chap5平面连杆机构及其设计

1、机械基础及工程力学系王震国Mechanical Design机械原 理第五章第五章 平面连杆平面连杆机构及其设计机构及其设计机械基础及工程力学系王震国第五章第五章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计Mechanical Design51 概述概述52 平面连杆机构的基本类型及其演化平面连杆机构的基本类型及其演化53 平面连杆机构的工作特性平面连杆机构的工作特性54 平面四杆机构的设计平面四杆机构的设计机械基础及工程力学系王震国第五章第五章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计Mechanical Design 概 述平面连杆机构平面连杆机构连杆机构实例连杆机构实例契别谢夫四足契别谢夫

2、四足步行机构步行机构机械基础及工程力学系王震国第五章第五章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计Mechanical Design 概 述平面连杆机构平面连杆机构常见连杆机构常见连杆机构铰链四杆机构铰链四杆机构导杆机构导杆机构曲柄滑块机构曲柄滑块机构机械基础及工程力学系王震国第五章第五章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计Mechanical Design 概 述平面连杆机构平面连杆机构连杆机构特点：连杆机构特点：这些机构的共同特点是机构的原动件和从动件都要经过这些机构的共同特点是机构的原动件和从动件都要经过连杆来进行运动的传递，故通称为连杆机构连杆来进行运动的传递，故通称为连杆机构

3、机构中的运动副一般均为低副，故也称为低副机构。其机构中的运动副一般均为低副，故也称为低副机构。其构件通常称为构件通常称为“杆杆”，如四杆机构、六杆机构，如四杆机构、六杆机构机械基础及工程力学系王震国第五章第五章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计Mechanical Design 概 述平面连杆机构平面连杆机构连杆机构传动特点：连杆机构传动特点：采用低副。面接触、承载大、便于润滑、不易磨损形状简采用低副。面接触、承载大、便于润滑、不易磨损形状简单、易加工。单、易加工。改变杆的相对长度，从动件运动规律不同。改变杆的相对长度，从动件运动规律不同。连杆曲线丰富。可满足不同要求。连杆曲线丰富。可

4、满足不同要求。构件呈构件呈“杆杆”状、传递路线长。状、传递路线长。机械基础及工程力学系王震国第五章第五章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计Mechanical Design 概 述平面连杆机构平面连杆机构连杆机构传动缺点：连杆机构传动缺点：构件和运动副多，累积误差大、运动精度低、效率低构件和运动副多，累积误差大、运动精度低、效率低。产生动载荷（惯性力），不适合高速运动。产生动载荷（惯性力），不适合高速运动。一般只能近似地满足运动规律要求，难以实现精确的轨迹一般只能近似地满足运动规律要求，难以实现精确的轨迹机械基础及工程力学系王震国第五章第五章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计M

5、echanical Design 概 述平面连杆机构平面连杆机构常以构件数命名：常以构件数命名：四杆机构、多杆机构。四杆机构、多杆机构。本章重点内容是介绍四杆机构。本章重点内容是介绍四杆机构。机械基础及工程力学系王震国第五章第五章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计Mechanical Design平面连杆机构的基本类型平面连杆机构的基本类型平面连杆机构的基本类型平面连杆机构的基本类型是平面连杆机构的基本类型是铰链四杆机构铰链四杆机构其他平面连杆机构都可看作由铰链四杆机构演化而来其他平面连杆机构都可看作由铰链四杆机构演化而来机械基础及工程力学系王震国第五章第五章 平面连杆机构及其设计平面

6、连杆机构及其设计Mechanical Design平面连杆机构的基本类型平面连杆机构的基本类型平面连杆机构的基本类型相关名词概念：相关名词概念：曲柄曲柄作整周定轴回转的连架杆；作整周定轴回转的连架杆；连架杆连架杆与机架相联的构件；与机架相联的构件；摇杆摇杆作定轴摆动的连架杆；作定轴摆动的连架杆；机械基础及工程力学系王震国第五章第五章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计Mechanical Design平面连杆机构的基本类型平面连杆机构的基本类型平面连杆机构的基本类型相关名词概念：相关名词概念：连杆连杆作平面运动的构件；作平面运动的构件；周转副周转副能作能作360 360 相对回转的运动副

