平面连杆机构讲解课件

1、1第2章 平面连杆机构 2.1 平面四杆机构的基本形式 2.2 平面四杆机构的特性 2.3 其它形式的四杆机构 2.4 四杆机构的设计2 平面连杆机构:由若干个刚性构件，用低副（转动副或移动副）相互联接而组成的在同一平面或相互平行的平面内运动的机构，也称为平面低副机构。第2章 平面连杆机构 由四个构件通过低副联接而成的平面连杆机构称为平面四杆机构。它的应用非常广泛，而且是组成多杆机构的基础。 构件之间全部是用转动副联接的平面四连杆机构，称为铰链四连杆机构。 它是平面四杆机构中最基本的形式, 其他形式的四杆机构都是在它的基础上演化而成的。 铰链四杆机构32.1 平面四杆机构的基本形式1234AB

2、CD连杆连架杆连架杆机架机架参考系（固定件）连架杆与机架相联连杆不与机架相联基本构件连接架中能够相对于机架做360整圆周运动的构件； 称为曲柄；连架杆中不能够相对于机架做360 整圆运动，而只能在小于360 的范围内做往复摆动的构件， 称为摇杆。42.1 平面四杆机构的基本形式 2.1.1 铰链四杆机构的基本类型和应用一曲一摇二曲二摇52.1 平面四杆机构的基本形式1、曲柄摇杆机构特征：曲柄摇杆作用：曲柄(一般)原动件圆周转动（匀速）摇杆(一般)从动件往复摆动（变速）应用： 雷达天线、搅拌机、缝纫机、刮雨器、 破碎机雷达天线俯仰机构缝纫机踏板机构（ 摇杆主动 ）（ 曲柄主动 ）搅拌机构62.1

3、 平面四杆机构的基本形式2、双曲柄机构特征：两连架杆均为曲柄作用：应用：惯性筛主动曲柄: 匀速转动从动曲柄: 变速（或匀速）转动 惯性筛72.1 平面四杆机构的基本形式平行四边形机构特性：两曲柄同速同向转动 连杆作圆周平动AB = CDBC = AD相对两杆平行且相等的双曲柄机构。摄影平台升降机构机车车轮联动机构挖土机挖掘机构82.1 平面四杆机构的基本形式平行四边形机构在共线位置出现运动不确定；B2C2AB1C1D123B3C3C3措施：采用两组机构错开排列。机车轮联动机构92.1 平面四杆机构的基本形式反平行四边形机构相对两杆相等但不平行的双曲柄机构。特性：两曲柄转动方向相反 且角速度不相

4、等门窗启闭机构102.1 平面四杆机构的基本形式3、双摇杆机构特征：两连架杆均为摇杆作用：应用：风扇摇头机构、起重机、飞机起落架 主动摇杆: 摆动从动摇杆: 摆动 车辆前轮转向机构ABDC风扇座蜗轮蜗杆电机电机ABDC风扇座蜗轮蜗杆电机ABDC风扇座蜗轮蜗杆112.1 平面四杆机构的基本形式 2.1.2 曲柄存在的条件重 叠拉直共线B1C1B2C2ADDAabcd在B1C1D中:a+db+c 在B2C2D中:b (d-a)+c即 a+bd+c c(d-a)+b即 a+cd+b a d ， a b ， a c 将上式两两相加，可得：即AB杆为最短杆。122.1 平面四杆机构的基本形式 由上述关系

5、可推出在铰链四杆机构中，存在曲柄的条件：（1）最短杆与最长杆之和小于或等于其余两杆长度之和；（2）最短杆或其相邻杆为机架。 （1）在最短杆与最长杆之和小于或等于其余两杆长度之和条件下： a、取最短杆为机架时，两连架杆同时成为曲柄，则得双曲柄 机构。 （2）在最短杆与最长杆之和大于其余两杆长度之和条件下，该机构只能是双摇杆机构。根据曲柄存在的条件，推论：c、取与最短杆相对的杆件为机架，两连架杆都不能整周回转， 则得双摇杆机构。b、取最短杆相邻的杆件为机架，两连架杆中一个为曲柄，另 一个为摇杆，则得曲柄摇杆机构。132.1 平面四杆机构的基本形式e.g.1 如图，当分别取1、2、3、4为机架各获得

