第04章平面连杆机构-

第4章平面连杆机构4.1平面连杆机构的特点及应用连杆机构：由若干个构件通过低副连接而组成，又称为低副机构。平面连杆机构：所有构件均在相互平行的平面内运动的连杆机构。空间连杆机构：所有构件不全在相互平行的平面内运动的连杆机构。4.1平面连杆机构的特点及应用全部运动副为转动副的四杆机构称为铰链四杆机构。铰链四杆机构根据连架杆的运动形式不同分为：曲柄摇杆机构双曲柄机构双摇杆机构ABCD曲柄——作整周运动的构件；摇杆——作摆动的构件。杆机构装配4.2平面四杆机构的基本类型及其演化4.2.1平面四杆机构的基本类型曲柄摇杆机构：指两连架杆一为曲柄，一为摇杆的铰链四杆机构。雷达天线的俯仰机构4.2平面四杆机构的基本类型及其演化4.2.1平面四杆机构的基本类型曲柄摇杆机构：指两连架杆一为曲柄，一为摇杆的铰链四杆机构。牛头刨床横向进给机构4.2平面四杆机构的基本类型及其演化4.2.1平面四杆机构的基本类型曲柄摇杆机构：指两连架杆一为曲柄，一为摇杆的铰链四杆机构。4.2平面四杆机构的基本类型及其演化4.2.1平面四杆机构的基本类型双曲柄机构：指两个连架杆都是曲柄的铰链四杆机构。若机构中相对两杆平行且相等，则称为平面四边形机构。机车车轮联动机构4.2平面四杆机构的基本类型及其演化4.2.1平面四杆机构的基本类型双曲柄机构：指两个连架杆都是曲柄的铰链四杆机构。若机构中相对两杆平行且相等，则称为平面四边形机构。4.2平面四杆机构的基本类型及其演化4.2.1平面四杆机构的基本类型双曲柄机构：指两个连架杆都是曲柄的铰链四杆机构。若机构中相对两杆平行且相等，则称为平面四边形机构。4.2平面四杆机构的基本类型及其演化4.2.1平面四杆机构的基本类型双曲柄机构：指两个连架杆都是曲柄的铰链四杆机构。若机构中相对两杆平行且相等，则称为平面四边形机构。4.2平面四杆机构的基本类型及其演化4.2.1平面四杆机构的基本类型双摇杆机构：指两个连架杆都是摇杆的铰链四杆机构。汽车前轮转向机构飞机起落架收放机构4.2平面四杆机构的基本类型及其演化4.2.2平面四杆机构的演化1、转动副变移动副

