连杆机构PPt

5.应用：
平面连杆机构广泛应用于各种机械和仪表中。
第二章 平面连杆机构
4
定块机构或直动滑杆机构
第二章 平面连杆机构
5
曲柄摇块机构
第二章 平面连杆机构
6
第二章 平面连杆机构
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6.平面连杆机构常以构件数命名,如： 四杆机构，五杆机构等
本章主要讨论应用最广，最基础的平面四杆机构。
第二章 平面连杆机构
一、平面四杆机构的基本形式（铰链四杆机构）：
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由4个杆状构件及4个转动副组成。
连杆 曲柄 A B C D
摇杆
能整圈回转——曲柄
AD——机架 AB、CD——连架杆 BC——连杆
连架杆
往复摆动——摇杆
第二章 平面连杆机构
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1、曲柄摇杆机构
1）特点： 连架杆 一为曲柄 一为摇杆
第二章 平面连杆机构
2）应用： ⑴缝纫机踏板机构：摇杆主动
1） 当L1<L2时，得到转动导杆机构，如小型刨床
2） 当L1>L2时，得到摆动导杆机构，如牛头刨床
第二章 平面连杆机构
摆杆
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导杆
导杆－小型刨床
第二章 平面连杆机构
当构件2和构件4均能作整周转动，小型刨床的回转导 杆机构就是应用实例
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第二章 平面连杆机构
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当杆2的长度小于机架长度时，导秆4只能作来回摆 动，又称为摆动导秆机构，牛头刨中的主运动机构是 其应用实例。
（3）最小传动角的位置
铰链四杆机构在曲柄与机架共线的两位置出现最小传动角。
第二章 平面连杆机构
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最长杆与 最短杆的 长度之和 ≤其他两 杆长度之 和
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B
C D
A
将以上三式两两相加，得： l1 ≤ l2 , l1 ≤ l3 , l1 ≤ l4
l2
B’
C’ l 2
C” D D
l1即AB为最短杆
l1
A A l1
l3
l3
l l - l1 l4 4 4
第二章 平面连杆机构
整转副的概念：相对转动360度的转动副。 此时，铰链A为整转副。
a.利用从动曲柄本身（或附加质量）的惯性来导向； b.在主、从动曲柄上错开移动角度再安装一组平行 四边形机构； c.增加第三个平行曲柄
（3）应用：
机车联动机构
第二章 平面连杆机构
车门启闭机构
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反平行四边形机构
第二章 平面连杆机构
摄影台升降机构
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第二章 平面连杆机构 3、双摇杆机构
1）特点：两连架杆都是摇杆 2）应用： 飞机起落架机构
第二章 平面连杆机构
例：已知在四杆机构中，机架长40mm，两连架杆长度分 别为18mm和45mm，则当连杆的长度在什么范围内，该 机构为曲柄摇杆机构？
分析：（1）连杆的长度不可能是最短杆，否则的话 为 双摇杆机构； （2）根据分析确定18mm为最短杆； （3）说明连杆要么是最长杆，要么45mm的杆为最长杆； 解：设连杆的长度为Xmm（属于“a+d≤c+b‖的形式） ①当Ｘmm为最长杆时：即18+X≤40+45 ∴X ≤67 ②当45mm为最长杆时：即18+45≤40+X ∴X ≥23 ∴当23≤X ≤67时，该机构为曲柄摇杆机构
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若取BC为机架，则结论相同，可知铰链B也是整转副。 可知：当满足杆长条件时，其最短杆参与构成的转动 副都是整转副。
B A
l2 l4
D
C
l1
l3
第二章 平面连杆机构
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1.整转副存在的条件（长度条件）： 最短构件与最长构件的长度之和小于等于其它两 构件长度之和，即Lmax+Lmin≤L’+L’’。反之无整转副。
第二章 平面连杆机构
1
第2章 平面连杆机构
§2-1 平面四杆机构的基本形式及演 化形式 §2-2 平面四杆机构的基本特性 §2-3 平面四杆机构的运动设计
第二章 平面连杆机构
2
2.1 平面四杆机构的基本形式及演化形式
1.平面连杆机构——若干刚性构件通过低副连接而 C 成的平面机构。 B
2.平面连杆机构具有运动可逆性。
第二章 平面连杆机构
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解：（1）如果能成为曲柄摇杆机构，lAB ≤20mm （2）如果能成为双曲柄机构，则应满足“最长杆 与最短杆长度之和小于或等于其它两杆长度之和，且 杆AD为最短杆”。则 a. 若BC为最长杆， 80mm≤lAB ≤100mm b. 若AB为最长杆，100mm≤lAB ≤120mm 综合：80mm≤lAB ≤120mm (3)a. AB为最短杆，BC为最长杆 20mm<lAB < 50mm b. AD为最短杆，BC为最长杆，则 50mm ≤ lAB < 80mm
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第二章 平面连杆机构
港口起重机
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选择连杆上合适的点，轨迹为近似的水平直线
第二章 平面连杆机构
汽车转向机构---等腰梯形机构
