平面连杆机构讲解课件

1、第三章 平面连杆机构第一节 铰链四杆机构及其演化第二节 平面四杆机构的基本特性 第三节 实现运动要求的机构参数图解 法实例 第四节 构件和运动副的结构 概念 缺点：效率低；累计运动误差较大；高速运转时不平衡动载荷较大，且难于消除。运动副全是转动副机架连架杆连架杆连杆4123定义: 全由低副（转动副、移动副）构成的平面机构称为平面连杆机构 特点：面接触，承载能力强，耐磨损；易于制造和获得较高的制造精度；能实现多种运动规律。内容：类型、应用及其特性，平面四杆机构的设计 在此机构中，AD固定不动，称为机架；AB、CD两构件与机架组成转动副，称为连架杆；BC称为连杆。在连架杆中，能作整周回转的构件称为

2、曲柄，而只能在一定角度范围内摆动的构件称为摇杆。是平面四杆机构的基本型式，其它四杆机构都是由它演变得到的。构件之间都是转动副连接的平面四杆结构称为铰链四杆机构第一节 铰链四杆机构及其演化一、平面四杆机构的基本型式铰链四杆机构 1曲柄摇杆机构 2双曲柄机构 3双摇杆机构 二、平面四杆机构的演化型式 1曲柄滑块机构 2导杆机构 3偏心轮机构 运动副全是转动副 1.曲柄摇杆机构 两连架杆中一个为曲柄，另一个为摇杆。 摇杆为主动件时，则可以将摇杆的摆动转换为曲柄的整周回转运动。 应用举例： 牛头刨床工作台横向进给机构 缝纫机的踏板机构 一、平面四杆机构的基本型式 曲柄为主动件时，可以实现由曲柄的整周回

3、转运动到摇杆往复摆动的运动转换。缝纫机踏板机构 牛头刨床进给机构 (a)局部结构图 ; (b)曲柄摇杆机构运动简图 1主动齿轮; 2从动齿轮; 3连杆; 4摇杆（棘爪）; 5棘轮; 6丝杠 ; 7机架正平行四边形机构蒸汽机车的车轮联动机构2.双曲柄机构两个连架杆都能作整周回转运动振动筛（也称为惯性筛） 在双曲柄机构中，如果组成四边形的对边长度分别相等，即，则根据曲柄相对位置的不同，可得到正平行四边形机构和反平行四边形机构。反平行四边形机构车门启闭机构 3.双摇杆机构两连架杆均为摇杆飞机起落架机构起重机中重物平移机构汽车前轮转向机构(等腰梯形机构) 1.曲柄滑块机构 一连架杆为曲柄，另一连架杆相

4、对机架作往复移动而称为滑块应用举例：内燃机、空气压缩机、冲床和缝纫机等。对心式曲柄滑块机构偏置式曲柄滑块机构曲柄滑块机构二、平面四杆机构的演化型式（改变构件的形状和长度） 取曲柄滑块机构中的不同构件作为机架，可以得到以下四种不同的机构。2.导杆机构曲柄滑块机构转动导杆机构摇块导杆机构定块机构 应用 曲柄摆动导杆机构(a)曲柄摆动导杆机构; (b)电气开关小型刨床机构 卡车车厢自动翻转卸料机构 手动抽水机 3.偏心轮机构 特点：容易加工； 工作时润滑条件和受力情况好；可用于较重载荷的传动中。 应用举例：蒸汽机换气阀传动机构、冲压机传动机构等。（a）等效曲柄滑块机构 （b）曲柄滑块机构 （c）等效

5、曲柄摇杆机构 （d) 曲柄摇杆机构扩大转动副一、曲柄存在条件 二、急回特性和行程速比系数三、压力角和传动角四、死点位置第二节 平面四杆机构的基本特性 整理得 将式、中的三个不等式两两相加，化简后得 曲柄存在条件：1）连架杆与机架中必有一杆为四杆机构中的最短杆；2）最短杆与最长杆之和应小于或等于其余两杆的杆长之和。（杆长和条件）你会判断由不同杆作机架时四杆机构属于哪种机构么？ 一、曲柄存在条件 在 中 在 中双摇杆机构曲柄摇杆机构双摇杆机构双曲柄机构以最短杆相邻杆为机架以与最短杆相对的杆为机架以最短杆为机架NY判断由不同杆作机架时四杆机构属于哪种机构 注意：铰链四杆机构必须满足四构件组成的封闭多

6、边形条件：最长杆的杆长20+1810+2817+22又最短杆AB固定作为机架其中AB、CD都为摇杆其中AB、CD都为曲柄 2.试判别下面二个图分别属于什么类型并说明连架杆的名称？此机构属于曲柄摇杆机构此机构属于双摇杆机构13+2420+19又杆AD是最短杆相邻的杆件其中AB为曲柄、CD为摇杆11+2690时，180-BCDC1B1DA12C2B2FCDBAF”FFF F”ABCD最小传动角出现的位置 当 时， =（对顶角关系）； 当 时， = -（互为补角关系）。由此可见，要判断 min位置前，首先应判断min、max位置。可分以下三种情况讨论： 时， min=min ； 时， min= -m

