平面连杆机构讲解

项目4平面连杆机构总目录下页任务3设计平面四杆机构任务1判别平面四杆机构的类型任务2分析平面四杆机构的运动和动力特性

总目录下页任务1判别平面四杆机构的类型本章目录下页任务1判别平面四杆机构的类型1.1概述1.基本概念连杆机构：各构件之间用低副连接起来用于实现运动传递的机构。平面连杆机构：各构件的运动都在一个平面或者几个平行的平面上的连杆机构。2.连杆机构的优点

由于是低副，为面接触，所以承受压强小、便于润滑、磨损较轻，可承受较大载荷结构简单，加工方便，构件之间的接触是有构件本身的几何约束来保持的，所以构件工作可靠可使从动件实现多种形式的运动，满足多种运动规律的要求利用平面连杆机构中的连杆可满足多种运动轨迹的要求3.连杆机构的缺点

传动效率低，低副中存在间隙，构件数目多时会产生较大的累积误差，精度不高。设计较复杂，不易精确地实现复杂的运动规律。本章目录下页上页1）机架：机构中固定不动的构件。

2）连架杆：与机架相连的构件。

3）连杆：连接两连架杆的构件（机构中作平面复杂运动的构件。）

4）曲柄：能作整周回转的连架杆。

5）摇杆：只能在小于360°范围内摆动的连架杆。铰链四杆机构：全部用转动副相连接的平面四杆机构。2.基本概念本章目录下页上页任务1判别平面四杆机构的类型3.分类平面连杆机构

（按所含构件数分）四杆机构多杆机构：如五杆机构。

铰链四杆机构（只含转动副的四杆机构）√含有移动副的四杆机构

铰链四杆机构含移动副的四杆机构本章目录下页上页任务1判别平面四杆机构的类型1.2四杆机构的基本形式铰链四杆机构的基本类型：曲柄摇杆机构

双曲柄机构

双摇杆机构

1.曲柄摇杆机构在两连架杆中，一个为曲柄，另一个为摇杆。运动特点：

一般曲柄主动，将连续转动转换为摇杆的摆动，也可摇杆主动，曲柄从动。应用举例：

牛头刨床横向进给机构、搅面机、卫星天线、飞剪、缝纫机脚踏板机构、自行车、走步机、送料机构本章目录下页上页任务1判别平面四杆机构的类型曲柄摇杆机构应用实例搅面机点击上图观看动画本章目录下页上页任务1判别平面四杆机构的类型曲柄摇杆机构应用实例卫星接收装置点击上图观看动画本章目录下页上页任务1判别平面四杆机构的类型曲柄摇杆机构应用实例缝纫机脚踏板机构点击上图观看动画本章目录下页上页任务1判别平面四杆机构的类型曲柄摇杆机构应用实例自行车点击上图观看动画本章目录下页上页任务1判别平面四杆机构的类型曲柄摇杆机构应用实例跑步机点击上图观看动画本章目录下页上页任务1判别平面四杆机构的类型2.双曲柄机构

两连杆架均为曲柄的四杆机构应用举例：惯性筛、插床机构运动特点：从动曲柄变速回转本章目录下页上页任务1判别平面四杆机构的类型惯性筛双曲柄机构应用实例点击上图观看动画本章目录下页上页任务1判别平面四杆机构的类型插床机构双曲柄机构应用实例本章目录下页上页任务1判别平面四杆机构的类型3.双摇杆机构

两连杆架均为摇杆的四杆机构港口起重机、飞机起落架、车辆的前轮转向机构应用举例：本章目录下页上页任务1判别平面四杆机构的类型双摇杆机构应用实例港口起重机选择连杆上合适的点，轨迹为近似的水平直线点击左图观看动画本章目录下页上页任务1判别平面四杆机构的类型双摇杆机构应用实例飞机起落架风扇摇头点击上图观看动画点击上图观看动画本章目录下页上页任务1判别平面四杆机构的类型1.3平面四杆机构的演化本章目录下页上页任务1判别平面四杆机构的类型1.3.1平面四杆机构的演化演化过程：扩大转动副，使转动副变成移动副1.曲柄滑块机构本章目录下页上页任务1判别平面四杆机构的类型曲柄滑快机构演化本章目录下页上页任务1判别平面四杆机构的类型类型对心曲柄滑块机构偏置曲柄滑块机构曲柄存在条件：对心曲柄滑块机构：L1<L2