7、；相对回转的运动副；摆转副摆转副只能作有限角度摆动的运动副。只能作有限角度摆动的运动副。机械基础及工程力学系王震国第五章第五章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计Mechanical Design平面连杆机构的基本类型铰链四杆机构的基本类型铰链四杆机构的基本类型曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构特征：曲柄摇杆特征：曲柄摇杆作用：将曲柄的整周回转转变为摇杆的往复摆动。如作用：将曲柄的整周回转转变为摇杆的往复摆动。如雷达天线等。雷达天线等。机械基础及工程力学系王震国第五章第五章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计Mechanical Design平面连杆机构的基本类型铰链四杆机构的基本类型铰链四

8、杆机构的基本类型曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构机械基础及工程力学系王震国第五章第五章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计Mechanical Design平面连杆机构的基本类型铰链四杆机构的基本类型铰链四杆机构的基本类型曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构机械基础及工程力学系王震国第五章第五章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计Mechanical Design平面连杆机构的基本类型铰链四杆机构的基本类型铰链四杆机构的基本类型（2 2）双曲柄机构）双曲柄机构特征：两个曲柄特征：两个曲柄作用：将等速回转转变作用：将等速回转转变为等速为等速或或变速变速回转。如惯性筛等。回转。如惯性筛等。机械基础及工程力

9、学系王震国第五章第五章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计Mechanical Design平面连杆机构的基本类型铰链四杆机构的基本类型铰链四杆机构的基本类型双曲柄机构双曲柄机构ABDC1234E6惯性筛机构惯性筛机构31机械基础及工程力学系王震国第五章第五章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计Mechanical Design平面连杆机构的基本类型铰链四杆机构的基本类型铰链四杆机构的基本类型双曲柄机构双曲柄机构耕耕地地料料斗斗DCAB播种机料斗机构播种机料斗机构机械基础及工程力学系王震国第五章第五章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计Mechanical Design平面连

10、杆机构的基本类型铰链四杆机构的基本类型铰链四杆机构的基本类型双曲柄机构双曲柄机构ADBC摄影平台摄影平台机械基础及工程力学系王震国第五章第五章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计Mechanical Design平面连杆机构的基本类型铰链四杆机构的基本类型铰链四杆机构的基本类型双曲柄机构双曲柄机构反平行四边形机构反平行四边形机构反向反向机械基础及工程力学系王震国第五章第五章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计Mechanical Design平面连杆机构的基本类型铰链四杆机构的基本类型铰链四杆机构的基本类型双摇杆机构双摇杆机构特征：两个摇杆特征：两个摇杆应用举例：铸造翻箱机构应用举

11、例：铸造翻箱机构特例：等腰梯形机构汽车转向机构特例：等腰梯形机构汽车转向机构、风扇摇头机构、风扇摇头机构ABDCBC机械基础及工程力学系王震国第五章第五章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计Mechanical Design平面连杆机构的基本类型铰链四杆机构的基本类型铰链四杆机构的基本类型双摇杆机构双摇杆机构电机电机ABDC风扇座风扇座蜗轮蜗轮蜗杆蜗杆机械基础及工程力学系王震国第五章第五章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计Mechanical Design平面连杆机构的基本类型铰链四杆机构的基本类型铰链四杆机构的基本类型双摇杆机构双摇杆机构ABDCE机械基础及工程力学系王震国第五

