机械基础连杆机构课件1

1、机械工程系 张琳7-1 7-1 平面连杆机构的平面连杆机构的特点特点 7-2 7-2 铰链四杆机构的铰链四杆机构的组成与分类组成与分类 7-3 7-3 铰链四杆机构的铰链四杆机构的基本性质基本性质 7-4 7-4 铰链四杆机构的铰链四杆机构的演化演化7-57-5铰链四杆机构的铰链四杆机构的设计设计 无论是在生活中，还是生产中，各种各样的机构都是为人们的生活和工作服务。例如门窗、天平秤、铲土机、火车等。公交车门汽车卸货机构7-1 平面连杆机构的特点1.平面连杆机构：由一些刚性构件用转动副或移动副相互连接而成， 在同一平面或相互平行平面内运动的机构。平面连 杆中的运动副都是低副，因此平面连杆机构是

2、低副 机构。 港口起重机夹具机构2.四杆机构：最常用的平面连杆机构具有四个构件的低副机构。 平面铰链四杆机构：构件间以四个转动副相连的平面四杆机构，是四杆 机构的基本形式也是其他多杆机构的基础。图中四根杆均以转动副连接，该机构为铰链四杆机构图中杆件间的连接，除了转动副以外，构件3与4以移动副连接，该机构为滑块四杆机构3.平面连杆机构主要优点和缺点：优点：1）采用低副。面接触、承载大、便于润滑、不易磨损、 形状简 单、易加工、容易获得较高的制造精度。 2）改变杆的相对长度，从动件运动规律不同。 3）连杆曲线丰富。可满足不同要求。缺点：1）构件和运动副多，累积误差大、运动精度低、效率低。 2）产生

3、动载荷（惯性力），不适合高速。 3）设计复杂，难以实现精确的轨迹。铰链四杆机构7-2 铰链四杆机构的组成与分类A AD DC CB B构件（连架杆1）构件2（连杆）构件3（连架杆2）构件4（机架）曲柄如果连架杆能作整周旋转，则称为曲柄。摇杆如果架杆仅能在一角度（小于180）范围内摇摆，则为摇杆。铰链四杆机构分类曲柄摇杆机构双曲柄机构双摇杆机构一、曲柄摇杆机构1.曲柄摇杆机构的特点 曲柄曲柄连杆连杆摇杆摇杆A AD DC CB B一个是曲柄一个是摇杆2.曲柄摇杆机构的应用实例1）缝纫机踏板机构：摇杆主动2)卫星接收装置：曲柄主动3)汽车玻璃窗雨刷:摇杆主动4)搅拌器: 曲柄主动二、双曲柄机构1.

4、双曲柄机构的特点：铰链四杆机构中的两连架杆均为曲柄。 2.双曲柄机构的种类：不等长双曲柄机构平行双曲柄机构反向双曲柄机构1）不等长双曲柄机构及应用实例：惯性筛特点：主动曲柄匀速转动 ，从动曲柄变速转动转动，通过 构件使筛子产生变速直线运动。2）平行双曲柄机构及应用实例：天平特点：利用平行双曲柄机构中两曲柄的转向和角速度均相同 的特性，保证两天平盘始终处于水平状态。3）反向双曲柄机构及应用实例：汽车车门启闭机构特点：两曲柄的转向相反，角速度也不相同。三、双摇杆机构1.双曲柄机构的特点：铰链四杆机构中的两连架杆均为摇杆。 2.双摇杆机构的应用实例1）飞机起落架2）港口起重机特点：选择连杆上合适的点

5、，轨迹为近似的水平直线7-3 铰链四杆机构的基本性质急回特性死点位置曲柄存在的条件基本特性基本特性一、曲柄存在的条件1.曲柄存在的条件 最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其他两杆长度长度之和。连架杆和机架中必有一杆是最短杆。43214231324141llllDCAllllllllDCAll 由由由由若若44342441,:llllllll同同样样得得若若2.铰链四杆机构三种基本类型形成的条件杆长条件机架条件机构类型满足杆长之和条件最短杆相邻的杆为机架曲柄摇杆机构最短杆本身为机架双曲柄机构最短杆相对的杆为机架双摇杆机构（I）不满足杆长之和条件任意杆为机架双摇杆机构（II）二、急回特性1.急回特

