平面连杆机构基本特性

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7.2 平面连杆机构的类型及特性

7.2  平面连杆机构的类型及特性

(1) 曲柄摇杆机构 两连架杆中,一个为曲柄,另一个为摇杆的铰链四杆 机构,称为曲柄摇杆机构。 曲柄——能绕着与机架相连的固定铰链作整周转动的连架 杆。 摇杆——只能在小于360°的某一角度内摆动的连架杆。 曲柄摇杆机构能完成两种运动形式的转换: 1)将曲柄整周的转动转换为摇杆的往复摆动。如图7-5所示
图7-16 钻床夹紧机构
图7-17 飞机起落架机构
2.急回特性
在图7-18所示的曲柄摇杆机构中,曲柄AB为主动件,作 匀速回转运动,摇杆CD为从动件作往复摆动,曲柄在转 动一周的过程中的两次与连杆BC共线,两个共线位置分
别为B1AC1和AB2C2,此时曲柄分别位于AB1和AB2,摇杆
CD的位置分别C1D和C2D, C1D和C2D称为摇杆CD的极限位 置,∠C1DC2=ψ 称为摇杆的最大摆角。摇杆处于两个极 限位置的时候,对应的曲柄AB1和AB2之间所夹的锐角称 为极位夹角,角θ 表示。
7.2.3
平面连杆机构的工作特性
1.死点位置
在图7-14所示的曲柄滑块机构中,当滑块C为主动件, 曲柄AB为从动件,连杆BC与曲柄共线时机构处于极限位置。
连杆BC施加在曲柄AB上的力恰好通过转动中心A,无论作
用力多大,其转动力矩都为零,因此不能推动曲柄转动。 把机构所处的这种极限位置,称为死点位置。 平面四杆机构死点存在的条件:从动件与连杆必须共线。 克服死点的方法:在从动件上安装飞轮以加大惯性。 死点的应用:如图7-16所示钻床夹紧机构,工件被夹紧, 不会自动松脱;如图7-17所示飞机起落架机构,落地后作 用力不会使起落架反转保证飞机安全可靠降落。
两连架杆都是摇杆的铰链四杆机构称为双摇杆机 构。 图7-12所示为自卸翻斗车的双摇杆机构。AD杆为 车架,当油缸中的活塞向右运动时,带动双摇杆AB、 CD向右摆动,使车卸货。图7-13所示为汽车前轮转向 机构,该机构是两摇杆长度相等的双摇杆机构。

平面连杆机构基本特性

平面连杆机构基本特性

125
B
D C
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126
B
D C
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B
D C
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连杆BC与从动件曲柄AB共线,机构位于两个死点位置。靠轮的惯性或手动脱离死点位置。
Bቤተ መጻሕፍቲ ባይዱB
D
D
C
C
D
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D 129
死点位置的功能 分合闸机构——搬动手柄使触 头接上。
A
弹簧拉力 D
取'与''两者中的较小值为最小传动角 min = ' ,'' min
'
'' ''
C'
C''
b
b
'
max
c
B'
d
aA
D
外共线
a A
min
c
d D
B'' 内共线
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最小传动角出现在曲柄与机架共线的两位置之一。
' C'
b
'
max
c
B'
d
aA
D
外共线
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'' ''
C''
§2-2 铰链四杆机构的特性
运动特性 传力特性
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1
一. 铰链四杆机构 有整转副的条件
一.整转副:两构件能相对转动360°的转动副。 二.研究整转副之目的:具有整转副的铰链四

