可靠，能实现多种运动结构简单，工作可靠，能

3、实现多种运动规律和运动轨迹的要求；杆与杆间是低副规律和运动轨迹的要求；杆与杆间是低副联接，接触面积大、压强小、磨损小；制联接，接触面积大、压强小、磨损小；制造容易。造容易。 缺点缺点 各构件因是低副联接，存在间隙，传动各构件因是低副联接，存在间隙，传动精度低；不适用于高速传动。精度低；不适用于高速传动。三、三、四连杆机构四连杆机构是最基本的平面连杆机构是最基本的平面连杆机构第五章平面连杆机构第二节第二节 平面四杆机构的分类平面四杆机构的分类 机架机架4连杆连杆2根据根据两连架杆两连架杆运动形式的不同进行分类运动形式的不同进行分类六六种基本类型种基本类型1234 1连连架架杆杆1&3第五章平面连

4、杆机构一、一、 曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构一个连架杆能作整周回转运动一个连架杆能作整周回转运动-曲柄曲柄。 另一连架杆仅在一定角度范围内摆动另一连架杆仅在一定角度范围内摆动-摇杆摇杆。曲柄原动件，摇杆从动件曲柄原动件，摇杆从动件 曲柄的连续转动曲柄的连续转动 摇杆的往复摆动摇杆的往复摆动 雷达天线的俯仰机构雷达天线的俯仰机构摇杆原动件，曲柄从动件摇杆原动件，曲柄从动件 摇杆的往复摆动摇杆的往复摆动 曲柄的整周转动曲柄的整周转动 缝纫机踏板机构缝纫机踏板机构第五章平面连杆机构 压力压力P1、P2分别分别作用在两个波纹管作用在两个波纹管上，推动与波纹管上，推动与波纹管固联的轴固联的轴1向右移向右移动

5、，驱动摆杆动，驱动摆杆2，再经过曲柄摇杆机再经过曲柄摇杆机构构ABCD，将摇杆，将摇杆AB的小转角传动放的小转角传动放大为曲柄大为曲柄CD的大转的大转角。角。 双波纹管差压计双波纹管差压计第五章平面连杆机构二、二、双曲柄机构双曲柄机构两连架杆均为曲柄，可作整周回转运动。两连架杆均为曲柄，可作整周回转运动。 惯性筛惯性筛平行四边形机构平行四边形机构：相对两杆平行且相等：相对两杆平行且相等 两曲柄以相同的角速度同向转动，连杆两曲柄以相同的角速度同向转动，连杆作平移运动。作平移运动。 机车车轮联动机构机车车轮联动机构 平行机构平行机构1 平行机构平行机构2第五章平面连杆机构三、三、双摇杆机构双摇杆机

6、构两连架杆均为摇杆，只能在有限范围内径往复摆动。两连架杆均为摇杆，只能在有限范围内径往复摆动。飞机起落架机构飞机起落架机构 第五章平面连杆机构鹤式起重机鹤式起重机 E E点走出一近似直线轨迹点走出一近似直线轨迹第五章平面连杆机构四、曲柄滑块机构四、曲柄滑块机构 由曲柄摇杆机构演化而成。由曲柄摇杆机构演化而成。演化过程演化过程 第五章平面连杆机构曲柄滑块机构型式曲柄滑块机构型式: :对心曲柄滑块机构对心曲柄滑块机构 偏置曲柄滑块机构偏置曲柄滑块机构第五章平面连杆机构应用应用弹簧管压力表弹簧管压力表内燃机内燃机机械压力机工作原理图机械压力机工作原理图第五章平面连杆机构五、五、导杆机构导杆机构 由曲

7、柄滑块机构演变而来由曲柄滑块机构演变而来,曲柄为机架曲柄为机架导杆导杆第五章平面连杆机构类型类型 a. 转动导杆机构（杆转动导杆机构（杆1长度小于杆长度小于杆2） b. 摆动导杆机构（杆摆动导杆机构（杆1长度大于杆长度大于杆2）1243第五章平面连杆机构摆杆摆杆导杆导杆导杆小型刨床导杆小型刨床第五章平面连杆机构应用应用 牛头刨床传动机构牛头刨床传动机构 ABCDE第五章平面连杆机构 正弦机构正弦机构正切机构正切机构sinsatansa六、含有两个移动副的四杆机构六、含有两个移动副的四杆机构第五章平面连杆机构低副高代低副高代 正弦机构正弦机构 正切机构正切机构第五章平面连杆机构 第三节第三节 平

