第03章平面连杆机构

显然：t1 >t2 V2 > V1
摇杆的这种特性称为急回运动。用以下比值表示急回程度
K V 2 C1C 2
V1
C1C 2
t2 t1
t1 t2
180 180
所以可通过分析机构中是否存在θ 以及θ的大小来判断机构是否有急 回运动或运动的程度。
称K为行程速比系数。只要 θ ≠ 0 ， 就有 K>1
且θ越大，K值越大，急回性质越明显。
设计新机械时，往往先给定K值，于是: 180 K1
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K1
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2.压力角和传动角
压力角：
从动件驱动力F与力作用点绝对速度之间所夹锐角。
切向分力: F’= Fcosα =Fsinγ
法向分力: F”= Fcosγ γ↑→ F’↑ →对传动有利。
可用γ的大小来表示机构传动力性能的好坏,
称γ为传动角。 为了保证机构良好的传力性能
设计时要求: γmin≥50°
γmin出现的位置：
B
B
C γ
F”
FF”’ C γFα
F
F’
当∠BCD≤90°时，
AA
DD
γ＝∠BCD
当∠BCD>90°时， γ＝180°- ∠BCD
当∠BCD最小或最大时，都有可能出现γmin 此位置一定是：主动第03件章平与面连机杆机架构 共线两处之一。
分类:
平面连杆机构 空间连杆机构
常以构件数命名： 四杆机构、多杆机构。
本章重点内容是介绍四杆机构。
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第03章平面连杆机构
平面四杆机构的基本型式:
基本型式－铰链四杆机构，其它四杆机构都是由它
演变得到的。 名词解释：
连杆
曲柄—作整周定轴回转的构件； 曲柄
连杆—作平面运动的构件；
摇杆—作定轴摆动的构件；
第03章平面连杆机构
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当曲柄以ω继续转过180°-θ时，摇杆从C2D,置摆到
C1D，所花时间为t2 ,平均速度为V2 ,那么有：
t2(18 0)/
C2
C1
V2 C1C2 t2
C 1C 2/1 ( 8 0 )
A
B1
D
因曲柄转角不同，故摇杆来回摆动的时间不一 样，平均速度也不等。
180°-θ
位于两个极限位置，简称极位。
此两处曲柄之间的夹角θ 称为极位夹角。
C2
θ 180°＋θ ωB
C C1
曲柄摇杆机构 3D
A
B1
DD
B2
当曲柄以ω逆时针转过180°+θ时，摇杆从C1D位置 摆到C2D。 所花时间为t1 , 平均速度为V1,那么有：
t1(18 0 )/V1C1C2 t1 C 1C2/1 ( 80)
靠飞轮的惯性（如内燃机、缝纫机等）。
B’
F’
C’
A’
E’
D’
G’
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A
E
D
G
B
第0ห้องสมุดไป่ตู้章平F面连杆机构 C
也可以利用死点进行工作：飞机起落架、钻夹具等。
C D
AA
γ=0
B C
B 飞机起落架
F
P
工件
A
B B2 C 2C γ=0
11
33
A
4 T
钻孔夹具
P DD
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第03章平面连杆机构
（2）双曲柄机构 特征：两个曲柄
4
2
1
4
1 摇杆主动
缝纫机踏板机构
作用：将等速回转转变为等速或变速回转。
应用实例：如叶片泵第0、3章平惯面连性杆机筛构 等。
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1
AB D C2
3
C
23
B 1
4D A
6E
惯性筛机构
旋转式叶片泵
A 1B
4 D
2
C3
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特例：平行四边形机构 特征：两连架杆等长且平行，
机构的传动角一般在运动链 最终一个从动件上度量。
C2γ2 bγ1 c C1
B2 A a
D
B1 d
车门
αF γ
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v 第03章平面连杆机构
3.机构的死点位置
摇杆为主动件，且连杆 与曲柄两次共线时，有：
γ＝0
F γ＝0
此时机构不能运动. F 称此位置为： “死点” γ＝0
避免措施： 两组机构错开排列，如火车轮机构;
连杆作平动
B B’
C C’
A
D
实例：火车轮 摄影平台 播种机料斗机构
天平
A
AB = CD BC = AD
BB
C
B
C
B
A
D
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D C
耕地
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料斗
平行四边形机构在共线位置出现运 动不确定。采用两组机构错开排列。
B’
F’
C’
A’
E’
D’
G’
A
E
D
G
B
F
C
反平行四边形机构 --车门开闭机构
§3－2 铰链四杆机构有整转副的条件
平面四杆机构具有整转副→可能存在曲柄。
反向
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（3）双摇杆机构 特征：两个摇杆 应用举例：铸造翻箱机构、风扇摇头机构
特例：等腰梯形机构－汽车转向机构
B’ C’
B
C
A
D
CC 电机
蜗轮 BBBA
D
A
AA D
EE
蜗蜗杆杆
C
B
风扇座
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1.急回运动
在曲柄摇杆机构中，当曲柄与连杆两次共线时，摇杆
第3章 平面连杆机构
§3－1 铰链四杆机构的基本型式和特性 §3－2 铰链四杆机构有整转副的条件 §3－3 铰链四杆机构的演化 §3－4 速度瞬心及其在机构速度分析中的应用
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第03章平面连杆机构
§3－1 铰链四杆机构的基本型式和特性
应用实例： 内燃机、鹤式吊、火车轮、急回冲床、牛头刨床、 翻箱机、椭圆仪、机械手爪、开窗、车门、折叠伞、 折叠床、牙膏筒拔管机、单车等。 定义：由低副（转动、移动）连接组成的平面机构。
连架杆—与机架相联的构件；
周转副—能作360 相对回转的运动副；
摆转副—只能作有限角度摆动的运动副。 三种基本型式：
摇杆
（1）曲柄摇杆机构
特征：曲柄＋摇杆
作用：将曲柄的整周回转转变为摇杆的往复摆动。
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如雷达天线第。03章平面连杆机构
CC
2 33
3
B1 4 D
3
2
A
雷达天线俯仰机构 曲柄主动
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由余弦定律有： ∠B1C1D＝arccos[b2+c2-(d-a)2]/2bc
若∠B1C1D≤90°,则 γ1＝∠B1C1D ∠B2C2D＝arccos[b2+c2-(d+a)2]/2bc
若∠B2C2D>90°, 则 γ2＝180°-∠B2C2D
γmin＝[∠B1C1D, 180°-∠B2C2D]min
特征：有一作平面运动的构件，称为连杆。
特点： ①采用低副。面接触、承载大、便于润滑、不易磨损
形状简单、易加工、容易获得较高的制造精度。 ②改变杆的相对长度，从动件运动规律不同。
③连杆曲线丰富。可满足不同要求。
第03章平面连杆机构
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缺点： ①构件和运动副多，累积误差大、运动精度低、效率低。 ②产生动载荷（惯性力），不适合高速。 ③设计复杂，难以实现精确的轨迹。