12、章第五章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计Mechanical Design平面连杆机构的演化平面四杆机构的演化形式平面四杆机构的演化形式改变构件的形状和运动尺寸改变构件的形状和运动尺寸偏心曲柄滑块机构偏心曲柄滑块机构曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构曲柄滑块机构曲柄滑块机构机械基础及工程力学系王震国第五章第五章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计Mechanical Design平面连杆机构的演化平面四杆机构的演化形式平面四杆机构的演化形式改变构件的形状和运动尺寸改变构件的形状和运动尺寸对心曲柄滑块机构对心曲柄滑块机构双滑块机构双滑块机构 正弦机构正弦机构ss=l sin 机械基础及工程

13、力学系王震国第五章第五章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计Mechanical Design平面连杆机构的演化平面四杆机构的演化形式平面四杆机构的演化形式改变运动副的尺寸改变运动副的尺寸偏心轮机构偏心轮机构机械基础及工程力学系王震国第五章第五章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计Mechanical Design平面连杆机构的演化平面四杆机构的演化形式平面四杆机构的演化形式改变运动副的尺寸改变运动副的尺寸机械基础及工程力学系王震国第五章第五章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计Mechanical Design平面连杆机构的演化平面四杆机构的演化形式平面四杆机构的演化形式选

14、不同的构件为机架选不同的构件为机架导杆机构导杆机构314A2BC314A2BC曲柄滑块机构曲柄滑块机构摆动导杆机构摆动导杆机构转动导杆机构转动导杆机构这种通过选择不同构件作为机架以获得不同机构的方法称为：这种通过选择不同构件作为机架以获得不同机构的方法称为：-机构的倒置机构的倒置机械基础及工程力学系王震国第五章第五章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计Mechanical Design平面连杆机构的演化平面四杆机构的演化形式平面四杆机构的演化形式选不同的构件为机架选不同的构件为机架摇块机构摇块机构3 31 14 4A A2 2B BC C314A2BC直动滑杆机构直动滑杆机构机械基础及工

15、程力学系王震国第五章第五章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计Mechanical Design平面连杆机构的演化平面四杆机构的演化形式平面四杆机构的演化形式选不同的构件为机架选不同的构件为机架机械基础及工程力学系王震国第五章第五章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计Mechanical Design平面连杆机构的演化平面四杆机构的演化形式平面四杆机构的演化形式选不同的构件为机架选不同的构件为机架牛头刨床牛头刨床ABDC1243C2C1机械基础及工程力学系王震国第五章第五章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计Mechanical Design平面连杆机构的演化平面四杆机构的演

16、化形式平面四杆机构的演化形式选不同的构件为机架选不同的构件为机架B234C1A自卸卡车举升机构自卸卡车举升机构B34C1A24A1B23C13C4AB2A1C234B机械基础及工程力学系王震国第五章第五章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计Mechanical Design平面连杆机构的演化平面四杆机构的演化形式平面四杆机构的演化形式选不同的构件为机架选不同的构件为机架ABC3214手摇唧筒手摇唧筒机械基础及工程力学系王震国第五章第五章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计Mechanical Design平面连杆机构的演化平面四杆机构的演化形式平面四杆机构的演化形式运动副元素的逆换

17、运动副元素的逆换将低副两运动副元素的包容关系进行逆换，不影响两将低副两运动副元素的包容关系进行逆换，不影响两构件之间的相对运动。构件之间的相对运动。导杆机构导杆机构摇块机构摇块机构4 43 32 21 13 32 21 14 4机械基础及工程力学系王震国第五章第五章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计Mechanical Design平面连杆机构的工作特性平面四杆机构有曲柄的条件平面四杆机构有曲柄的条件铰链四杆机构各杆的长度如图所示铰链四杆机构各杆的长度如图所示设设ad, ,连架杆若能整周回转，必有两次与机架共线连架杆若能整周回转，必有两次与机架共线abdcCBADB”则由则由BCD可得

