机械设计基础-杨可帧-第五版-课件-第二章

平面连杆机构

平面连杆机构及其传动特点

铰链四杆机构的基本形式和特性

平面四杆机构的的工作特性

平面四杆机构的设计第2章8/4/20231平面连杆机构平面连杆机构及其传动特点铰链四杆机构的基本形概述1.

平面连杆机构2.特点1、承载能力大，耐磨损，且便于润滑，使用寿命长；2、便于制造，成本低，且易达到较高的精度；3、运动链较长，所以运动累积误差大；4、连杆产生的惯性力难以生产平衡；5、设计计算较复杂。

许多刚性构件用低副联接组成的平面机构。8/4/20232概述1.平面连杆机构2.特点1、承载能力大，耐磨损，且便3．连杆机构的分类3.1根据连杆机构中各构件间相对运动范围分：平面连杆机构空间连杆机构3.2根据连杆机构所含构件数分：四杆机构多杆机构8/4/202333．连杆机构的分类3.1根据连杆机构中各构件间相平分类：组成§2-1铰链四杆机构的基本型式和特性

铰链四杆机构：全部由回转副组成的平面四杆机构。曲柄摇杆机构双曲柄机构双摇杆机构8/4/20234分类：组成§2-1铰链四杆机构的基本型式铰链1.曲柄摇杆机构雷达机构曲柄摇杆机构8/4/202351.曲柄摇杆机构雷达机构曲柄摇杆机构7/31/20235

曲柄摇杆机构的主要特性：1、名词解释极位夹角——当机构在两极位时，原动件AB所处两个位置之间所夹的锐角，用

θ表示。极限位置——C1D和C2D

摆角——两极限位置所夹的锐角，用

ψ表示。8/4/20236曲柄摇杆机构的主要特性：1、名词解释极位夹角——当机构在c)设两过程的平均速度分别为v1、v2，则2、主要特性

急回运动和行程速比系数8/4/20237c)设两过程的平均速度分别为v1、v2，则2、主要特性急行程速比系数——用来表明急回运动的急回程度，用K表示。摇杆的这种运动性质称为:急回特性。8/4/20238行程速比系数——用来表明急回运动的急回例题分析1、对心曲柄滑块机构∴K=1（滑块在正反行程中平均速度相等）故，没有急回运动8/4/20239例题分析1、对心曲柄滑块机构∴K=1（滑块在正反行程中平例题分析2、偏置曲柄滑块机构故，有急回运动8/4/202310例题分析2、偏置曲柄滑块机构故，有急回运动7/31/2023例题分析3、导杆机构所以，有急回运动8/4/202311例题分析3、导杆机构所以，有急回运动7/31/202311死点位置以摇杆CD为原动件8/4/202312死点位置以摇杆CD为原动件7/31/202312例题分析8/4/202313例题分析7/31/202313例题分析8/4/202314例题分析7/31/202314四杆机构的压力角和传动角1、压力角2、传动角通常取γmin≥40°，力矩较大时,要求γmin≥50。作用于C点的力与C点的速度方向之间所夹的锐角，用表示。压力角的余角，用表示。

8/4/202315四杆机构的压力角和传动角1、压力角2、传动角通常取γmiDCBPDCBP8/4/202316DCBPDCBP7/31/2023163、最小传动角的位置(解析法)8/4/2023173、最小传动角的位置(解析法)7/31/2023172.双曲柄机构8/4/2023182.双曲柄机构7/31/2023188/4/2023197/31/2023193.双摇杆机构8/4/2023203.双摇杆机构7/31/202320§2-2铰链四杆机构有整转副的条件

1．铰链四杆机构有整转副的条件在△AC″D中,l1+l2≤l4+l3在△AC´D中，l4≤（l2－l1）+

l3即l1+

l4

≤

l2

+

l3

l3≤（l2－l1）+

l4即l1+

l3≤

l4+

l2

l1≤l2、l1≤l3、l1≤l4设l1、l2、l3、l4为各杆长度。且设l1

<

l4，A为周转副。所以，AB为最短杆,且l1与任意一杆长度之和都小于其他两杆长度之和。8/4/202321§2-2铰链四杆机构有整转副的条件1．铰链四杆机构有整铰链四杆机构有整转副的条件是：1、最短杆与最长杆的长度之和应小于或等于其余两杆长度之和。结论：2、整转副是由最短杆与其邻边组成。8/4/202322铰链四杆机构有整转副的条件是：1、最短杆与最长杆的长度之和铰链四杆机构三种基本形式的判别依据：1、当铰链四杆机构满足杆长条件时，若：

（1）最短杆为连架杆时——曲柄摇杆机构（2）最短杆为机架时——双曲柄机构（含平行四边形机构）（3）最短杆为连杆时——双摇杆机构2、当铰链四杆机构不满足杆长条件时——双摇杆机构8/4/202323铰链四杆机构三种基本形式的判别依据：1、当铰链四杆机构满足3D3Dr1.