第一节 平面连杆机构的基本类型和特性

第一节 平面连杆机构的基本类型和特性

机架4:固定不动
平面连杆机构的基本类型
1、曲柄摇杆机构
连架杆一为曲柄,一为摇杆的平面四杆机构。
平面连杆机构的基本类型
曲柄摇杆机构应用实例: 雷达天线仰俯角的调整装置
平面连杆机构的基本类型
汽车前窗刮雨器
平面连杆机构的基本类型 2、双曲柄机构
在铰链四杆机构中,两个连架杆都能做整周 回转,即有两个曲柄。
C
l2 B C1 l3
l1
A B1 l4
D
连杆机构的基本特性
当杆1处于AB2 位置时,设 l4 >l1 ,△AC2D 有:
L1+L2<=L3+L4 (3)
将(1)、(2)、(3)分别相加,得:
l1 l3
C l2 B l1 B2 C1 l3
C2
l1 l2 l1 l4
B1
A
l4
D
连杆机构的基本特性
双摇杆机构应用实例:气动搬运机构
平面连杆机构的基本类型
双摇杆机构应用实例:飞机起落架机构
减小空气阻力
平面连杆机构的基本类型
双摇杆机构应用实例: 港口用门式起重机变幅机构
平面连杆机构的基本类型
起吊中要求点E近似沿水平直线运动,以 保持货物在移动中高度不变,免使吊钩因不必 要的升降而损失能量。
二、连杆机构的基本特性
平面连杆机构的基本类型
双曲柄机构应用实例:机车车轮的联动机构
匀速
匀速
机车车轮的联动机构
平面连杆机构的基本类型
汽车车门开启与关闭装置
平面连杆机构的基本类型
双曲柄机构应用实例:惯性筛
变速 匀速
平面连杆机构的基本类型
3、双摇杆机构
在铰链四杆机构中,两个连架杆都只能做往 复摆动的四杆机构。

《机械设计基础》第2章_平面连杆机构解析

《机械设计基础》第2章_平面连杆机构解析
0 0
由上式可知,机构的急回程度取决于极位夹
角θ的大小。θ角越大,K值越大,机构的急回程
度也越高,但机构运动的平稳性就越差。反之反 然。 一般机械中1≤K≤2。
5.连杆机构具有急回特性的条件
⑴ 输入件等速整周转动;
⑵ 输出件往复运动;
⑶ 极位夹角
。 0
6.常见具有急回特性的四杆机构
二、平面连杆机构的特点及应用
1.平面连杆机构的特点
⑴寿命长 低副联接,接触表面为平面或圆柱面,
压力小;便于润滑,磨损较小。
⑵易于制造 连杆机构以杆件为主,结构简单。 ⑶可实现远距离操纵控制 因连杆易于作成较长
的构件。
⑷可实现比较复杂的运动规律 ⑸设计计算较繁复,当机构复杂时累计误差较大,
2、双曲柄机构
具有两个曲柄的铰链四杆机构。
⑴平行四边形机构:连杆与机架的长度相等,且曲
柄的转向相同长度也相等的双曲柄机构。 这种机构两曲柄的角速度始终保持相等,且连杆 始终做平动,故应用较广。
运动的不确定性
有辅助构件的重复机构
有辅助构件的错列机构
⑵逆平行四边形机构:连杆与机架的长度相等,两
含有两个移动副的四杆机构应用实例
2.3 平面四杆机构的基本特性
一、铰链四杆机构存在曲柄的条件
设 AB 为曲柄,
由 △BCD :
且 a <d .
b+c>f 、 b+f >c 、 c+f >b
以 fmax = a + d , fmin = d - a b+c >a+d 、 b+d >a+c 、 c+d >a+b 化简后得: a<b 、 a<c 、 a< d 若 d <a d<a、d<b、d<c 代入并整理得:

平面四杆机构的基本特性

平面四杆机构的基本特性
平面四杆机构的基本特性
A图 平面四杆机构B的图基本特性
问题:摇杆在两个极限位置时, 所对应的曲柄和连杆处于怎样 的位置关系?
C图
第一步:在曲柄摇杆机构中,当曲柄与连杆两次共线时,摇杆位 于两个极限位置,简称极位;
此时输入构件曲柄相对应位置之间所夹角的锐角θ称为 极位夹角。
平面四杆机构的基本特性
第二步:已知主动件曲柄作匀速圆周运动,速度为v
例2:飞机起落架 BC、CD共线,机构处于死点位置,承受着陆时的地面反力,作用于CD
的力通过其铰链中心D,故起落架不会反转(摇杆CD不会转动),从而使飞 机的降落更加安全可靠。
平面四杆机构的基本特性
小结:
平面四杆机构具有急回特性的条件: ① 主动件作整周回转运动; ② 从动件往返运动且有极位; ③ 从动件存在两极位时,主动件相应的有极位夹角θ,且极位 夹角θ ≠0。
问题1:摇杆在空回行程和工作 行程往复摆动的过程中,哪个行 程运动速度较快?为什么?
平面四杆机构的基本特性
问题2:你用过缝纫机吗? 当你踩缝纫机踏板时,由 于操作不当,遇到过踩不 动或使缝纫机飞轮反转的 情况吗?这是为什么呢?
平面四杆机构的基本特性
重点:急回特性和死点 位置的概念
知识准备1:平面连杆机构的定义、组成?
1、定义:平面连杆机构是通过若干构件用平面低副连接而成的 机构。 2、组成:固定不动的杆件AD称为机架,与机架相连的杆AB和杆 CD称为连架杆;不与机架相连的杆BC称为连杆。
平面四杆机构的基本特性
平面连杆机构
知识准备2:铰链四杆机构具有曲柄的条件?
1、最短杆与最长杆长度之和小于或等于其它两杆长度之和 (称为杆长之和条件); 2、连架杆和机架中必有一杆是最短杆。