18、：可得：三角形任意两边之和大于第三边a+db+c机械基础及工程力学系王震国第五章第五章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计Mechanical Design平面连杆机构的工作特性平面四杆机构有曲柄的条件平面四杆机构有曲柄的条件铰链四杆机构各杆的长度如图所示铰链四杆机构各杆的长度如图所示设设ad，同理有：，同理有： da, db, dcAD为最短杆为最短杆ad中必有一个是机架机械基础及工程力学系王震国第五章第五章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计Mechanical Design平面连杆机构的工作特性平面四杆机构有曲柄的条件平面四杆机构有曲柄的条件2.连架杆或机架之一为最短杆。连架

19、杆或机架之一为最短杆。曲柄存在的条件：曲柄存在的条件：1. 最长杆与最短杆的长度之和应最长杆与最短杆的长度之和应其他两杆长度之和其他两杆长度之和此时，铰链此时，铰链A为周转副。为周转副。 称为称为杆长条件杆长条件。机械基础及工程力学系王震国第五章第五章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计Mechanical Design平面连杆机构的工作特性平面四杆机构有曲柄的条件平面四杆机构有曲柄的条件 当满足杆长条件时，说明存在周转副，当选择不同的当满足杆长条件时，说明存在周转副，当选择不同的构件作为机架时，可得不同的机构。如：构件作为机架时，可得不同的机构。如：曲柄摇杆、曲柄摇杆、 双曲柄、双曲柄

20、、 双摇杆机构双摇杆机构。机械基础及工程力学系王震国第五章第五章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计Mechanical Design平面连杆机构的工作特性平面四杆机构有曲柄的条件平面四杆机构有曲柄的条件 当不满足杆长条件时，说明不存在周转副，无论选择当不满足杆长条件时，说明不存在周转副，无论选择哪个构件作为机架时，得到的都是双摇杆机构哪个构件作为机架时，得到的都是双摇杆机构机械基础及工程力学系王震国第五章第五章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计Mechanical Design平面连杆机构的工作特性急回运动急回运动在曲柄摇杆机构中，当曲柄与连杆两次共线时，摇杆位于两个在曲柄摇杆

21、机构中，当曲柄与连杆两次共线时，摇杆位于两个极限位置，简称极限位置，简称极位极位。ABCDB1C1ADC2B2180180此两处曲柄之间的夹角此两处曲柄之间的夹角 称为称为极位夹角极位夹角。机械基础及工程力学系王震国第五章第五章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计Mechanical Design平面连杆机构的工作特性急回运动急回运动ABCDB1C1ADC2B2180180当曲柄以当曲柄以逆时针转过逆时针转过180+时，摇杆从时，摇杆从C1D位置摆到位置摆到C2D。所花时间为所花时间为t1 , , 平均速度为平均速度为V1, ,那么有：那么有：/ )180(1t1211tCCV )180

22、/(21CC机械基础及工程力学系王震国第五章第五章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计Mechanical Design平面连杆机构的工作特性急回运动急回运动ABCDB1C1ADC2B2180180当曲柄以当曲柄以继续转过继续转过180- -时，摇杆从时，摇杆从C2D位置摆到位置摆到C1D。所花时间为所花时间为t2 , , 平均速度为平均速度为V2, ,那么有：那么有：/ )180(2t2212tCCV )180/(21CC机械基础及工程力学系王震国第五章第五章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计Mechanical Design平面连杆机构的工作特性急回运动急回运动ABCDB1C

23、1ADC2B2180180因曲柄转角不同，故摇杆来回摆动的时间不一样，平因曲柄转角不同，故摇杆来回摆动的时间不一样，平均速度也不等。均速度也不等。并且：并且：t t1 1 tt2 2 V V2 2 V V1 1摇杆的这种特性称为摇杆的这种特性称为急急回运动回运动。机械基础及工程力学系王震国第五章第五章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计Mechanical Design平面连杆机构的工作特性急回运动急回运动ABCDB1C1ADC2B2180180用以下比值表示急回程度：用以下比值表示急回程度：12VVK 18018021tt称称K为为行程速比系数行程速比系数。122121tCCtCC机械