曲柄摇杆机构→曲柄滑块机构对心曲柄滑块机构偏置曲柄滑块机构4.2平面四杆机构的基本类型及其演化4.2.2平面四杆机构的演化1、转动副变移动副

选用不同构件为机架4.2平面四杆机构的基本类型及其演化4.2.2平面四杆机构的演化1、转动副变移动副

选用不同构件为机架——（1）曲柄转动导杆机构4.2平面四杆机构的基本类型及其演化4.2.2平面四杆机构的演化1、转动副变移动副

选用不同构件为机架——（2）曲柄摆动导杆机构曲柄摆动导杆机构（牛头刨）4.2平面四杆机构的基本类型及其演化4.2.2平面四杆机构的演化1、转动副变移动副

选用不同构件为机架——（3）摆动滑块机构货车卸料机构4.2平面四杆机构的基本类型及其演化4.2.2平面四杆机构的演化1、转动副变移动副

选用不同构件为机架——（4）移动导杆机构抽水唧筒4.2平面四杆机构的基本类型及其演化4.2.2平面四杆机构的演化2、两个移动副的四杆机构（1）正切机构4.2平面四杆机构的基本类型及其演化4.2.2平面四杆机构的演化2、两个移动副的四杆机构（2）正弦机构4.2平面四杆机构的基本类型及其演化4.2.2平面四杆机构的演化2、两个移动副的四杆机构（3）两个移动副相邻，且均不与机架相关联4.2平面四杆机构的基本类型及其演化4.2.2平面四杆机构的演化2、两个移动副的四杆机构（4）两个移动副都与机架相关联椭圆仪4.2平面四杆机构的基本类型及其演化4.2.2平面四杆机构的演化3、扩大移动副的尺寸曲柄摇杆机构偏心盘机构4.3平面四杆机构的工作特性4.3.1铰链四杆机构有整转副的条件平面连杆机构具有传递和变换运动，实现力的传递和变换功能，前者称为平面连杆机构的运动特性，后者称为平面连杆机构的传力特性。4.3平面四杆机构的工作特性4.3.1铰链四杆机构有整转副的条件在ΔAC’D中，根据三角形任意两边之和必大于第三边，可得：在ΔAC’’D中，根据三角形任意两边之和必大于等于第三边，可得：以上三式两两相加并化简可得：4.3平面四杆机构的工作特性4.3.1铰链四杆机构有整转副的条件铰链四杆机构曲柄存在条件：1、曲柄为最短杆；2、最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和。4.3平面四杆机构的工作特性4.3.1铰链四杆机构有整转副的条件

满足上述条件时，取不同的构件为机架时，可得三种不同性质的铰链四杆机构：取最短杆的邻杆为机架－－－曲柄摇杆机构取最短杆的对杆为机架－－－双摇杆机构

取最短杆为机架－－－双曲柄机构

“最短构件与最长构件的长度之和小于或等于其余两构件长度之和”是必要条件，如果不满足此条件，无论取那个构件作为机架，都不存在曲柄。4.3平面四杆机构的工作特性4.3.2急回运动特性在曲柄等速回转情况下，由于φ1=180°＋θ，

φ2=180°－θ；所以t1>t2,摇杆往复摆动的平均速度为V2>V1；把摇杆的这种往复摆动快慢不同的运动称为急回运动。急回运动的程度可以用行程速比系数K来衡量。4.3平面四杆机构的工作特性4.3.2急回运动特性行程速比系数K结论：

当θ≠0时，机构具有急回运动特性，θ角愈大，K值愈大，急回运动特性愈显著。4.3平面四杆机构的工作特性4.3.3压力角和传动角压力角：在不考虑摩擦时机构从动件上作用的力F与该力作用点的速度方向所夹的锐角α，称为机构压力角。传动角：压力角的余角γ称为机构在此位置的传动角。常用传动角的大小和变化来衡量机构传力性能的好坏。设计时通常要求γmin≥40°，对于高速和大功率的传动机械，γmin≥50°。4.3平面四杆机构的工作特性4.3.4死点位置死点位置指从动件的传动角等于零时机构所处的位置。若以摇杆为主动件，则当连杆与曲柄共线，机构的传动角为零，机构此位置就称为死点。当以滑块为主动件，机构也处于死点位置。4.3平面四杆机构的工作特性4.3.4死点位置蒸汽机车车轮联动机构，由两组曲柄滑块机构组成，曲柄位置错开90度，使死点位置错开。4.3平面四杆机构的工作特性4.3.4死点位置利用机构死点工作的实例4.4平面四杆机构的设计根据机械的用途和性能要求等的不同，对连杆机构设计的要求是多种多样的，按设计要求，一般可归纳为以下三类问题：满足预定的运动规律要求；满足预定的连杆位置要求；满足预定的轨迹要求。4.4平面四杆机构的设计按照给定的行程速度变化系数设计四杆机构例：已知摇杆长度l3、摆角ψ和行程速度变化系数K，要求设计此曲柄摇杆机构。4.4平面四杆机构的设计按照给定的行程速度变化系数设计四杆机构例：已知摆动导杆机构中机架的长度l4和行程速度变化系数K，要求设计此摆动导杆机构。4.4平面四杆机构的设计按预定连杆位置设计四杆机构1.给定连杆两组位置有唯一解。B2C2AD将铰链A、D分别选在B1B2，C1C2连线的垂直平分线上任意位置，都能满足