铰链四杆机构基本形式和特性

铰链四杆机构基本形式和特性
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3.4 铰链四杆机构类型判别
3、案例分析
如图所示的铰链四杆机构ABCD中,已知各杆的长度 分别为:a=30,b=50,c=40,d=45。试确定该机构分别以
AD、AB、CD和BC为机架时,属于何种机构?(板书)
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3.4 铰链四杆机构类型判别
案例分析
3.1 铰链四杆机构的类型
平面铰链四杆机构:构件间均用用转动副相连的平面四 杆机构。如:脚踏式脱粒机
脚踏式脱粒机
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3.1 铰链四杆机构的类型
二、铰链四杆机构组成
(1)机架:机构中固定不动的构件。 (2)连架杆:与机架连接的构架。
曲柄:若能绕机架作整周转动的连架杆则称为曲柄。 摇杆:只能绕着机架在一定范围内摆动的连架杆。 (3)连杆:不直接与机架相连的构件。
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3.2 平面四杆机构的特性-死点特性
(1)死点的概念
曲柄摇杆机构中,当摇杆为主动件时,当连杆与从动曲
柄共线时,机构的传动角γ=0°,此时主动件CD 通过连杆 作用于从动曲柄AB上的力恰好通过其回转中心,所以出现了 不能使构件AB转动的顶死现象,机构的这种位置称为死点位
置或死点。
缝纫机的脚踏机构
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3.2 平面四杆机构的特性-死点特性
(3)克服死点的方法
(1)增大从动件的质量,利用惯性度过死点位置。 (2)在从动曲柄上施加外力或安装飞轮以增加惯性。 (3)采用相同的机构错位排列。
缝纫机的脚踏机构
火车车轮联动装置
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3.3 铰链四杆机构曲柄存在条件
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平面连杆机构的基本性质沐风教学

平面连杆机构的基本性质沐风教学
一、铰链四杆机构曲柄存在条件
图优讲1课-1堂3 曲柄摇杆机构中的几何关系
7
结论:
(1)曲柄是机构中的最短杆 (2)最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆
长度之和——杆长之和条件。
优讲课堂
8
铰链四杆机构中有一个曲柄的条件:
(1)曲柄为最短连架杆 (2)最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆长度之和——杆长之和条件。
曲柄两位置所夹的锐角。
急回特性:曲柄摇杆机构中,曲柄虽作等速运动, 而摇杆摆动时空回行程的平均速度却大于工作行 程的平均速度
2.公式:急回特性系数K=180˚+θ/180˚-θ
Θ=180˚
k 1 k 1
优讲课堂
13
三、死点位置
1.概念:在曲柄摇杆机构中,取摇杆为主动件,曲柄 为从动件,连杆与曲柄会出现两次共线,这两个位置 就是死点位置。
1.什么是铰链四杆机构?
机构间用四个转动副相连的平面四杆机构,称为平面 铰链四杆机构,简称铰链四杆机构。
2.铰链四杆机构是由那几个构件组成的?
组成: 4—机架 →固定不动 1,3—连架杆 →定轴转动 作整周转动—曲柄
连杆2 连架杆1
连架杆3
作往复摆动—摇杆
机架4
2—连杆→平面运动
优讲课堂
1
3.铰链四杆机构有几种基本类型,分别是什么?
K=180º+θ/180º-θ=1.4
优讲课堂
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3)以AB为主动件时,该机构有无急回运动?用作图 法求解极位夹角θ,并计算行程速度变化系数K。
C
C
C
B
B
A
D
B
优讲课堂
15
分析:利用类型判别条件及急回特性的原因求解。