24、基础及工程力学系王震国第五章第五章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计Mechanical Design平面连杆机构的工作特性急回运动急回运动ABCDB1C1ADC2B2180180越大，越大，K值越大，急回性质越明显。值越大，急回性质越明显。11180KK:180180可得由K机械基础及工程力学系王震国第五章第五章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计Mechanical Design平面连杆机构的工作特性急回运动急回运动曲柄滑块机构的急回特性曲柄滑块机构的急回特性180180180180-机械基础及工程力学系王震国第五章第五章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计Mechan

25、ical Design平面连杆机构的工作特性压力角和传动角压力角和传动角PABCDPt Pn切向分力切向分力: : P Pt t= Pcos= Pcos法向分力法向分力: : P Pn n= Pcos= Pcos P Pt t可用可用的大小来表示机构的大小来表示机构传动力性能的好坏传动力性能的好坏, ,对传动有利对传动有利。= Psin= Psin称称为为传动角传动角称为压力角，是从动件运动方向和所受的作用力称为压力角，是从动件运动方向和所受的作用力之间所夹的锐角之间所夹的锐角机械基础及工程力学系王震国第五章第五章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计Mechanical Design平面

26、连杆机构的工作特性压力角和传动角压力角和传动角PABCDPt Pn为了保证机构良好的传力性能，设计时要求为了保证机构良好的传力性能，设计时要求: :minmin5050min出现的位置：出现的位置：当当BCD90BCD90时，时，BCDBCD机械基础及工程力学系王震国第五章第五章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计Mechanical Design平面连杆机构的工作特性压力角和传动角压力角和传动角为了保证机构良好的传力性能，设计时要求为了保证机构良好的传力性能，设计时要求: :minmin5050min出现的位置：出现的位置：CDBAP当当BCD90时，时， 180180- BCD- B

27、CD机械基础及工程力学系王震国第五章第五章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计Mechanical Design平面连杆机构的工作特性压力角和传动角压力角和传动角当当BCDBCD最小或最大时，都有可能出现最小或最大时，都有可能出现minmin此位置一定是：此位置一定是： 主动件与机架共线两处之一。主动件与机架共线两处之一。由余弦定律有：由余弦定律有： B B1 1C C1 1D Darccosbarccosb2 2+c+c2 2-(d-a)-(d-a)2 2/2bc/2bc若若B B1 1C C1 1D90D90, ,则则 1 1BB1 1C C1 1D D机械基础及工程力学系王震国第五

28、章第五章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计Mechanical Design平面连杆机构的工作特性压力角和传动角压力角和传动角 B B2 2C C2 2D Darccosbarccosb2 2+c+c2 2-(d+a)-(d+a)2 2/2bc/2bc若若B B2 2C C2 2D90D90, , 则则 2 2180180-B-B2 2C C2 2D DminminBB1 1C C1 1D, 180D, 180-B-B2 2C C2 2DDminmin机构的传动角一般在运动链最终一个从动件上度量。机构的传动角一般在运动链最终一个从动件上度量。机械基础及工程力学系王震国第五章第五章 平面

29、连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计Mechanical Design平面连杆机构的工作特性机构的死点位置机构的死点位置在铰链四杆机构中，若以在铰链四杆机构中，若以摇杆为主动件，摇杆为主动件，且连杆与且连杆与曲柄两次共线曲柄两次共线时时，有：，有：0 0此时此时机构不能运动机构不能运动. .称此位置为：称此位置为：“死点死点”机械基础及工程力学系王震国第五章第五章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计Mechanical Design平面连杆机构的工作特性机构的死点位置机构的死点位置避免措施：避免措施： 两组机构错开排列，如火车轮机构两组机构错开排列，如火车轮机构; ;AEDGBFCABE