6、性的定义：原动件作匀速转动，从动件作往复运动的机构，从动件在返回行程中的平均速度大于工作行程的平均速度的特性，称为急回特性。2. 输出件CD的两极限位置当AB与BC两次共线时，输出件CD处于两极限位置。极位夹角：当摇杆处于两极限位置时，对应的曲柄位置线所夹的锐角。B2C2B1C11A211C34BDabcd2摆角摆角极位夹角极位夹角 v1v2曲柄转角 1801对应的时间111/t摇杆点C的平均速度1802122/t1121/vC Ct2212/vC Ct3.输出件的行程速度变化系数K K:从动件快行程平均速度v2与慢行程平均速度v1之比。11180KK180180212112ttvvK平面四杆

7、机构具有急回特性的条件1）原动件作等速整周转动2）输出件作往复运动3）0三、死点位置1.死点位置的定义：在曲柄摇机构中，若摇杆为主动件，当摇杆处于两 极限位置时，从动曲柄与连杆共线，主动摇杆通过 连杆传给从动曲柄的作用力通过曲柄的转动中心， 此时曲柄的压力角=90，传动角=0,因此无 法推动曲柄转动，机构的这个位置称为死点位置。 主动件主动件2.死点位置出现的现象实例 2.对死点位置的克服和利用 1）克服止点：为了使机构能顺利地通过死点位置，通常在从动件轴上安装飞轮，利用飞轮的惯性通过死点位置。也可采用多组机构交错排列的方法，如：两组机构交错排列，使左右两机构不同时处于死点位置。 2）利用止点

8、：在工程上有时也需利用机构的死点位置来进行工作。 例如：飞机的起落架、折叠式家具和夹具等机构。如图所示2.对死点位置的克服顺利通过死点位置的措施：利用系统的惯性 多组错列蒸汽机车驱动轮联动机构 利用机构错位排列缝纫机踏板机构利用惯性3.对死点位置的利用1） 工件夹紧机构-机构不会松脱 2） 飞机起落架-落地后地面对机轮的力不会使杆CD转动（B、C、D 三点共线），从而保证飞机安全可靠降落。7-3 铰链四杆机构的演化偏心轮机构导杆机构曲柄滑块机构演化一、曲柄滑块机构1.曲柄滑块机构：具有一个曲柄和一个滑块的平面四杆机构。是由曲柄摇 杆机构演化过来的。2.具体演化过程如下：曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构

9、偏置曲柄滑块机构偏置曲柄滑块机构 曲柄曲线滑块机构曲柄曲线滑块机构对心曲柄滑块机构对心曲柄滑块机构 3.曲柄滑块机构的应用实例滑块为主动件：应用于内燃机气缸等内燃机内燃机二、偏心轮机构1.偏心轮机构：当曲柄较短时，往往用一个旋转中心与几何中心不重合的 偏心轮代替曲柄。2.具体演化过程如下：3.偏心轮机构的应用实例偏心轮用于受力较大且滑块行程较小的剪床、鄂式破碎机等机械中三、导杆机构1.导杆机构：机构中与另一运动构件组成移动副的构件，连架杆中至少有 一个构件为导杆。2.具体演化过程如下：(a)曲柄转动导杆机构(b)曲柄摆动导杆机构(c)曲柄摇块机构(d)定块机构3.导杆机构的应用实例1）转动导杆机构转动导杆机构小型牛头刨床小型牛头刨床应用小型牛头刨床2）摆动导杆机构应用牛头刨床刨刀切削机构3）曲柄摇块机构自卸汽车应用自卸汽车卸料机构 曲柄摇块机构4）移动导杆机构(定块机构）移动导杆机构移动导杆机构手动压水机手动压水机应用：手动抽水机7-5铰链四杆机构的设计例：按给定的从动件的行程和K设计铰链四杆机构1) 1(180kk1.设计过程D DC2C1A111A BlB CllA BlB CO 90EB2B122222ACACECAB2.设计步骤1）由k计算极位夹角2）任选固定铰链中心D ,由l4和作出摇杆的两极限位置C1D和C2D3）连接C