行程S=2L1偏置曲柄滑块机构：L1+e<L2本章目录a.导杆机构(1)演化过程：曲柄滑块机构中，当将曲柄改为机架时，就成为导杆机构。本章目录下页上页任务1判别平面四杆机构的类型导杆机构：转动导杆机构摆动导杆机构本章目录杆长关系：机架长度<连架杆长度

杆长关系：机架长度>连架杆长度本章目录下页上页简易刨床（转动导杆）牛头刨床机构（摆动导杆）(2)导杆机构的应用：任务1判别平面四杆机构的类型本章目录下页上页b.摇块机构(1)演化过程曲柄滑块机构中，当将连杆改为机架时，就演化成摇块机构。任务1判别平面四杆机构的类型本章目录下页上页b.摇块机构(2)应用：任务1判别平面四杆机构的类型点击上图观看动画本章目录下页上页c.定块机构(1)演化过程曲柄滑块机构中，当将滑块改为机架时，就演化成定块机构。任务1判别平面四杆机构的类型抽水唧筒点击上图观看动画本章目录下页上页c.定块机构(2)应用：任务1判别平面四杆机构的类型正切机构应用：缝纫机针运动机构双转块机构应用：滑块联轴器2.双滑块机构演化过程：将铰链四杆机构中的两杆长度趋于无穷大本章目录下页上页任务1判别平面四杆机构的类型正弦机构应用实例缝纫机针运动机构点击观看动画双转块机构应用实例滑块连轴器点击观看动画本章目录下页上页任务1判别平面四杆机构的类型3.偏心轮机构本章目录下页上页任务1判别平面四杆机构的类型任务1判别平面四杆机构的类型任务2分析平面四杆机构的运动和动力特性

设a＜d，则当AB

杆能绕轴A

相对于AD

杆作整周转动时，AB

杆必须占据与AD

杆共线的两个位置

a≤d，a≤b，a≤c

在△B’’C’’D中b≤(d-a)+c在△B’C’D中即a+b≤d+c

c≤(d-a)+b即a+c≤d+b

a+d≤b+c

将式3-1、3-2、3-3两两相加，可得即AB杆为最短杆abdcC’B’ADB”C”cbd-a2.1曲柄存在的条件本章目录下页上页任务2分析平面四杆机构的运动和动力特性2.连架杆或机架之一为最短杆。曲柄存在的条件：1.杆长条件：最长杆与最短杆的长度之和应≤其他两杆长度之和。ABCDabcd本章目录下页上页任务2分析平面四杆机构的运动和动力特性可用以下方法来判别铰链四杆机构的基本类型：1.若机构满足杆长之和条件，则(1)以最短杆为连架杆时为曲柄摇杆机构(2)以最短杆为机架时为双曲柄机构(3)以最短杆为连杆时为双摇杆机构2.若机构不满足杆长之和条件则只能成为双摇杆机构曲柄摇杆机构双曲柄机构双摇杆机构本章目录下页上页任务2分析平面四杆机构的运动和动力特性本章目录下页上页任务2分析平面四杆机构的运动和动力特性2.2急回特性和行程速比系数

在曲柄摇杆机构中，摇杆处于两极限位置时，曲柄两次对应位置所夹的锐角称为极位夹角

。摇杆摆角：摇杆处于两极限位置时所夹的角度，称为摇杆摆角。极位夹角任务2分析平面四杆机构的运动和动力特性急回特性机构工作件返回行程速度大于工作行程的特性。工作行程时：V1=C1C2/t1