30、FDCG机械基础及工程力学系王震国第五章第五章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计Mechanical Design平面连杆机构的工作特性机构的死点位置机构的死点位置避免措施：避免措施：靠飞轮的惯性（如内然机、缝纫机等）。靠飞轮的惯性（如内然机、缝纫机等）。机械基础及工程力学系王震国第五章第五章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计Mechanical Design平面连杆机构的工作特性机构的死点位置机构的死点位置也可以利用死点进行工作也可以利用死点进行工作：起落架、钻夹具等起落架、钻夹具等。ABDC飞机起落架飞机起落架ABCDF=0=0机械基础及工程力学系王震国第五章第五章 平面连

31、杆机构及其设计平面连杆机构及其设计Mechanical Design平面连杆机构的工作特性机构的死点位置机构的死点位置ABCD1234P钻孔夹具钻孔夹具工件工件ABCD1234工件工件P=0=0T机械基础及工程力学系王震国第五章第五章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计Mechanical Design平面四杆机构的设计连杆机构设计的基本问题连杆机构设计的基本问题连杆机构设计的基本问题是根据给定的要求选定机构的形连杆机构设计的基本问题是根据给定的要求选定机构的形式，确定各构件的尺寸，同时还要满足结构条件、动力条式，确定各构件的尺寸，同时还要满足结构条件、动力条件和运动连续条件件和运动连续

32、条件机构选型机构选型根据给定的运动要求选择机构的类型；根据给定的运动要求选择机构的类型；尺度综合尺度综合确定各构件的尺度参数确定各构件的尺度参数( (长度尺寸长度尺寸) )。机械基础及工程力学系王震国第五章第五章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计Mechanical Design平面四杆机构的设计连杆机构设计的基本问题连杆机构设计的基本问题连杆机构设计的基本问题是根据给定的要求选定机构的形连杆机构设计的基本问题是根据给定的要求选定机构的形式，确定各构件的尺寸，同时还要满足结构条件、动力条式，确定各构件的尺寸，同时还要满足结构条件、动力条件和运动连续条件件和运动连续条件要满足的其他辅助条

33、件：要满足的其他辅助条件：结构条件（如要求有曲柄、杆长比恰当、运动副结构合结构条件（如要求有曲柄、杆长比恰当、运动副结构合 理等）理等）; ;动力条件（如动力条件（如min）; ;运动连续性条件等。运动连续性条件等。机械基础及工程力学系王震国第五章第五章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计Mechanical Design平面四杆机构的设计连杆机构设计的基本问题连杆机构设计的基本问题连杆机构设计的基本问题是根据给定的要求选定机构的形连杆机构设计的基本问题是根据给定的要求选定机构的形式，确定各构件的尺寸，同时还要满足结构条件、动力条式，确定各构件的尺寸，同时还要满足结构条件、动力条件和运动

34、连续条件件和运动连续条件三类设计要求：三类设计要求：满足预定的运动规律，两连架杆转角对应；满足预定的运动规律，两连架杆转角对应；满足预定的连杆位置要求满足预定的连杆位置要求; ;满足预定的轨迹要求满足预定的轨迹要求。机械基础及工程力学系王震国第五章第五章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计Mechanical Design平面四杆机构的设计连杆机构设计的基本问题连杆机构设计的基本问题连杆机构设计的基本问题是根据给定的要求选定机构的形连杆机构设计的基本问题是根据给定的要求选定机构的形式，确定各构件的尺寸，同时还要满足结构条件、动力条式，确定各构件的尺寸，同时还要满足结构条件、动力条件和运动

35、连续条件件和运动连续条件给定的设计条件：给定的设计条件：几何条件（给定连架杆或连杆的位置）几何条件（给定连架杆或连杆的位置）运动条件（给定运动条件（给定K）动力条件（给定动力条件（给定min）机械基础及工程力学系王震国第五章第五章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计Mechanical Design平面四杆机构的设计连杆机构设计的基本问题连杆机构设计的基本问题连杆机构设计的基本问题是根据给定的要求选定机构的形连杆机构设计的基本问题是根据给定的要求选定机构的形式，确定各构件的尺寸，同时还要满足结构条件、动力条式，确定各构件的尺寸，同时还要满足结构条件、动力条件和运动连续条件件和运动连续条件