机械基础 平面连杆机构的基本性质—曲柄存在的条件 公开课教案

机械基础 平面连杆机构的基本性质—曲柄存在的条件 公开课教案

公开课教案教学环节教学内容师生活动教学方法设计意图课前任务任务1 利用学习通完成微课《铰链四杆机构组成、类型及应用》学习任务2 完成章节小测验,查看学习成效任务 3 将自主学习过程中存在的疑问在讨论区留言,课上解决【教师】利用“超星”发布课前学习任务,收集学生任务完成数据【学生】完成课前学习任务,提出学习过程的疑问培养学生自主学习的能力一、知识回顾(5分钟)1.动手做一做,每位同学制作一组铰链四杆机构2.铰链四杆机构的组成?3.铰链四杆机构的基本类型?【教师】展示学生超星平台学习成果【学生】动手完成一个铰链四杆机构制作,并结合课前学习内容回答教师问题让学生动手制作,可以活跃课堂氛围,同时对课前自学内容进行简短的总结,为新课教学最好铺垫。

二、创设情境(2分钟)情境:识别生活中存在的铰链四杆机构送料机构——曲柄摇杆机构有一个曲柄车轮转向机构——双摇杆机构无曲柄惯性筛——双曲柄机构有两个曲柄【教师】提供生活中铰链四杆机构应用实例【学生】观察四杆机构运动过程,投票决定四杆机构类型。

创设情境多媒体展示启发式教学自主探究创设情境,引导学生发现生活中隐藏的铰链四杆机构,让学生学会观察和思考,提起学生学习兴趣,激发学习欲望。

启发学生的思维,让学生学会发现,学会探索。

三、新课讲授(30分钟)平面连杆机构的基本特性——铰链四杆机构曲柄存在的条件提出疑问:有曲柄&无曲柄?一、新知:铰链四杆机构曲柄存在的条件曲柄存在条件之一:在铰链四杆机构其中三根杆长不变,观察第四根杆长变化对铰链四杆机构形式的影响结论:曲柄存在与杆长有关最短杆与最长杆和VS 其余两杆和有无曲柄AB DA CD BC65 + 160 <120 + 140 有65 + 160 >120 + 90 无65 + 160 =120 + 105 有曲柄存在条件一:最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其他两杆长度之和。

同学制作的铰链四杆机构是否满足条件最短杆长+最长杆长≤其余两杆长度和曲柄存在条件之二:在满足曲柄存在一的前提下,让学生尝试取不同的构件为机架,观察铰链四杆机构类型构件2做机架为曲柄摇杆机构构件1做机架为双曲柄机构构件3做机架为双摇杆机构构件4做机架为曲柄摇杆机构【教师】引导学生提出铰链四杆机构中有无曲柄存在的疑问【教师】演示铰链四杆机构中杆长变化过程【学生】观察思考。

平面连杆机构基本特性的教学解析:

平面连杆机构基本特性的教学解析:

也 R B 的位 置 尽 可 能地 高 。基 于 此 ,猜 想 当B H点 点运 动 到
图2 的 时,压 力角 最 大 ( 动 角最 小 ) 。 中 传
证 明 :过B 点作 导路 的垂 线B ,垂足 为 E 。过A E 点 点作 导路 的平 行 线 交直 线B 于 D 。显然D = 。设 曲柄 A 与 导 E 点 Ee B 路方 向 ( 即水 平方 向)的夹 角 为 。 在 △B E ,根 据对 顶 角 的定义 , /B E a。 C中 C=
长度 A = ,连 杆 长度B = 2 BI 1 CI。
B3
与 曲柄 共 线 ,此 时 连 杆 给 从动 件 曲柄 的力 通 过 曲柄 的 转 动 中 心 , 因此 不 能 产 生 力 矩作 用 ,从 而 此 时 曲柄 不 能 转 动 。这 种 现 象 被 称 为 死 点 。此 时 的压 力 角 等 于9 。 , 传 O 动角 等 于0 。在 实 际工程 中 ,死 点有 时在 某 种程 度 上 是 。 有 利 的 ,像 飞 机 起 落 架 、夹 紧 装 置等 ;有 时 死 点又 是 不
空 回行 程 的速 度 大 于 工 作 行 程 ,这 就 是 连 杆 机 构 的 急 回 特 性 。通常 用 行程 速 比变化 系 数 来 衡量 急 回特 性 ,定义
K : —80 1 +O