6、何种机构？ 142.2 平面四杆机构的特性 2.2.1 急回运动特性BACDC1B1C2B2摇杆摆角：摇杆CD两极限位置间的夹角。 极位夹角 ：此时曲柄AB对应位置所夹的锐角。 1= 180+； 2= 180-曲 柄摇 杆工作行程B1B2 (1，t1) C1C2 (，t1)空回行程B2B1 (2，t2) C2C1 (，t2) 即 1 2 , t1t2 v2 =C1C2/t2 v1 =C1C2/t1铰链C的平均速度：v11；设计新机械时，往往先给定K值，于是: 152.2 平面四杆机构的特性 2.2.2 压力角与传动角FnFvcACDl2l4l1Bl311234CBC”B”Ft压力角：从动件受力

7、点受力方向与速度方向之间所夹之锐角。作用在从动件受力点的力为F,有效分力无效分力 分解:传动角：压力角的余角。即： 900 -。传力要求 min 400500。常用来检验传力性能。愈大，机构传力性能愈好。 162.2 平面四杆机构的特性 2.2.3 死点位置（主动件条件）蒸汽机车车轮联动机构 当摇杆为主动件，连杆和曲柄共线时（传动角 =00 ），过铰链中心A的力，对A点不产生力矩，不能使曲柄转动，机构的这种位置称为死点位置。B1C1=00=00 克服止点位置的措施 利用惯性力（如缝纫机踏板） 相同机构错位排列4ABCD231B2C2AD当摇杆为主动件，机构的这种位置称为死点位置 。172.2

8、平面四杆机构的特性 死点位置的利用 夹紧装置飞机起落架分合闸机构182.3 其他形式的四杆机构 2.3.1 含有一个移动副的四杆机构1、曲柄滑块机构（改变构件的形状和运动副）192.3 其他形式的四杆机构2、导杆机构导杆机构314A2BC 曲柄滑块机构314A2BC转动导杆机构摆动导杆机构（选用不同的构件为机架） 导杆机构 摇块机构 定块机构 202.3 其他形式的四杆机构3、摇块机构和定块机构（选用不同的构件为机架）自卸货车（摇块机构）手压抽水机（定快机构）212.3 其他形式的四杆机构 2.3.2 含有两个移动副的四杆机构1、双滑块机构（改变构件的形状和运动副）椭圆仪机构对心曲柄滑块 双滑

9、块222.3 其他形式的四杆机构平面四杆机构铰链四杆机构 (全转动副)含有一个移动副的平面四杆机构 曲柄摇杆机构 双曲柄机构 双摇杆机构 双滑块机构 含有二个移动副的平面四杆机构曲柄滑块机构 曲柄导杆机构 曲柄摇块机构 移动导杆机构 232.4 平面四杆机构的设计平面四杆机构设计的任务： 根据机构的工作要求和设计条件，选定机构的形式，确定出机构各构件的尺寸参数，并绘出机构运动简图。 平面四杆机构设计的类型： （1）按照给定的点的运动轨迹设计四杆机构，称为轨迹设计； （2）按照给定的运动规律（位置、速度、加速度）设计四杆机构，称为位置设计。平面四杆机构设计的方法： 图解法、几何作图法、实验法242.4 平面四杆机构的设计解： 分别作 和 的垂直平分线，其交点为铰链中心A的位置 ； 分别作 和 的垂直平分线，其交点为铰链中心D的位置 。 设计有唯一解。1、按照给定连杆位置设计四杆机构 已知连杆长度和给定的三个位置，试设计一铰链四杆机构。C1B1B2C2B3C3b12c12b23c23B1AD252.4 平面四杆机构的设计2、按照给定的运动规律设计四杆机构已知摇杆长 、摆角 和行程速比系数K，设计曲柄摇杆机构。 MNPB2B1C2EADC1思路：搞清A、C1、 C2三点所在圆和角的 关系。设