36、设计方法：设计方法：作图法作图法解析法解析法实验法实验法机械基础及工程力学系王震国第五章第五章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计Mechanical Design平面四杆机构的设计作图法设计连杆机构作图法设计连杆机构按照给定连杆位置设计四杆机构按照给定连杆位置设计四杆机构给定连杆两个位置：给定连杆两个位置：B1C1B2C2ADAD将铰链将铰链A、D分别选在分别选在B1B2，C1C2连线的垂直平分线上任意位置都能满连线的垂直平分线上任意位置都能满足设计要求。足设计要求。有无穷多组解。有无穷多组解。机械基础及工程力学系王震国第五章第五章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计Mechan

37、ical Design平面四杆机构的设计作图法设计连杆机构作图法设计连杆机构按照给定连杆位置设计四杆机构按照给定连杆位置设计四杆机构给定连杆三个位置：给定连杆三个位置：将铰链将铰链A选在选在B1B2，B2B3连线的垂连线的垂直平分线交点上，直平分线交点上，D选在选在C1C2、C2C3连线的垂直平分线交点上连线的垂直平分线交点上。有唯一解。有唯一解。B1C1B2C2B3C3AD机械基础及工程力学系王震国第五章第五章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计Mechanical Design平面四杆机构的设计作图法设计连杆机构作图法设计连杆机构按照给定两连架杆的对应位置设计四杆机构按照给定两连架杆

38、的对应位置设计四杆机构22B2E2 11B1E1AdDB333E3B21.任意选定构件任意选定构件ABAB的长度的长度2.连接连接B2 E2、DB2的得的得B2 E2D ，3. 绕绕D 将将B2 E2D旋转旋转1 -2得得B2点；点；机械基础及工程力学系王震国第五章第五章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计Mechanical Design平面四杆机构的设计作图法设计连杆机构作图法设计连杆机构按照给定两连架杆的对应位置设计四杆机构按照给定两连架杆的对应位置设计四杆机构 321321AB3B2B1E3E2E1dDB2B34.连接连接B3 E3、DB3得得B3 E3D ，5.绕绕D将将B3E

39、3D旋转旋转1 -3得得B3点点；机械基础及工程力学系王震国第五章第五章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计Mechanical Design平面四杆机构的设计作图法设计连杆机构作图法设计连杆机构按照给定两连架杆的对应位置设计四杆机构按照给定两连架杆的对应位置设计四杆机构 321321AB1E3E2E1dDB3B2C1B2C2B3C36. 由由B1 B2 B3 三点三点求圆心求圆心C3 。机械基础及工程力学系王震国第五章第五章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计Mechanical Design平面四杆机构的设计作图法设计连杆机构作图法设计连杆机构按照给定的行程速比系数设计四杆机构

40、按照给定的行程速比系数设计四杆机构曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构已知已知：CD杆长，摆角杆长，摆角及及K，设计此机构。步骤，设计此机构。步骤如下：如下：计算计算180(K-1)/(K+1);机械基础及工程力学系王震国第五章第五章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计Mechanical Design平面四杆机构的设计作图法设计连杆机构作图法设计连杆机构按照给定的行程速比系数设计四杆机构按照给定的行程速比系数设计四杆机构曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构90-PC1C2D任取一点任取一点D，作等腰三角形腰长，作等腰三角形腰长 为为CD，夹角为，夹角为;作作C2PC1C2，作，作C1P使使C2C1P=90,交于交于P; ;机械基础及工程力学系王震国第五章第五章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计Mechanical Design平面四杆机构的设计作图法设计连杆机构作图法设计连杆机构按照给定的行程速比系数设计四杆机构按照给定的行程速比系数设计四杆机构曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构90-PAEC1C2D作作P C1C2的外接圆，则的外接圆，则A点点必在此圆上。必在此圆上。选定选定A，设曲柄为，设曲柄为a，