B= 2 sn ① E 1* a i
B = D D = D e ② EB +E B+

从 中可 反 求 O:10 8
由于 从动 件 滑 块 的速 度 始 终 是 沿水 平 方 向 ,且 连 杆
给 滑块 的力 沿 着 连 杆B 方 向 , 因此 根 据 定 义 可作 出机 构 c 在 该瞬 时位 置 时 的压 力 角 和 传 动角, , 图2 示 。从 图 ,如 所 2 中发 现 ,压 力 角是 力 与水 平 方 向的锐 角 夹 角 ,传 动角 则

平面连杆机构的类型和工作特性

平面连杆机构的类型和工作特性

A 1B
A 1
4 B
4
2
2
3
3C
C
三.含两个移动副的四杆机构
B
2
1
C3
A
4
曲柄滑块机构(对心)
B2 1
3 A
C 4
BC杆长增至
2
1 B
3 A
S
双滑块机构
C
slAB si n
4
双滑块机构应用
缝纫机针杆机构
椭圆仪机构
双转块机构
十字滑块联轴器
四.具有偏心轮的四杆机构
曲柄摇杆机构
偏心盘机构是转动 副扩大的等效形式
利用机构错位排列法来克服死点位置。
2)死点位置在机构中的作用
钻床工件夹紧机构
飞机起落架机构
谢谢观赏!
2020/11/5
47
C
A
l1 B
l2 l4
B
C
l3

D
由AC得D,
l3(l2 l1 ) l4
l1l4l2l3
l1l3l2l4 l1 l2 l3 l4
将上式两两相加可得:
l1 l 2
l1
l3
l1
是四杆中最短的杆
l1 l 4
铰链四杆机构有曲柄的条件
杆长条件:最短杆和最长杆长度之和小于或等
于其它两杆长度之和。 最短杆是连架杆或机架。
特点:
有急回特性。
3.压力角和传动角
B
1
1 A
2
4
C
3 D
F 从动件CD受的力F 作用线与该点的绝对
VC 速度Vc 所夹锐角, 称为此位置的压力角。
连杆与摇杆之间所 夹的锐角为传动角。

平面连杆机构的工作特性(精)

平面连杆机构的工作特性(精)

摩擦力
Ff Fn f F cos f
平面连杆机构的工作特性
分析对象-------力的作用点-------力的方向-------速度方向

F23

vC 3
平面连杆机构的工作特性
分析对象-------力的作用点-------力的方向-------速度方向
B 1 A
2
C 3


vC3 F23

D
A
D
B
A 曲柄与机架外共线
曲柄与机架内共线
平面连杆机构的工作特性
(二)止点(死点)位置
◆定义 γ = 0(α = 90°)的位置
C1
vB1
C2


B1
vB2

B2

vB1


90 vB1 0
90 0
曲柄摇杆机构,摇杆主动时的死点位置
◆后果 卡死不动;运动方向不确定。缝纫机
平面连杆机构的工作特性
二、急回特性
意义:牛头刨床 极限位置
C2 C1
快速
ψ
慢速
摇杆摆角ψ
极位夹角θ 曲柄转角φ φ1=180°+θ φ2=180°﹣θ
φ1 φ2 B2 θ
B1
曲柄摇杆机构
平面连杆机构的工作特性
◆行程速比系数k
快程与慢程的平均角速度之比,衡量急回程度。
t 2 t1 1 1 180 m k t1 t2 2 1 180 m
平面连杆机构的工作特性
曲柄滑块机构滑块 主动时的死点位置
D 摆动导杆机构导杆 主动时的死点位置
平面连杆机构的工作特性