8、面四杆机构曲柄存在条件平面四杆机构曲柄存在条件 和几个基本概念和几个基本概念adbcacbdabcd abacad 一、一、曲柄存在的条件曲柄存在的条件取决于机构各杆件的相对长度及机架的选择取决于机构各杆件的相对长度及机架的选择第五章平面连杆机构四杆机构曲柄存在的四杆机构曲柄存在的必要条件必要条件为：为： 1）曲柄、机架之一是最短杆）曲柄、机架之一是最短杆 2）最短杆与最长杆的长度之和小于或等于）最短杆与最长杆的长度之和小于或等于 其余两杆长度之和（杆长条件）其余两杆长度之和（杆长条件） 必须同时满足，首先检查第二个条件：必须同时满足，首先检查第二个条件： 如果不满足杆长条件，机构中不可能有曲

9、如果不满足杆长条件，机构中不可能有曲柄，不管以哪个杆件为机架，只能构成双柄，不管以哪个杆件为机架，只能构成双摇杆机构。摇杆机构。 第五章平面连杆机构 在满足杆长条件的前提下：在满足杆长条件的前提下：1. 若以最短杆为机架，则构成双曲柄机构若以最短杆为机架，则构成双曲柄机构 2. 若以最短杆任一相邻杆为机架，则构成曲柄若以最短杆任一相邻杆为机架，则构成曲柄摇杆机构。摇杆机构。3. 若以最短杆相对的杆为机架，则构成双摇杆若以最短杆相对的杆为机架，则构成双摇杆机构。机构。第五章平面连杆机构二、压力角与传动角二、压力角与传动角压力角压力角 ：从动件：从动件CD上上C点所受作用力的方向与点所受作用力的方

10、向与该点速度方向之间所夹的锐角。该点速度方向之间所夹的锐角。 越小，传动效率越高。越小，传动效率越高。传动角传动角 ：连杆与从动件所夹的锐角，压力角的：连杆与从动件所夹的锐角，压力角的余角。余角。 90 - ， 越小，越小， 越大，越大， 传动效率越高。传动效率越高。 一般一般 min 40 驱动力1-主动件主动件第五章平面连杆机构bcaddacb2cos2cos2222 曲柄摇杆机构的最小传动角将出现在曲柄曲柄摇杆机构的最小传动角将出现在曲柄与机架两次共线的位置，比较即得与机架两次共线的位置，比较即得 min 。第五章平面连杆机构三、死点位置三、死点位置 机构运转时，机构运转时，摇杆为主动件

11、摇杆为主动件，当连杆与，当连杆与从从动件动件处于共线位置时，经连杆作用于从动处于共线位置时，经连杆作用于从动件上的力件上的力F通过从动件的铰链中心，使驱动通过从动件的铰链中心，使驱动从动件的有效分力为零，不论力从动件的有效分力为零，不论力F多大，都多大，都不能使从动件转动。不能使从动件转动。主动件主动件第五章平面连杆机构对于平行四边形机构，当曲柄与连杆共线对于平行四边形机构，当曲柄与连杆共线时，传动角为零，同时整个机构的构件重时，传动角为零，同时整个机构的构件重合为一条直线，这时从动曲柄合为一条直线，这时从动曲柄CD存在正、存在正、反转两种可能，称为反转两种可能，称为转向点转向点。 第五章平面

12、连杆机构克服死点、转向点的方法克服死点、转向点的方法 1在从动件上安装转动惯量大的飞轮。在从动件上安装转动惯量大的飞轮。 缝纫机踏板机构缝纫机踏板机构 第五章平面连杆机构2相同机构错位排列相同机构错位排列 汽车发动机汽车发动机第五章平面连杆机构死点位置利用死点位置利用 利用死点位置实现特定的工作要求利用死点位置实现特定的工作要求 1.飞机起落架机构飞机起落架机构 落地后作用力不会使落地后作用力不会使 起落架反转保证飞机安起落架反转保证飞机安 全可靠降落。全可靠降落。 第五章平面连杆机构2.夹具夹紧机构夹具夹紧机构 机构不会松脱机构不会松脱 第五章平面连杆机构3.开关机构开关机构 保证融点可靠接