改变构件形状和运动尺寸1B2C34AD1B2C4A铰链四杆机构曲线导轨曲柄滑块机构变3构件形状re01B24AC3偏置式曲柄滑块机构offsetS-C对心式曲柄滑块机构slider-crankmechanism1B24AC3e§2-3铰链四杆机构的演化8/4/2023243D3Dr1.改变构件形状和运动尺寸1B2C34AD1B1B24AC3对心式曲柄滑块机构2C3

变2,3构件形状3C2r1B4Ar1B4A32C正弦机构sinegenerator/scotchyokess=lABsin8/4/2023251B24AC32C3变2,3构件形状3C2r2.改变运动副的尺寸对心式曲柄滑块机构1B24AC3h=2lAB偏心轮机构eccentricmechanism4C231BA

B副扩大8/4/2023262.改变运动副的尺寸对心式曲柄滑块机构1B24AC3h=A413.选不同构件作机架——机构倒置A4曲柄滑块机构1B2C31B2C31B2C31B2C31B2C31B2C31B2C31B2C31B2C31B2C31B2C31B2C31B2C31B2C32作机架A41A41A41A41A41A41A41A41A41A41A41A413B2C曲柄摇块机构

液压筒车箱举升机构8/4/202327A413.选不同构件作机架——机构倒置A4曲柄滑块机构11BA21BA2AA41B2C3曲柄滑块机构2B11B22B12B14C3直动滑杆机构prismaticguidemech.C41BA21BA21BA23手动唧筒机构3作机架8/4/2023281BA21BA2AA41B2C3曲柄滑块机构2B11B22BC234A41B2C3曲柄滑块机构１作机架

A41B2C3导杆机构C234C234C234C234C234C234C234C234C234C234C234C234回转导杆机构whitworthmech.lBC>lAB，导杆AC整周转动C234C234C234C234AB123C423C423C423C423C423C423C423C423C423C423C423C4lBC<lAB，导杆AC摆动摆动导杆机构crankshapermech.32C4AB18/4/202329C234A41B2C3曲柄滑块机构１作机架A41B2C34AB324AB324AB324AB324AB324AB324AB324AB324AB324AB324AB324AB324AB321B321B4A32正弦机构4A1B321B321B321B321B321B321B321B321B321B321B321B321作机架1双转块机构doubleslidermech.十字滑块联轴器半联轴器4十字滑块3半联轴器28/4/2023304AB324AB324AB324AB324AB324AB3214AD23３作机架双摇杆机构34A1B24A1B24A1B24A1B24A1B24A1B24A1B24A1B24A1B24A1B24A1B24A1B24A1B24A1B２4A1B24A1B24A1B24A1B24A1B２4A1B24A1B24A1B24A1B24A1B24A1B24A1B24A1B24A1B24A1B24A1B32正弦机构3作机架双滑块机构曲柄摇杆机构4AD1234AD1231作机架双曲柄机构4AD23２作机架曲柄摇杆机构8/4/20233114AD23３作机架双摇杆机构34A1B24A1B24A1B§2-4平面机构的设计

平面机构的设计包括：1、运动设计；２、强度设计；

3、刚度；4、稳定性设计

运动设计：据给定的运动条件确定机构运动简图的尺寸。根据设计要求分为：１、按给定的运动规律（位置、速度、加速度）设计四杆机构。２、按运动轨迹设计四杆机构。常用设计方法：1、解析法；２、几何作图法；３、实验法8/4/202332§2-4平面机构的设计平面机构的设计包括：1、运动设1.1曲柄摇杆机构1.按给定的行程速比系数设计四杆机构C1DAB1C2B2ba212ACACb+=8/4/2023331.1曲柄摇杆机构1.按给定的行程速比系数设计四杆机构8/4/2023347/31/2023348/4/2023357/31/2023358/4/2023367/31/2023368/4/2023377/31/2023378/4/2023387/31/2023388/4/2023397/31/2023398/4/2023407/31/2023408/4/2023417/31/2023418/4/2023427/31/2023428/4/2023437/31/2023438/4/2023447/31/2023441.2导杆机构已知：机架的长度d

和行程速比系数Ｋ。8/4/2023451.2导杆机构已知：机架的长度d和行程速比系数Ｋ。7/32.按给定连杆位置设计四杆机构2.1给定三个位置

已知：连杆上三活动铰链的中心B、C及其在运动过程中的两个位置B1C1、B