机械设计基础 平面连杆机构 课件

主讲人：田艳行Flatlinkagemechanism机械设计基础模块四平面连杆机构模块四平面连杆机构相关知识平面四杆机构的应用平面四杆机构的分类较链四杆机构含有一个移动副的平面四杆机构平面四杆机构的特性一二三铰链四杆机构一铰链四杆机构一、铰链四杆机构的组成曲柄摇杆机构根据有无曲柄,铰链四杆机构可分为三种基本类型:曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构。1.曲柄摇杆机构二、铰链四杆机构的类型及应用1.曲柄摇杆机构二、铰链四杆机构的类型及应用曲柄摇杆机构的应用惯性筛2.双曲柄机构二、铰链四杆机构的类型及应用平行四边形机构运动的不确定状态当相对的两杆长度相等时便构成了平行双曲柄机构，也可称为平行四边形机构，如右图所示的ABCD。当此机构运动到曲柄与连杆共线时，即AB1C1D，主动曲柄继续转动到AB2时，从动曲柄的位置则有DC2和DC’2两种可能，此时运动便不确定了。2.双曲柄机构二、铰链四杆机构的类型及应用为了让平行四边形的避免出现这种运动不确定的情况，工程中常常采用加装飞轮的方法来增大惯性，或者添加构件增加虚约束，如图所示的机车车轮联动机构即为平行四边形机构，各车轮与主动轮速度相同，含有虚约束，防止曲柄与机架共线时运动不确定。机车车轮联动机构2.双曲柄机构二、铰链四杆机构的类型及应用飞机起落架收放机构双摇杆机构3.双摇杆机构二、铰链四杆机构的类型及应用3.双摇杆机构二、铰链四杆机构的类型及应用鹤式起重机汽车前轮转向机构通过理论证明(可参见有关资料),铰链四杆机构有曲柄的条件(杆长之和条件)有以下两点。三、铰链四杆机构有曲柄的条件(1)最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其他两杆的长度之和。(2)连架杆或机架中必有一杆是最短杆。

(1)当最短杆与最长杆的长度之和大于其他两杆的长度之和时,只能是双摇杆机构。

(2)当最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其他两杆的长度之和时有以下三种情况。最短杆为机架时,为双曲柄机构。最短杆相邻杆为机架时,为曲柄摇杆机构。最短杆的对面杆为机架时,为双摇杆机构。三、铰链四杆机构有曲柄的条件

三、铰链四杆机构有曲柄的条件例：

在图所示铰链四杆机构中,已知𝑏=50𝑚𝑚,𝑐=35𝑚𝑚,𝑑=30𝑚𝑚,AD为固定件。

(1)铰链四杆机构如果能成为曲柄摇杆机构,且AB为曲柄,求a的取值范围。

(2)铰链四杆机构如果能成为双曲柄机构,求a的取值范围。

三、铰链四杆机构有曲柄的条件例：含有一个移动副的平面四杆机构二曲柄滑块机构的演化曲柄滑块机构，它可以看作是由曲柄摇杆机构演化而来。一、曲柄滑块机构及其应用自动送料机构1—曲柄;2—连杆;3—滑块;4—物料;5—机架。一、曲柄滑块机构及其应用冲压机构偏心轮机构的演化二、偏心轮机构导杆机构的演化对如图(a)所示的曲柄滑块机构,若取杆1为机架,使滑块3在杆4上往复移动,杆4为导杆,这种机构称为导杆机构。三、导杆机构牛头刨床主运动机构三、导杆机构当取曲柄滑块机构中的连杆2为机架时，则成为曲柄摇块机构，如图所示。曲柄摇块机构自卸卡车翻斗机构四、摇块机构和定块机构1.摇块机构定块机构及运用若将滑块作为机架,则可得到如图(a)所示的定块机构。这种机构常用于老式的手动抽水机和抽油泵中。图(b)所示的汲水筒中采用的就是这种机构。四、摇块机构和定块机构2.定块机构平面四杆机构的特性三曲柄摇杆机构的运动特性

一、运动特性1.极位夹角曲柄摇杆机构的运动特性

一、运动特性2.急回特性曲柄摇杆机构的运动特性

一、运动特性3.行程速比系数压力角和传动角压力角是判断一个连杆机构传力性能优劣的重要标志。二、传力特性1.压力角和传动角压力角和传动角

二、传力特性1.压力角和传动角偏置曲柄滑块机构的最小传动角偏置曲柄滑块机构的曲柄为主动件,滑块为从动件时,其传动角γ为连杆与导路垂线所夹的锐角。摆动导杆机构的曲柄为主动件时,因滑块对导杆的作用力总是垂直导路的,所以其传动角γ恒等于90°,说明摆动导杆机构具有良好的传力性能。二、传力特性1.压力角和传动角摆动导杆机构的传动角死点位

二、传力特性2.死点位置死点位机构处于死点位置时,除从动件会被卡死外,还会发生转向不确定的现象。四杆机构有无死点位置,取决于从动件是否与连杆共线。在上述两例中,当曲柄为主动件时,就不存在死点位置。二、传力特性2.死点位置对于传动机构,设计时必须考虑机构能否顺利通过死点位置。例如,利用构件的惯性作用使机构通过死点。缝纫机踏板机构