机械设计基础第五版平面连杆机构ppt课件

机械设计基础第五版平面连杆机构ppt课件
(1)低副中存在间隙,精度低
(2)不容易实现精确复杂的运动规律
2、分类:
平面连杆机构 空间连杆机构
平面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。
装配过程
动画
动画
2.1平面连杆机构的基本类型及其应用
一、铰链四杆机构 ❖ 结构特点:四个运动副均为转动副 ❖ 组成:机架、连杆、连架杆
e
2、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,就演化成导
杆机构。
(2)、类型
转动导杆机构 L1<L2 L1 :机架长度
摆动导杆机构 L1>L2
L2 :曲柄长度
➢应用实例
简易刨床
牛头刨床机构
3、摇块机构与定块机构
曲柄滑块机构
B
BB 11 11
B B
1112
2B B
2
B 1A 11
l1≤ l2 l1≤ l3 l1≤ l4 AB为最短杆
存在一个曲柄的条件: 1.最长杆与最短杆的长度之和≤其他两杆长度之和--
称为杆长条件。 2.曲柄为最短杆。 此时,铰链A为整转副。 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。
则由△CB1D可得:三角形任意两边之和大于第三边
l1+ l4 ≤ l2 + l3
则由△CB2D可得: l2≤(l4 – l1)+ l3 → l1+ l2 ≤ l3 + l4
最长杆与最短杆的 长度之和≤其他两 杆长度之和
l3≤(l4 – l1)+ l2 → l1+ l3 ≤ l2 + l4

第二章平面连杆机构

第二章平面连杆机构

§2-1 平面四杆机构的基本类型
a曲柄摇杆机构 b双曲柄机构
c曲柄摇杆机构 d双摇杆机构
曲柄摇杆机构 平面四杆机构基本型式: 双曲柄机构
双摇杆机构
§2-1 平面四杆机构的基本类型
(一)曲柄摇杆机构(a、c图) 两连架杆中,一个为曲柄,而另一个为摇杆。
曲柄摇杆机构
例:牛头刨床横向进给机构1
§2-1 平面四杆机构的基本类型
回转式油泵
曲柄滑块泵
简易冲床
双滑块机构
摆动式油缸
刨床机构
§2-1 平面四杆机构的基本类型
一、铰链四杆机构基本类型
连接两连 架杆的杆
与机架相 连的杆
固定不动 的杆
曲柄—能绕机架整周回转的连架杆;
摇杆—只能在一定角度范围内绕机架摆动的连架杆;
周转副(整转副)—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。
搅拌器1
剖光机
刮雨器
C 2 3 B1 4 D A
缝纫机脚踏板机构1
飞剪
雷达调整机构
§2-1 平面四杆机构的基本类型
(二)双曲柄机构(b图)
两连架杆均为曲柄。
双曲柄机构
平行双曲柄机构
反平行四边形机构
§2-1 平面四杆机构的基本类型
例:旋转式水泵
机车驱动联动机构1 3
公共汽车车门启闭机构
惯性筛
§2-1 平面四杆机构的基本类型
四、死点
C1 F A C2 D
F B1 γ=0
B2
γ=0
曲柄摇杆机构中,以摇杆为原动件,摇杆处在 两极限位置时(当曲柄与连杆共线时),γ=0,这 时通过连杆传给从动件曲柄的力恰好通过其回转中 心,使机构出现“顶死”现象。该位置称死点位置。

