机械设计基础第二章平面连杆机构课件

本章主要内容铰链四杆机构的基本类型及其应用铰链四杆机构的基本特性

平面四杆机构的设计第二章平面连杆机构平面机构+低副联接(转动、移动副)最常用→平面四杆机构（四个构件→四根杆)平面连杆机构－→铰链四杆机构（全由转动副相联）基本类型(二)含有一个移动副的四杆机构(－)铰链四杆机构§2-1平面四杆机构的基本类型及其应用

P.20

(三)含有两个移动副的四杆机构(四)具有偏心轮的四杆机构(五)四杆机构的扩展应用1234ABCD连杆连架杆连架杆机架曲柄摇杆(摆杆)(整转)(摆转)机架、连杆、连架杆(－)铰链四杆机构p.20机架－参考系（固定件）连架杆－与机架相联连杆－不与机架相联基本构件曲柄：可回转360°的连架杆摇杆：摆角小于360°的连架杆滑块：作往复移动的连架杆连架杆－全由转动副相联的平面四杆机构(天线→摇杆)→调整天线俯仰角的大小图2-3雷达调整机构放映机1234ABCD1.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2.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: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3.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）DCBA三、含有两个移动副的四杆机构P.253.滑块联轴器→两个移动副不相邻，且均不与机架相关联。→两个移动副都与机架相关联。→两个移动副相邻，且其中一个移动副与机架相关联。→两个移动副不相邻1.正切机构正切机构正弦机构2.正弦机构4.椭圆仪摇块机构定块机构(铰链四杆、曲柄滑块～)(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)偏心轮机构四、具有偏心轮的四杆机构

P.27ABC→偏心轮机构曲柄回转副B(半径↑)＞曲柄长AB原理：ABCe例：剪床、冲床、颚式破碎机、内燃机1.手动冲床：←两个四杆机构组成（双摇杆～+摇杆滑块机构）2.筛料机构：六杆机构←两个四杆机构组成（双曲柄～+曲柄滑块～）应用:作业：简述铰链四杆机构的基本类型及其应用主要内容：平面四杆机构的基本类型及其应用二、曲柄存在条件§2-2平面四杆机构的基本特性

P.28→取决于机构各杆的相对长度ADBB’B”CC’C”三式相加→┌l1≤l2│l1≤l3└l1≤l4当杆1处于AB”位置→△AC”D→l1＋l2≤l3＋l4(2-3)→┌(l2－l1)＋l3≥l4→┌l1＋l4≤l2＋l3(2-1)└(l2－l1)＋l4≥l3└l1＋l3≤l2＋l4(2-2)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。L1最短分析:一、铰链四杆机构有整转副的条件l1l4l3l2结论:整转副的条件→最短与最长杆之和小于其它两杆之和二.死点位置三.压力角和传动角三、曲柄摇杆机构的主要特性P.21（一）急回运动

工作行程:

空回行程:B2→B1(φ

2)→摇杆C2→C1(ψ)∵φ

1＞φ

2,而ψ不变B1→B2(φ1)→摇杆C1→C2(ψ)→工作行程时间＞空回行程时间

曲柄(主)匀速转动(顺)摇杆(从)变速往复摆动图2-4曲柄摇杆机构φ1φ2ψ极位:曲柄与连杆共线(B1、B2)→摇杆极位C1、C2→缩短非生产时间,提高生产率例：牛头刨床、往复式输送机其运动特性→行程速度变化系数(行程速比系数)Kθ－极位夹角(摇杆处于两极位时，对应曲柄所夹锐角)θ↑→K↑→急回运动性质↑(2-5)曲柄摇杆机构曲柄主动→急回图2-4曲柄摇杆机构φ1φ2ψ(2-4)（二）压力角和传动角

P.301.压力角α－2.传动角γ：BC是二力杆,驱动力F沿BC方向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)αγBCA→压力角αVCFVC沿导轨(⊥CD)FVCαγABCD分析（三）死点位置P.31从动件与连杆共线→卡死当摇杆为主动件,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。图2-4曲柄摇杆机构图2-25→机构运动卡死机构运动不确定存在死点条件：有极限位置（从动件与连杆共线）措施曲柄摇杆机构摇杆主动→死点死点→飞轮自身惯性=0(=90°)

作业：P.372-1，2-3主要内容：1.铰链四杆机构有整转副的条件2.铰链四杆机构的基本特性（急回特性和死点位置）2-3平面四杆机构的设计

P.32根据给定的运动条件→运动简图的尺寸参数→解析法→精确作图法→直观实验法→简便※一.按照给定的行程速比系数设计四杆机构(作图法)二.按给定连杆位置设计四杆机构(作图法)三.按给定两连架杆对应位置设计四杆机构(解析法)四.按给定点的运动轨迹设计四杆机构(实验法)实现已知(从动件)运动规律(位置,速度,加速度)实现给定点的运动轨迹√√×解:(1)任选D点,作摇杆两极位C1D和C2DOθθAB1B2φC2DC1(2)过C1作C1C2垂线C1M(3)过C1、C2、P作圆(4)AC1=L2－L1,AC2=L2+L1→L1=1/2(AC2－AC1)→无数解以L1为半径作圆,交B1,B2点→曲柄两位置MN在圆上任选一点AC1M与C2N交于P点作∠C1C2N=90－θ,P2.导杆机构:P.33已知:机架长L4,K解:(1)任选固定铰链中心C→作导杆两极位Cm和Cn

φ=θ(2)作摆角φ的平分线AC,取AC=L4→固定铰中心A(3)过A作导杆极位垂线AB1(AB2)→L1=AB1→唯一解CmnφAB1B2CmnφAB1B2θ

图2-33步进式传送机构

图2-35连杆曲线图谱图2-34描绘连杆曲线工具四.按给定点的运动轨迹

设计四杆机构P.34作业：P.382-6（1），2-9主要内容：1.按照给定的行程速比系数设计四杆机构(作图法)2.按