返回行程时：V2=C1C2/t2行程速比系数K为了表示工作件往复运动时的急回程度，用V2和V1的比值K来描述。由上式可得：急回特性的作用四杆机构的急回特性可以节省空间，提高生产率。本章目录下页上页任务2分析平面四杆机构的运动和动力特性2.3压力角与传动角压力角愈小，机构的传力效果愈好。所以，衡量机构传力性能，可用压力角作为标志。

压力角：从动件受力方向与受力点线速度方向之间所夹的锐角。传动角:压力角的余角即连杆与从动件间所夹的锐角。

本章目录任务2分析平面四杆机构的运动和动力特性在连杆机构中，为度量方便，常用压力角的余角即连杆与从动件间所夹的锐角(传动角)检验机构的传力性能。

传动角愈大，机构的传力性能愈好，反之则不利于机构中力的传递。机构运转过程中，传动角是变化的，机构出现最小传动角的位置正好是传力效果最差的位置，也是检验其传力性能的关键位置。设计要求：本章目录任务2分析平面四杆机构的运动和动力特性曲柄摇杆机构，以曲柄为原动件时，其最小传动角发生在曲柄与机架两次共线位置之一。ABCD本章目录任务2分析平面四杆机构的运动和动力特性2.4死点状态机构传动角（即）的位置称为死点位置。

机构处于死点位置，从动件会出现卡死（机构自锁）或运动方向不确定的现象。

措施和应用本章目录任务2分析平面四杆机构的运动和动力特性任务3设计平面四杆机构任务3设计平面四杆机构设计内容：选择形式；确定尺寸（运动简图）设计方法：解析法；实验法；图解法两类问题：实现给定的运动规律实现给定的运动轨迹任务3设计平面四杆机构本章目录1、按给定的行程速比系数K设计四杆机构本章目录本章目录本章目录本章目录例：偏置曲柄滑块机构，s=30mm,e=12mm,K=1.5,设计此机构。本章目录本章目录2、按给定的连杆位置设计四杆机构本章目录１.基本概念平面连杆机构——全部由低副组成的平面机构。铰链四杆机构——

全部由转动副组成的平面四连杆机构。

曲柄——

作整周回转的连架杆。摇杆——不能作整周回转而只作往复摆动的连架杆。极位夹角——从动件摇杆在两极限位置时，曲柄两极限位置间所夹的锐角。行程速比系数——从动件空回行程平均速度与工作行程平均速度的比值。压力角——从动件受力方向与力作用点速度方向所夹的锐角，传动角与压力角互余。死点位置——压力角为90°时的位置。

小结本章目录下页上页２.平面四杆机构的基本形式铰链四杆机构、具有一个移动副的四杆机构、具有两个移动副的四杆机构。３.四杆机构演化的途径改变构件的形状及相对尺寸、扩大转动副的半径和选用不同构件为机架等方法。４.平面连杆机构设计利用图解法根据给定的运动条件，确定与机构运动有关的尺寸参数及各构件的相对位置。小结本章目录下页上页第1题（多选题）在曲柄摇杆机构中，为提高机构的传力性能，应该______。A.增大传动角γ；B.

减小传动角γ；C.

增大压力角α；D.

减小极位夹角θ第2题（单选题）在铰链四杆机构中，有可能出现死点的机构是_____机构。A.

双曲柄；B.

双摇杆；C.

曲柄摇杆第3题（多选题）下列铰链四杆机构中，能实现急回运动的是_____。A.

双摇杆机构；B.

曲柄摇杆机构；C.

双曲柄机构；D.

对心曲柄滑块机构第4题（多选题）平面四杆机构中，如存在急回运动特性，则其行程速比系数_____。A.

K＞1；B.

K=1；C.

K＜1；D.

K=0思考题本章目录下页上页思考题第5题（多选题）平面连杆机构中，当传动角γ较大时，则____。

A.

机构的传力性能较好；B.

机构的