13、触保证融点可靠接触 第五章平面连杆机构三行程速度变化系数三行程速度变化系数急回特性急回特性 摆动导杆机构摆动导杆机构， 曲柄曲柄AB等速逆时针回转，等速逆时针回转， 由由BB”( 1=180+ ), 由由B”B( 2=180- )，摆动角度同为摆动角度同为 ，但，但 1 2，故，故 10有急回特征有急回特征 0有急回特征有急回特征第五章平面连杆机构第四节第四节 平面四杆机构的设计平面四杆机构的设计平面四杆机构设计平面四杆机构设计-根据给定的运动条件，根据给定的运动条件，确定机构运动简图的尺寸参数。确定机构运动简图的尺寸参数。平面四杆机构设计，主要有两类问题：平面四杆机构设计，主要有两类问题：

14、实现给定从动件的运动规律（位置，速实现给定从动件的运动规律（位置，速度，加速度）度，加速度） 实现给定的运动轨迹实现给定的运动轨迹平面四杆机构的设计方法平面四杆机构的设计方法 图解法、实验法、解析法图解法、实验法、解析法第五章平面连杆机构一、图解法一、图解法（一）按给定的行程速度变化系数设计四杆（一）按给定的行程速度变化系数设计四杆 机构机构 1.曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构已知：已知：曲柄摇杆机构中摇杆曲柄摇杆机构中摇杆CD长度和摆长度和摆动角动角 max 、行程速度变化系数、行程速度变化系数K 设计：设计：四杆机构四杆机构第五章平面连杆机构分析分析 图示为要求图示为要求设计的四杆机设计的四杆机

15、构的两个极限构的两个极限位置，铰链位置，铰链A的中心必在过的中心必在过C1、C2 两点且两点且圆周角等于圆周角等于的一个圆上。的一个圆上。 第五章平面连杆机构设计步骤设计步骤1) 计算极位夹角计算极位夹角180 (K-1)/(k1)2) 按比例画出过按比例画出过C1、C2点，且圆周角等于点，且圆周角等于的圆。的圆。第五章平面连杆机构3) 按其它条件在圆上确定铰链按其它条件在圆上确定铰链A的位置的位置4) 从图中量取从图中量取 =ba， =ba 曲柄长度曲柄长度 连杆长度连杆长度1AC2AC212ACACa21bACaACa第五章平面连杆机构2. 偏置曲柄滑块机构偏置曲柄滑块机构已知滑块行程已知

16、滑块行程S，偏距，偏距e及行程速度变化及行程速度变化系数系数K，设计此偏置曲柄滑块机构。，设计此偏置曲柄滑块机构。第五章平面连杆机构（二）按给定连杆的两个或三个位置设计四（二）按给定连杆的两个或三个位置设计四 杆机构杆机构 已知已知：连杆连杆BC的三个位置的三个位置 设计的实质是确定固定铰链设计的实质是确定固定铰链A、D的位置的位置B1、B2 、B3所在圆的圆心即为铰链所在圆的圆心即为铰链A位置。位置。C1、C2 、 C3 所在圆的圆心即为铰链所在圆的圆心即为铰链D的位的位置。置。第五章平面连杆机构若仅知道连杆若仅知道连杆BC的二个位置，可通过其它的二个位置，可通过其它条件确定条件确定A、D位

17、置位置第五章平面连杆机构（三）按给定连架杆对应位置设计四杆机构（三）按给定连架杆对应位置设计四杆机构已知已知:曲柄曲柄AB及其三个位置，机架及其三个位置，机架AD的长的长度，构件度，构件CD上某直线上某直线DE的三个位置。的三个位置。 第五章平面连杆机构分析分析 本设计的实质是求活动铰链本设计的实质是求活动铰链C的第一个位的第一个位置置C1。 可通过连架杆可通过连架杆AB对对CD的相对运动来确的相对运动来确定铰链定铰链C的位置，即的位置，即,将连架杆将连架杆CD上某直线上某直线DE的第一个位置的第一个位置DE1当作机架不动，连架当作机架不动，连架杆杆AB看作连杆看作连杆,采用反转法实现采用反转

18、法实现AB对对CD的的相对运动。相对运动。第五章平面连杆机构 步骤：步骤：1、将四边形、将四边形 分别刚性地绕分别刚性地绕D点点反转，使反转，使 分别与分别与 重合，则得到重合，则得到构件构件AB对机架对机架CD相对运动的三个位置相对运动的三个位置 （图中（图中 未画出）。未画出）。 此时此时问题转化为给定连杆三个位置设计四杆机问题转化为给定连杆三个位置设计四杆机构。构。2、作、作 的中垂线，则交点为的中垂线，则交点为 。DDEAB3322EAB、32DE、DE1DE33221ABABAB、32AA 、3221BBBB、1C第五章平面连杆机构E1第五章平面连杆机构二二. 解析法解析法（一）铰链