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第二章 平面连杆机构
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二、平面四杆机构的其他形式
1.通过改变构件的形状和几何尺寸来演化四杆机构
例如：曲柄滑快机构的演化
第二章 平面连杆机构
具体的演化过程如下：
第二章 平面连杆机构
பைடு நூலகம்（2）若构件2为机架时—曲柄摇块机构 翻斗车
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第二章 平面连杆机构
（3）若取构件3为机架—定块机构或直动滑杆机构 抽水唧筒
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第二章 平面连杆机构
例：选择双滑块机构中的不同构件 作为机架可得不同的机构
2
2 1
35
1
3 4
3
4
正弦机构
椭圆仪机构
第二章 平面连杆机构
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3.改变运动副的尺寸，如:扩大转动副（偏心轮机构） 来演化四杆机构
（2）若不满足杆长和条件，该机构只能是双摇杆机构。
注意：铰链四杆机构必须满足四构件组成的封闭多边形条件： 最长杆的杆长<其余三杆长度之和。
第二章 平面连杆机构
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想一想：下列机构是何机构？？？？
第二章 平面连杆机构
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例1：已知铰链四杆机构的各杆的尺寸，机架的位置， 判断各四杆机构的类型。课本P38.2-1 例2 在图中已知 lBC =100mm, lCD =70mm, lAD =50mm,AD 为固定件。 （1）如果该机构能成为曲柄摇杆机构，且AB 为曲柄， 求lAB的值； （2）如果该机构能成为双曲柄机构，求lAB ； （3）如果该机构能成为双摇杆机构，求lAB 。
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②从动件有极限位置
③曲柄存在极位夹角
第二章 平面连杆机构
3. 压力角和传动角
（1）压力角a
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压力角：从动件所受的力F与受力点速度Vc所夹的锐角a。
有效分力：Ft=Fcosa 有害分力：Fn=Fsina α愈小，机构传动性能愈好。
第二章 平面连杆机构
（2）传动角g
传动角： 连杆与从动件所夹的锐角 g , g = 900-a
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第二章 平面连杆机构
（2）卫星接收装置：曲柄主动
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第二章 平面连杆机构
(3)汽车玻璃窗雨刷:摇杆主动
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第二章 平面连杆机构
(4)搅拌器: 曲柄主动
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第二章 平面连杆机构 2、双曲柄机构
1）特点： ⑴两连架杆均为曲柄； ⑵主动曲柄匀速转动 ω1= C. 从动曲柄变速转动 ω2= f(t) 2）应用： 惯性筛
第二章 平面连杆机构
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c. 当 lAB >100时，AB 为最长杆，AD 为最短 lAB > 120 mm 另外，AB增大时，还应考虑到，BC与CD成伸直共线 时，需构成三角形的边长关系，即： lAB < ( lBC + lCD ) + lAD lAB < 220 mm 则 120 mm < lAB <220 mm 综合以上情况，可得lAB 的取值范围为： 20 mm < lAB <80 mm 120 mm < lAB <220 mm
2.曲柄存在的条件：
（1）最短构件与最长构件的长度之和小于等于其它 两构件长度之和；（杆长和的条件）
（2）连架杆和机架中必有一杆是最短杆。 整转副是曲柄存在的必要条件。
第二章 平面连杆机构
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3.铰链四杆机构基本类型的判别方法： （1）在满足杆长和的条件下：
① 以最短杆的相邻构件为机架，则最短杆为曲柄，另一连架杆为 摇杆，即该机构为曲柄摇杆机构； ②以最短杆为机架，则两连架杆为曲柄，该机构为双曲柄机构； ③以最短杆的对边构件为机架，均无曲柄存在，即该机构为双摇 杆机构。
第二章 平面连杆机构
2. 急回特性
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原动件作匀速转动，从动件作往复运动的机构， 从动件在返回行程中的平均速度大于工作行程的平均 速度的特性，称为急回特性。
第二章 平面连杆机构 ―急回性能”分析
C1 极位夹角 B 1 1
2
C v1
52 C2
v2
3

B2
1

摆角
D
A
B1
2
4
设：曲柄以ω1顺时针等角速转动 当曲柄AB与连杆BC两次共线时，输出件CD处于两极限位置。 曲柄转角
第二章 平面连杆机构
应用----牛头刨床传动机构
E
D
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C B
A
第二章 平面连杆机构
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牛头刨床
第二章 平面连杆机构
57
小 型 刨 床 机 构
第二章 平面连杆机构
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偏置曲柄滑块机构和摆动导杆机构也具有急回特性。