机械设计基础 第2章 平面连杆机构

1、概述（了解）1.优缺点1）容易制造，成本较低2）低副面接触，应力较小，承载能力较高，工作可靠3）容易实现力和运动的远距离传递4）可以实现多种运动要求5）不易平衡6）不易精确实现预期运动7）累积误差大8）效率低1第二章 平面连杆机构2.术语四杆机构（最简单的连杆机构）多杆机构平面N杆机构连架杆整转副摇转副滑块与导杆曲柄摇杆连杆22.1 四杆机构的类型及应用2.1.1 铰链四杆机构（不含移动副）1.曲柄摇杆机构飞剪雷达缝纫机踏板机构连杆步进输送机构搅拌机四杆机构按所含移动副数量分三类铰链四杆机构按两连架杆类型分三类32.双曲柄机构震动筛43.双摇杆机构摇头风扇鹤式起重机汽车转向机构52.1.2 铰

2、链四杆机构的演化 铰链四杆机构是基本机构，其它四杆机构都可以看作是由铰链四杆机构演化而来，演化途径如下。1. 转动副演化成移动副62.1.2铰链四杆机构的演化 铰链四杆机构是基本机构，其它四杆机构都可以看做是由铰链四杆机构演化而来，演化途径如下。1. 转动副演化成移动副72. 选取不同构件为机架83. 扩大转动副尺寸91）曲柄滑块机构内燃机、压缩机等机构其它四杆机构应用实例103）摇块机构自卸车机构112）导杆机构（1）摆动导杆机构牛头刨床4）定块机构 叽桶12 1转动副为整转副的条件 当最长杆与最短杆的长度之和小于其余两杆长度之和(称为杆长条件)，则所有最短杆两边的转动副为整转副。其余为摇转

3、副。2.2 平面连杆机构运动特性与运动分析2.2.1 平面连杆机构的运动特性131）满足杆长条件。2）最短杆为连架杆，得到曲柄摇杆机构；最短杆为机架，得到双曲柄机构；最短杆为连杆，得到双摇杆机构；不满足杆长条件，永远无曲柄。铰链四杆机构曲柄存在条件14（1）极位夹角( )：输出构件在两个极限位置时，曲柄的两个位置之间的夹角 。（2）行程速度变化系数K2. 急回运动特性15曲柄滑块机构对心式偏心式 = 0，K=1，无急回特性 0，K 1，有急回特性摆动导杆机构 0，K 1，有急回特性； =转动导杆机构163运动的连续性 当主动件连续运动时，从动件也能连续地占据预定的各个位置，称为机构具有运动的连

4、续性。 172.2.2平面连杆机构的运动分析 1. 速度瞬心法P 绝对瞬心18P 绝对瞬心绝对瞬心的一种求法1921P21P21 相对瞬心2021P21 相对瞬心相对瞬心的一种求法AA2A1BB2B1P2121两构件瞬时相对转动中心。或两个构件绝对速度相同的重合点。或两个构件相对速度为零的重合点。（1）速度瞬心（2）瞬心数目N=n(n-1)/22212ntt12n12P12 P12（3）机构中瞬心位置的确定 1）转动副：2）移动副：可确定瞬心位置。P12所在线可确定瞬心位置。3）高 副：可确定瞬心所在线。23P13P231233三心定理：作平面运动的3个构件的3个瞬心在一条直线上。12P124

5、）两构件不相连或高副瞬心的确切位置用三心定理确定。24【例2-1】图示为铰链四杆机构的机构运动简图，长度比例尺为L(m/mm)，已知构件2的转速2，求构件4的角速度4 。341222速度瞬心法在平面机构速度分析中的应用 25P13【解】 1.求瞬心P12P23P34P14P24341222.求构件2在点P24的速度2P24=2(P12P24) L3.求构件4在点P24的速度4P24= 4 (P14P24) L4.求构件4的角速度262P24=4P24 压力角和传动角的定义设计时要求: min 含义：表征机构传力性能的指标压力角：输出构件受力方向与受力点速度方向之间所夹锐角。传动角：压力角的余角

6、。2.3.1压力角和传动角2.3 平面连杆机构的传力特性27当连杆与输出构件夹角大于90时， 为其补角。铰链四杆机构的压力角与传动角28铰链四杆机构min出现的位置曲柄摇杆机构: min出现在曲柄与机架共线的两个位置之一。1min2min29曲柄滑块机构压力角与传动角min出现在曲柄与导路垂直的两个位置之一。30导杆机构压力角与传动角 0 90力方向速度方向31 =02.3.2死点位置1.出现死点位置的条件往复运动构件为主动件，曲柄为输出构件。2.死点的位置特征0或连杆与曲柄共线。以曲柄为主动件的极限位置。323.克服死点位置的措施缝纫机（1）惯性火车（2）错位安装4.利用死点位置飞机起落架夹具=033 设计任务：选定机构的型式，根据给定的运动要求确定机构的几何尺寸，并绘出机构运动简图。 1. 实现已知的运动规律 1）实现连杆的几个给定位置。 2）实现主、从动件连架杆之间的运动关系能满足某种给定的函数关系。2. 实现已知的轨迹 设计方法：图解法、解析法和实验法。 设计类型342.4 平面四杆机构的运动设计（掌握）2.4.1 根据给定连杆位置设计四杆机构给定连杆长度和3个位置B2C2B3C3DAB1C1D352.4.2 根据给定行程速度变化系数设计四杆机构给定：、K、摇杆长度。 要求：图解法设计曲柄摇杆机构。3690-PC1C2DADC1