19、四杆机构的传动特性及设计（一）铰链四杆机构的传动特性及设计（二）曲柄滑块机构的传动特性及设计（二）曲柄滑块机构的传动特性及设计 （三）正弦、正切机构的传动特性及其设计（三）正弦、正切机构的传动特性及其设计 第五章平面连杆机构 正弦机构正弦机构正切机构正切机构sinsatansa第五章平面连杆机构低副高代低副高代 正弦机构正弦机构 正切机构正切机构第五章平面连杆机构正弦机构的传动特性正弦机构的传动特性 是非线性机构是非线性机构正切机构的传动特性正切机构的传动特性 是非线性机构是非线性机构 )sin(sin0 as1cosdidsa)tan(tan0 as21cosdidsa第五章平面连杆机构应用

20、应用奥奥氏氏测测微微仪仪简简图图 立立式式光光学学比比较较仪仪简简图图 第五章平面连杆机构正弦机构原理误差正弦机构原理误差 线性度盘线性度盘 将将sin 展开，取前两项得展开，取前两项得 sinas sa00sinsssaa 6)! 3(sin33aaaaaSSS第五章平面连杆机构正切机构原理误差正切机构原理误差tansaa 3)! 3( 33aaaatgaSSS第五章平面连杆机构设计原则设计原则合理选择传动型式高精度仪器仪表中，合理选择传动型式高精度仪器仪表中，多采用正弦机构，多采用正弦机构， 精度较低时一般采用精度较低时一般采用正切机构。正切机构。条件相同时，正弦机构的原理误差是条件相同时

21、，正弦机构的原理误差是正切机构的正切机构的1/2。测杆移动副的间隙对正弦机构精度没测杆移动副的间隙对正弦机构精度没有影响，但对正切机构影响大。有影响，但对正切机构影响大。1.正切机构的结构工艺性比正弦机构好正切机构的结构工艺性比正弦机构好第五章平面连杆机构把工作角度限制在很小范围内，尽量增大把工作角度限制在很小范围内，尽量增大参数参数a的长度。的长度。 测量范围一定情况下，参数测量范围一定情况下，参数a增大，则工增大，则工作角度作角度 减小，从而减小，从而 减小减小3.摆杆长度的调整，即采用参数摆杆长度的调整，即采用参数a可调整的结可调整的结构构 s第五章平面连杆机构采用参数采用参数a可调整的

22、结构可调整的结构 正弦机构原理误差的调整正弦机构原理误差的调整第五章平面连杆机构杆长为杆长为 a0 ，未调整前最大原理误差：，未调整前最大原理误差： 杆长调整为杆长调整为a（增大）：原理误差（增大）：原理误差S=a0-asin减小减小=0.874max 处处 S=0 (3处处)这时最大原理误差（在这时最大原理误差（在2=max/2和和max处处j绝对值绝对值相等）：相等）： 这时最大原理误差这时最大原理误差 （绝对值）（绝对值）S = a0max3/24, 为调整前的为调整前的1/463max0 aS )sin(0.870.87aamaxmax0 第五章平面连杆机构正切机构原理误差的调整正切机

23、构原理误差的调整第五章平面连杆机构偏心调整结构偏心调整结构螺钉调整结构螺钉调整结构松开螺母1，转动偏心轴(图a)或偏心套筒(图b)2，即可调整摆杆长度松开锁紧螺母松开锁紧螺母1，转动螺钉，转动螺钉2，即可调整摆杆长度，即可调整摆杆长度第五章平面连杆机构 弹弹性性摆摆杆杆结结构构摆杆支撑间隙的摆杆支撑间隙的影响与消除影响与消除 调节螺钉调节螺钉1和和2，使摆杆，使摆杆3产产生弹性变形，即可调整摆杆生弹性变形，即可调整摆杆长度长度保证轴与轴承孔保持单边接触，保证轴与轴承孔保持单边接触，以减小摆杆长度的变化以减小摆杆长度的变化第五章平面连杆机构错误的机构原点位置错误的机构原点位置a)a)正弦机构正弦