7、ax ； 机构中和两种情况共存时，可先计算当 时的 1min=min ，然后再计算当 时的 = -max 。则 minmin 1min , 2min。结论： min 可能发生在主动曲柄与机架两次共线（ABAB）的位置之一处，即 处。 进一步分析与 的关系四、死点位置1死点的概念 在曲柄摇杆机构中，当摇杆为主动件时，当连杆与从动曲柄共线时，机构的传动角 ，此时主动件CD 通过连杆作用于从动曲柄AB上的力恰好通过其回转中心，所以出现了不能使构件AB转动的顶死现象，机构的这种位置称为死点位置或死点。F1 = FcosF2 = FsinDABCFvBFDACv具夹速快2死点的利用 在工程中也常常应用死

8、点位置实现工作要求。如快速夹具、 飞机起落架等。3死点的缺陷 对于传动机构，存在死点位置是一个缺陷，常采用下列措施使机构顺利通过死点位置： 利用系统的惯性；利用特殊机构。利用机构错位排列利用惯性第三节实现运动要求的机构参数图解法实例主要任务根据给定的运动条件，用图解法确定机构的运动尺寸。一、按给定的行程速比系数设计四杆机构 二、按给定的连杆位置设计四杆机构 一、按给定的行程速比系数设计四杆机构1曲柄摇杆机构2曲柄滑块机构3导杆机构步骤如下： 计算180(K-1)/(K+1);任取一点D，作等腰三角形 腰长为CD，夹角为;作C2PC1C2，作C1P使C2C1P=90,交于P;作P C1C2的外接

9、圆，则A点必在此圆上。选定A，设曲柄为l1 ，连杆为l2 ，则:AC1= l1+l2 AC2=l2- l1= l1 =( AC1AC2)/ 2以A为圆心，A C2为半径作弧交于E,得：l1 =EC1/ 2 l2 = A C1EC1/ 21曲柄摇杆机构E 90-PDAC1C2已知：CD杆长，摆角及K，设计此机构。 （7）讨论：由于A点可在C1PC2的外接圆周的弧C1PC2上任意选取，所以，若仅按行程速比系数K来设计，可以得到无穷多组解。因此，在未给出其它附加条件的情况下，如欲获得良好的传动质量，可按照传动角最优或其它辅助条件来确定A点的位置。2曲柄滑块机构 已知条件：行程速比系数K、滑块行程H偏

10、心距e 计算极位夹角; 作直线C1C2H/l，且C1、C2作为滑块的两极限位置; 根据C1、C2点求满足极位夹角为的A点（结果为一圆弧C1PC2）; 作一直线与平行，并使其间的距离等于偏心距e ，则此直线与上述圆弧的交点即为曲柄的轴心A 的位置; 连接AC1、AC2，并按上述作图方法，即可得到曲柄的长度 lAB和连杆的长度 lBC。E22ae方法2H已知K，滑块行程H，偏距e，设计此机构 。计算: 180(K-1)/(K+1);作C1 C2 H作射线C1O 使C2C1O=90, 以O为圆心，C1O为半径作圆。以A为圆心，A C1为半径作弧交于E,得：作射线C2O使C1C2 O=90。 作偏距线

11、e，交圆弧于A，即为所求。C1C290-o90-Al1 =EC2/ 2l2 = A C2EC2/ 23导杆机构 分析（机构简图演示）：对于摆动导杆机构，其极位夹角 等于导杆的摆角，而所需要确定的尺寸是曲柄长度lAC。 已知条件：行程速比系数K、机架长度lAD 计算极位夹角； 选择适当的比例尺作直线l，任选固定铰链点D； 按夹角（）作出导杆的两极限位置Dm和Dn；作摆角的角平分线AD，并在AD上截取AD=lAD/l，即可得到曲柄轴心A点的位置； 过A点作导杆极限位置的垂线AC1（或AC2），即得曲柄长度lAC=lAC。二、按给定的连杆位置设计四杆机构B1B2B3C2C3C1ADc23c12b23

12、b12已知LBC=0.5m，两位置B1C1、B2C2，固定铰链中心A、D在同一水平线上，LAD=LBC求摇杆AB、CD的长度具有转动副的构件结构第四节 构件和运动副的结构 一、构件的结构2. 具有转动副和移动副的构件结构整体式附加轴套式剖分式滚动轴承式转动副结构滑动轴承式转动副结构二、运动副的结构分离式导轨可调间隙式移动副结构矩形V形燕尾形组合形几种平面接触式移动副结构平面防转销轴防转圆柱面接触式移动副相对转动的限制滚轮式导轨滚珠式导轨滚动导轨式移动副结构三、平面连杆机构的调节 在某些情况下，连杆机构的结构要求具备一定的调节能力，以满足实际应用中的一些特殊要求。 如图所示为采用螺旋机构来调整构件长度的方法。此外，还可以通过偏心轮来调节构件的长度。 调节支座的位置可以采用蜗轮蜗杆机构、螺旋机构等机构来实现，当然，也可通过调节滑块在导