第2节 平面连杆机构

第二节平面连杆机构●连杆机构：由转动副或移动副连接多个杆状构件（或等效杆状构件），用以实现传递和变换运动的机构●分类：平面连杆机构：在平面内运动的连杆机构空间连杆机构：在空间内运动的连杆机构●例如：搅拌机的搅拌机构搅拌机的搅拌机构

由四个转动副将四个杆件连接起来构成了一个具有特定运动规律的平面连杆机构。其中Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ为四个铰链，ＡＢ、ＢＣ、ＤＣ、ＡＤ为四个杆件。ＡＢ杆整周回转，ＢＣ杆在Ｃ点处的外伸部分作非圆运动，以搅拌料槽中的物料。平面连杆机构中铰链和杆件的简化画法a）外观b）组成c）简化画法

●平面连杆机构的简化画法铰链(转动副)：用圆圈○杆件：用直线（若为固定杆则加多条斜线）●机构运动简图：用规定的符号（见教科书附表Ａ）绘制的可表示结构关系和运动特性的简化图形，称为机构运动简图。

例：平面连杆机构运动简图（四杆机构）四杆机构运动简图

铰链：用○杆件：用直线固定杆：在此杆的全长上加多条斜线箭头：运动方向

一、铰链四杆机构●铰链四杆机构：在平面连杆机构中，由四个杆件相互用铰销（转动副）连接而成的机构称铰链四杆机构（简称四杆机构）●四杆机构的组成

1.机架（静件）：固定不动的杆件（AD）

2.臂：与机架铰接的两个运动杆件（ABDC）（作整周回转运动的臂称曲柄，作往复摆动的臂称摇杆）

3.连杆：与两臂铰接的杆件（BC）(作平面运动)四杆机构四杆机构运动简图动画●四杆机构的三种形式曲柄摇杆机构；双曲柄机构；双摇杆机构曲柄摇杆机构（一）曲柄摇杆机构

●曲柄摇杆机构：在四杆机构中，如果一个臂为曲柄，另一个臂为摇杆，则此机构称为曲柄摇杆机构。

●组成及运动机架（AD）：静止不动曲柄（AB）：整周回转(可为主动件)摇杆（DC）：往复摆动(可为主动件)连杆（BC）：平面运动

动画

破碎机的破碎机构

●曲柄摇杆机构的应用缝纫机的驱动机构a）外观b）驱动机构简图

动画牛头刨床的进给机构a）机床外观b）进给机构简图

动画

摇杆的急回特性和死点位置●曲柄摇杆机构的两个特性

１.急回特性：摇杆往复摆动等长而不等速的特性

２.死点位置：摇杆往复摆动到两极限位置，连杆加于曲柄的力通过曲柄回转中心，使曲柄转动力矩为零而不能推动曲柄旋转的现象

双曲柄机构(二)双曲柄机构

●双曲柄机构：在四杆机构中，如果两臂均为曲柄，则此机构称为双曲柄机构。

●组成及运动

机架（AD）：静止不动

曲柄（AB）：整周回转(可为主动件)

曲柄（DC）：整周回转(可为主动件)

连杆（BC）：平面运动双曲柄机构不等速运动分析●双曲柄机构的不等速运动特性图中可知：主动曲柄AB转到AB′（1800），则DC转到DC′（α1）；AB′转到AB（1800），则DC′转到DC（α2）。可以看出主动曲柄AB转过的角度相同（时间相同），但从动曲柄DC对应转过的角度则不同，即在相同的时间内，孤长CC′大于孤长C′C，所以C到C′转速快，C′到C转速慢。主动曲柄均速转动,而从动曲柄不匀速转动的现象

a）平行双曲柄机构b）反向双曲柄机构

●平行双曲柄机构两曲柄等长，机架和连杆等长的双曲柄机构称平行双曲柄机构。(两曲柄运动方向相反时又称反向双曲柄机构)动画●双曲柄机构应用实例

惯性筛动画机车主动轮联动装置a）结构示意b）机构简图动画

双摇杆机构(三)双摇杆机构

●双摇杆机构：在四杆机构中，如果两臂均为摇杆，则称为双摇杆机构。

●组成及运动

机架（AD）：静止不动

摇杆（AB）：往复摆动(可为主动件)

摇杆（DC）：往复摆动(可为主动件)

连杆（BC）：平面运动

造型机翻台机构●双摇杆机构应用实例

港口起重机a）结构示意b）机构简图

（四）四杆机构形式的判别

1.最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和，有三种情况：

●取与最短杆相邻的任一杆为静件，并取最短杆为曲柄，则为曲柄摇杆机构；

●取最短杆为静件时，则为双曲柄机构；

●取最短杆对面的杆为静件时，则为双摇杆机构。

2.最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和时只有一种情况：则不论取哪一杆为静件，都只能构成双摇杆机构。四杆机构基本形式的判别ａ＋ｄ≤ｂ＋ｃ（最短杆与最长杆之和小于或等于其余两杆之和）ａ＋ｄ＞ｂ＋ｃ（最短杆与最长杆之和大于其余两杆之和）曲柄摇杆机构双曲柄机构双

摇

杆

机

构双

摇

杆

机

构与最短杆相邻的杆固定与最短杆相对的杆固定任意杆固定

注：ａ—最短杆长度；ｄ—最长杆长度；ｂ、ｃ—其余两杆长度最短杆固定

曲柄滑块机构

二、曲柄滑块机构

1.曲柄滑块机构：由曲柄、连杆、滑块及机架组成的一种平面连杆机构，以实现旋转与直线运动的转换及传递动力。

2.组成

曲柄（AB）：整周回转，可为主动件或从动件

连杆（BC）：平面动

滑块（C）：往复直线运动，可为主动件或从动件