24、机构 b)b)正切机构正切机构第五章平面连杆机构结束结束第五章平面连杆机构 本章难点：本章难点：本章难点是采用反转法设计四杆机构本章难点是采用反转法设计四杆机构 反转法包含两个概念：反转法包含两个概念： 1. 刚化刚化 2. 反转反转 刚化：将四杆机构运动中每一位置时各构刚化：将四杆机构运动中每一位置时各构件的相对位置固定起来，把此位置时的四件的相对位置固定起来，把此位置时的四个构件整体视为一个刚体。个构件整体视为一个刚体。反转：利用相对运动的原理，将各位置时反转：利用相对运动的原理，将各位置时的刚体的刚体 反方向转动，使各位置选定的基反方向转动，使各位置选定的基线都与此基线的初始位置重合，将

25、求活动线都与此基线的初始位置重合，将求活动铰链中心的问题转化为求固定铰链中心的铰链中心的问题转化为求固定铰链中心的问题。问题。第五章平面连杆机构机械式测量仪表的组成机械式测量仪表的组成灵敏元件灵敏元件传动机构传动机构示数装置示数装置ps 将感受的物理量转换为元件的变形位移。将感受的物理量转换为元件的变形位移。如：弹簧管流体压力如：弹簧管流体压力 真空膜盒高空至地面的距离真空膜盒高空至地面的距离 双金属片温度双金属片温度解析法设计曲柄滑块机构解析法设计曲柄滑块机构第五章平面连杆机构机械式测量仪表的组成机械式测量仪表的组成灵敏元件灵敏元件传动机构传动机构示数装置示数装置ps 指针，指针，等分刻度度

26、盘等分刻度度盘将灵敏元件位移传动到指针将灵敏元件位移传动到指针第五章平面连杆机构机械式测量仪表的组成机械式测量仪表的组成灵敏元件灵敏元件传动机构传动机构示数装置示数装置ps 因灵敏元件的转化特性存在误差，故要求传动机构：因灵敏元件的转化特性存在误差，故要求传动机构： 具有调整环节以改变传动比；具有调整环节以改变传动比； 具有非线性补具有非线性补偿功能，以校正敏感元件特性的非线性误差。偿功能，以校正敏感元件特性的非线性误差。 曲柄滑块机构作为传动机构，可实现上述要求：曲柄滑块机构作为传动机构，可实现上述要求： 调整构件尺寸可改变传动比；调整构件尺寸可改变传动比； 曲柄滑块机构传曲柄滑块机构传动特

27、性具有非线性，利用其非线性可以抵消灵敏元件动特性具有非线性，利用其非线性可以抵消灵敏元件非线性误差，使仪表测量精度满足要求。非线性误差，使仪表测量精度满足要求。 第五章平面连杆机构解析法设计曲柄滑块机构解析法设计曲柄滑块机构一、曲柄滑块机构的传动特性一、曲柄滑块机构的传动特性 滑块位移滑块位移S与曲柄转角与曲柄转角 之间的关系称为之间的关系称为曲柄滑块机构的传动特性。曲柄滑块机构的传动特性。 Sf( )第五章平面连杆机构ABCseab+ 0 0 曲柄滑块机构曲柄滑块机构00 cossin cossin (sinsin)(coscos)oosCO C Obabaab00sincosbae200c

28、os1cosaeb2cos1cosaebyxCO220coscos(sinsin )11oaeaes abbb 曲柄滑块传动特性方程曲柄滑块传动特性方程第五章平面连杆机构当滑块为主动件时，机构的传动比：当滑块为主动件时，机构的传动比： 21( cos)sincoscos1didsaeaaebb第五章平面连杆机构为简化计算，便于制成相应图谱，特引入无为简化计算，便于制成相应图谱，特引入无量纲系数：量纲系数： 滑块相对位移滑块相对位移 连杆相对长度连杆相对长度 相对偏距相对偏距 代入曲柄滑块特性传动方程得：代入曲柄滑块特性传动方程得： 得相对传动比：得相对传动比：sabaea2222(sinsin

29、 )(cos)(cos)oosa 221(cos)sincos(cos)adidia|=0=1( , , , )if a b e第五章平面连杆机构相对传动比和绝对传动比之间的关系相对传动比和绝对传动比之间的关系adddiaaisddsda第五章平面连杆机构1( , , )aif 若确定，则得若确定，则得i ia a- - 图谱图谱曲柄滑块机构的曲线曲柄滑块机构的曲线1ia 第五章平面连杆机构二、非线性补偿设计二、非线性补偿设计 举例：压力表设计中的曲柄滑块机构举例：压力表设计中的曲柄滑块机构 （一）压力表设计任务要求：（一）压力表设计任务要求： a. 测量范围测量范围01Mpa b. 指针、度

