第二章平面连杆机构

1.机器、机构的基本特征2.构件、零件、运动副的基本定义3.机构自由度计算公式4.计算自由度应注意事项5.机构具有确定运动的条件第二章平面连杆机构p.20

平面连杆机构平面四杆机构基本类型平面四杆机构演变类型→偏心轮机构、曲柄滑块机构、导杆机构→铰链四杆机构（全由转动副相联）:平面机构+低副联接(回转、移动副)最常用→平面四杆机构（四个构件→四根杆)§2-1铰链四杆机构的基本型式p.20

－全由转动副相联的平面四杆机构（一）铰链四杆机构

基本类型（按连架杆类型）┌曲柄：能绕转动副轴线整圈转动└摇杆：仅能在小于180°内来回摆动┌机架（固定件）∣连架杆(与机架用转动副相联)└连杆（不与机架相联）┌曲柄摇杆机构:一曲一摇∣双曲柄机构：二曲└双摇杆机构：二摇连架杆基本构件一.曲柄摇杆机构：

连架杆

┌曲柄→(一般)原动件→匀速转动└摇杆→(一般)从动件→变速往复摆动二.双曲柄机构：

连架杆均为曲柄→┌主动曲柄:匀速转动

└从动曲柄:变速转动例图2-3:雷达调整机构(天线→摇杆)→调整天线俯仰角的大小例:惯性筛中的铰链四杆机构→从动曲柄3变速转动→使筛子6产生加速度→使不同材料因惯性不同而筛分※平行双曲柄机构（最常用）图2-9a主、从动曲柄均匀速转动→当四杆铰链共线→从动曲柄运动不确定→再装一组平行双曲柄机构（错位）三.双摇杆机构－连架杆均为摇杆例:门式起重机的变速机构:CD(杆3)为原动件,悬挂重物的E点在连杆上→保持E点运动轨迹在近似水平线上（平移货物→平稳、减小能量消耗）例图2-11:飞机起落架机构：连架杆┌AB（原动杆）→均是摇杆

└CD（从动杆）（二）铰链四杆机构的主要特性

－急回运动、死点位置、压力角和传动角一.急回运动

工作行程:

空回行程:曲柄与连杆共线B1、B2(两处)→摇杆极位C1、C2→工作行程速度＜空回行程速度B2→B1(φ

2)→C2→C1(ψ)∵φ

1＞φ

2,而ψ不变B1→B2(φ1)→摇杆C1→C2(ψ)极位:→工作行程时间＞空回行程时间p.20第8→缩短非生产时间,提高生产率※例:曲柄摇杆机构:曲柄(主)匀速转动(顺时针)图2-4摇杆(从)变速往复摆动

曲柄摇杆机构、偏置曲柄滑块机构、导杆机构

双曲柄机构

双摇杆机构→工作行程=空回行程→有急回特征→无极位→无急回→无急回运动二.死点位置

p.22第6

－从动件与连杆共线→卡死措施例曲柄摇杆机构(图2-4)→当摇杆为主动件,而曲柄AB与连杆BC共线时(摇杆CD处于极位)→CD(主)通过连杆加于曲柄的驱动力F正好通过曲柄的转动中心A∴→不能产生使曲柄转动的力矩→死点位置→┌机构运动卡死└机构运动不确定存在死点条件：┌飞轮└自身惯性例：缝纫机图2-5有极限位置（从动件与连杆共线）现象:三、压力角和传动角

p.22倒6,图2-71.压力角α－2.传动角γ－分析：BC是二力杆，驱动力F沿BC方向＼→压力角αVC⊥CD／

作用在从动件上的驱动力F与该力作用点绝对速度VC之间所夹的锐角。连杆与从动杆所夹锐角

γ↑→有效力F·sinγ↑→γ≥40°α↓→有效力F·cosα↑→（方便）传动角γ=90°－α(α的余角)§2-2铰链四杆机构有整转副的条件

P.25－取决于机构各杆的相对长度和机架的选择一.分析:ADBB’B”CC’C”例:AB＝22,BC＝27,CD＝38,AD＝39→三式相加→┌l1≤l2│l1≤l3└l1≤l4当杆1处于AB”位置→△AC”D→l1＋l2≤l3＋l4(2-6)→┌(l2－l1)＋l3≥l4→┌l1＋l4≤l2＋ll3(2-3)└(l2－l1)＋l4≥l3└l1＋l3≤l2＋l4(2-4)当杆1处于AB’位置→△AC’D(曲柄l1,连杆l2,摇杆l3,机架l4)当AB能摆至与连杆共线的极位AB’及AB”时→能顺利通过→整转副。曲摇机构L1最短二.曲柄存在条件：（转动副为整转副）1.曲柄存在条件:ABCD2.推论:实例分析:AB＝70,BC＝90,CD＝110,AD＝40(1)最短与最长杆之和小于其它两杆之和(2)最短的构件在连架杆或机架上(满足条件1)(1)最短杆在机架上(2)最短杆在机架邻边(3)最短杆在机架对边→双曲柄机构→曲柄摇杆机构→双摇杆机构∵AD＋CD＝40＋110＝150＜AB＋BC＝160当：①AD为机架②AB或DC为机架③BC为机架→双曲柄～→曲柄摇杆～→双摇杆～§２－３铰链四杆机构的演变ｐ.26铰链四杆机构→图2-14┌(全)回转副连接└各杆长不变曲柄滑块→机构铰链四杆机构↘曲柄滑块机构↗图2-23p.29→移动副(一个)→杆长(固定杆)可变→曲柄滑块机构┌导杆机构（ＡＢ－机架）图2-15.b│摇块机构（ＢＣ－机架）图2-15.C└定块机构（C－机架）图2-15.d(变更机架)→扩大回转副→偏心轮机构一、曲柄滑块机构：

ｐ.27图2－14ｃ、ｄ(曲柄摇杆机构)摇杆3的运动轨迹为圆弧,半径l3

→将l3↑无穷大→滑块C(直线)→曲柄滑块机构eCα滑块运动轨迹与

┌共线→

曲柄回转中心Ａ

└偏距ｅ→空气压缩机:(将回转运动→往复直线运动)内燃机:(将往复直线运动→回转运动)压力角α、传动角γ:对心曲柄滑块机构偏置曲柄滑块机构γ二、导杆机构ｐ.26曲柄滑块机构(曲柄→机架)→导杆机构→两连架杆→┌曲柄？└摇杆？

γ当机架＞曲柄

机架＜曲柄

摆动导杆机构

转动导杆机构

∵最短与最长杆之和小于其它两杆之和→∴有曲柄（起码一个）传动角γ=90°→传力效果好摇块机构定块机构曲柄摇杆机构中回转副B(半径↑)＞曲柄长AB→图a)偏心轮机构→滑块摆动图2－15ｃ,2－17→滑块为固定件图2－15ｄ,2－18(曲柄很短时→偏心轮机构）偏心距=ｅ=曲柄长铰链四杆、曲柄滑块机构→(扩大回转副)偏心轮机构→滑块移动＋摆动图2－16,2－15ｂ→滑块移动图2－15ａ三、摇块、定块机构ｐ.27四