30、盘示数，度盘标度指针、度盘示数，度盘标度角角270270，等分刻度等分刻度 c. 压力表精度为压力表精度为1.5级级解析法设计曲柄滑块机构解析法设计曲柄滑块机构第五章平面连杆机构压力表测量允许误差压力表测量允许误差 1.5级表测量允许误差为：在测量范围内级表测量允许误差为：在测量范围内任一压力处测量值与标准值（标准表的示任一压力处测量值与标准值（标准表的示值）之差小于满幅压力值）之差小于满幅压力pmax 1.5%。 即仪表允许误差即仪表允许误差 为为 1Mpa 1.5% 0.015Mpa第五章平面连杆机构若压力表示值曲线全部在两条平行虚线内，若压力表示值曲线全部在两条平行虚线内，仪表为合格。仪

31、表为合格。 图中在满幅压力和中间一段压力处测量误图中在满幅压力和中间一段压力处测量误差大于允许误差，为不合格！差大于允许误差，为不合格！ P (Mpa ) 27010压力表示值压力表示值标准表示值标准表示值测测量量允允许许误误差差 第五章平面连杆机构（二）弹簧管特性（二）弹簧管特性 测量压力的敏感元件弹簧管测量压力的敏感元件弹簧管自由端自由端封闭封闭第五章平面连杆机构 在被测压力在被测压力p的作的作用下，弹簧管自由端用下，弹簧管自由端沿固定方向产生直线沿固定方向产生直线位移位移s，该直线与自，该直线与自由端切线由端切线t-t成成 角，角， 由弹簧管中心角由弹簧管中心角 0决决定。即定。即 f

32、( 0)。 自由端位移自由端位移s与压与压力力p成正比，即成正比，即s=Ks p，故弹簧管，故弹簧管具有线性转换特性。具有线性转换特性。R0 0Otts pC第五章平面连杆机构（三）线性传动方案（三）线性传动方案弹簧管弹簧管齿轮传动齿轮传动指针度盘指针度盘ps(线性转换)(线性传动)(线性刻度)Otts pC第五章平面连杆机构 批量生产中的弹簧管批量生产中的弹簧管特性离散度很大，并存特性离散度很大，并存在非线性，造成满幅测在非线性，造成满幅测量值或某一段测量值超量值或某一段测量值超差。而齿轮为恒定传动差。而齿轮为恒定传动比传动，对传动比没有比传动，对传动比没有调整功能。故此方案不调整功能。故此

33、方案不能满足仪表测量精度要能满足仪表测量精度要求。求。Otts pC 第五章平面连杆机构（四）加入曲柄滑块机构进行非线性补偿方案（四）加入曲柄滑块机构进行非线性补偿方案 采用二级放大传动，第一级为曲柄滑块机采用二级放大传动，第一级为曲柄滑块机构，用于非线性补偿，应按近似线性传动特构，用于非线性补偿，应按近似线性传动特性设计机构参数；第二级为齿轮传动。性设计机构参数；第二级为齿轮传动。弹簧管弹簧管齿轮齿轮指针度盘指针度盘ps(线性转换)(线性传动)(线性刻度)曲柄滑块曲柄滑块(近似线性传动)第五章平面连杆机构曲柄滑块机构设计的原始数据曲柄滑块机构设计的原始数据 滑块最大位移滑块最大位移smax：

34、 smax即弹簧管满幅压力即弹簧管满幅压力 时位移。时位移。 曲柄工作转角曲柄工作转角 g： g=270/i2 i2 二级齿轮传动比二级齿轮传动比Otts pC 0eBAEab第五章平面连杆机构曲柄滑块机构的设计步骤曲柄滑块机构的设计步骤 初步选定曲柄滑块初步选定曲柄滑块 机构的机构的 、 的值，即的值，即 在在 曲线谱中选定曲线谱中选定 一条曲线。一条曲线。 ia =1 4Oia 第五章平面连杆机构曲柄滑块机构设计步骤曲柄滑块机构设计步骤 确定曲柄滑块机构的工作区间。因其传确定曲柄滑块机构的工作区间。因其传动特性为近似线性，故工作区间在极值点附动特性为近似线性，故工作区间在极值点附近。近。 以一定步长，利用式以一定步长，利用式 搜索曲线极值点搜索曲线极值点 e。 221cos(cos)sin/(cos)ai第五章平面连杆机构 以极值点以极值点 e对称分布找出初始角对称分布找出初始角 0(H点点)和终止点和终止点 z(F点点)，及对应的，及对应的iaH 、 iaF。 有有 0 e g/2 z e g