机械原理与设计平面连杆机构

机械原理与设计平面连杆机构

机械原理与设计平面连杆机构引言连杆机构是机械工程中非常重要的一类机构,广泛应用于各种机械装置中。

平面连杆机构是其中最简单、常见的一种连杆机构。

本文将介绍机械原理与设计平面连杆机构的基本概念、工作原理及设计要点。

一、连杆机构的基本概念连杆机构是指由刚性杆件连接而成的机械系统,它具有一定的自由度和特定的运动特性。

平面连杆机构是指所有杆件均在同一平面内运动的连杆机构。

平面连杆机构由连杆、铰链和主动副组成。

连杆:连杆是连接其他杆件的刚性杆件,具有一定的长度和形状。

铰链:铰链是连接连杆的关节,它允许连杆相对旋转,保持一定的约束。

主动副:主动副是指能够驱动整个机构运动的关节,通常由电机或气动装置驱动。

二、平面连杆机构的工作原理平面连杆机构的工作原理是利用连杆的长度、角度和铰链的位置来实现特定的运动。

在平面连杆机构中,主要有以下几种常见的运动形式:1.顺序运动:当主动副驱动时,各个连杆按照一定的顺序依次运动。

这种运动形式常见于内燃机的活塞连杆机构。

2.并联运动:当多个连杆同时受到主动副驱动时,它们以同步的方式进行运动。

这种运动形式可以用来实现机械手臂等装置的运动。

3.逆运动:当主动副驱动时,连杆和铰链的位置发生变化,使机构实现逆向运动。

这种运动形式常见于一些特殊装置的设计。

平面连杆机构的工作原理和运动形式可以通过机械原理的分析和运动学的计算来实现。

其中,机械原理用来推导连杆运动的基本方程,而运动学则用来分析连杆机构的运动特性和运动关系。

三、平面连杆机构的设计要点在设计平面连杆机构时,需要考虑以下几个要点:1.运动要求:根据具体的工作要求,确定机构需要实现的运动形式和工作速度等指标。

2.运动范围:根据工作空间和杆件的长度等约束条件,确定连杆机构的运动范围。

3.结构强度:根据承载力和杆件的材料等因素,设计连杆机构的结构强度和刚度,以确保机构的正常工作。

4.运动平稳性:通过运动学计算和动力学分析,确定机构的运动是否平稳,以及如何减小振动和冲击力。

机械设计-平面四杆机构的特性

机械设计-平面四杆机构的特性
平面四杆机构的特性
4 - 4
01
平面四杆机构的运动特性
平面四杆机
构 的 特 性
02
平面四杆机构的传力特性
平面连杆机构能实现转动、摆动、移
动等,在应用机构时我们需要知道它的运动
特点和传力性能,平面连杆机构的运动特点
有急回特性,传力特点有压力角、传动角、
死点位置。
在图4-4.1所示的曲柄摇杆机构中,
(2)死点位置:当从动件与连杆共线时,=0,该位置叫做死点位置,工程中有的地方可以利
用死点位置,如夹具机构;有的需要克服死点位置,如缝纫机的踏板机构。
感谢您的观看
从动摇杆3所受的力F与力作用点C 的速
度vC 间所夹 的锐角称为压力角,用α表示。
习惯用压力角α的余角γ来判断传力性
能,γ称为传动角。越大,机构传力性能越
好,为了保证机构传力性能良好,一般要求
机构的最小传动角min≥40°,传递大功率
时所用机械 如颚式破碎机、冲床等,
min≥50°。
图4-4.2 压力角和传动角
=2/1=(180°+)/(180°−),
=180°(−1)/(+1)。
平面四杆机构有无急回特性取决于极位夹角θ。
若θ≠0,则K>1,机构有急回特性,且θ越大,机构
的急回特性就越明显;若θ=0,机构无急回特性。
利用机构的急回特性,可以缩短空回行程的时
间,提高机器的生产率。
图4-4.1 曲柄摇杆机构的运动特性
(a)
(b)
图4-4.5 克服死点位置
本节课学习了以下几个内容:
1. 平面连杆机构的运动特性——急回特性:空回行程的平均速度大于工作行程的平均速度,极
位夹角θ越大,机构的急回特性越明显,若θ=0,机构无急回特性。

平面连杆机构

平面连杆机构

【结论】曲柄存在的条件是:
①最长杆与最短杆的长度之和≤其他两杆长度之和。
②连架杆或机架之一为最短杆。
C
铰链四杆机构类型的判断: B
B
(1)若最短杆+最长杆≤其他两杆之和 A
①若选最短杆的相邻杆做机架——曲柄摇杆机构。
DA
②若选最短杆做机架——双曲柄机构。
B
③若选最短杆的对面的杆做机架——双摇杆机构。
利用死点实现某些功能。
钻床夹具
飞机起落架
3.3 平面四杆机构的运动设计
一、目的 根据给定的运动条件、动力条件、位置条件等,确
定机构运动简图的尺寸参数。 二、两类设计问题
1.实现给定点的运动轨迹的设计 2. 实现给定从动件的运动规律的设计; 三、设计方法 1. 解析法。便于得到精确的结果,但计算量大, 目前多采用计算机辅助优化设计; 2. 作图法。直观、简单。 3. 实验法。连杆曲线图谱设计。
θD
④作△P C1C2的外接圆,则A点必在此圆上;
P
⑤选定A,设曲柄为a ,连杆长为b ,则:
A C1= a+b ,A C2= b-a => a =( A C1-A C2)/ 2
⑥以A为圆心,A C2为半径作弧交于E,得:
a =EC1/ 2 b = A C1-EC1/ 2
(2) 曲柄滑块机构 设计步骤如下:
(2)若最短杆+最长杆>其他两杆之和
A
——双摇杆机构(无论何杆做机架)
B
A
C
D C
D C
D
铰链四杆机构类型的判断:


lmax+lmin ≤ l余1+l余2
不存在曲柄
双摇杆机构
可能有曲柄 固定件
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取'与''两者中的较小值为最小传动角
min min
''
''
C
' b b
C'
'
min
a
c
B'
d
a
A 外共线
D
A
d
D B'' 内共线
最小传动角出现在曲柄与机架共线的两位置之一。
' C
' b
''
''
C'
'
b ' c a
B'
d
max
min D A
d
c
a
A 外共线
D B'' 内共线
min位置的确定: 曲柄与机架两次共线的位置。
' = 1800-max '
C'
b
'
d
B'
a
max
c
A
D
max=arcCos{[ b2+c2(d+a) 2]/(2bc) }
' = 1800-max = ' ,'' ' ' max
c
min = arcCos{[ b2+c2-(da) 2]/(2bc) } '' = min
机构的 ,随机构的位置变化。 机构的最小传动角min在哪里?
C
B
A
d
D
与 对应,当B、D间 的距离达到极值时, 有极值。 C B

A
d
D
AB与AD内共线时有 min,其对应的压力 角'',传动角'’。
b
''
''
C''
min
a
c
A B''
d
D
''
''
= 1800(k-1)/(k+1).
当 K=1 时, 0 ,机构无急回特性;

当 K 1, 0 ,机构有急回特性。 90 ;当 K 3 时, 为钝角。 其中 K=3 时,

工程中一般 K 2 ,故 常为锐角。
三. 压力角和传动角
(描述传力性能)
(1) 定义 压力角--作用在从动件上的驱动力F与该力作 用点绝对速度之间所夹的锐角。
C1
B2 A
d
D

B1
2 ( t2)
V1 1( t1)
A C1
弧长S C2
v2
B2
d
因为1( t1) > 2( t2); D 所以v2 > v1,两速度之比:
k= v2 / v1=(s/t2)/(s/ t1)= t1/ t2 =(1800+)/(1800-). K为行程速比系数,或称行程速度变 化系数。
a A
获得铰链四杆机构
三种基本型式的方法
曲柄存在条件
1,有整转副存在
2,最短杆为连架杆或机架
已知:最短杆与最长杆之和小于或等于其它两杆之和
若以BC构件为机架, 观察各转动副的运动性质 C
B
A
D
A,B 仍为整转 副
C,D仍为摆动副
运动副的性质不随机架变更而改变 ——低副运动的可逆性。
min值: 对于一般机械,通常取min≥40°。
四. 死点位置
摇杆为主动件,且连杆与曲 柄两次共线时,此时机构不 能运动.或运动不确定。
称此位置为: “死点”
图2-5(缝纫机踏板机构)
机构在死点位置时,如果发生运 动,其从动件运动方向不定。 C VB

B A

D
F
B
A
D
CBLeabharlann ACDB
A
C
d
a b ;a c ;a d。
1,具有两个整转副的构件
为机构中的最短杆; 2,最短杆与最长杆之和小于 或等于其它两杆之和。 C c b D A d a B
b + a c+d
c+ a d+ b; d+ac+b C b c B D d
a A
机构具有两个整转副的条件
1,最短杆与最长杆之和小于或等于其它两 杆之和 C (称为杆长之和条件)。 C c b b D c B A 2,具有两个整转副的构件为机构中的最短 D d 杆;(即整转副在最短杆上,且成对出现) d a B
D
B
A
C
D
B
A
C
D
B
D C
B
D C
B
D C
B
D C
B
A
D
C
B
A
C
D
B
A
C
D
B A
C
D
B
A
C
D
B
D C
B
D C
B
D C
连杆BC与从动件曲柄AB共线,机构位于两个死点位置。靠轮 的惯性或手动脱离死点位置。
B B
D C C D
D
D
死点位置的功能
分合闸机构—— 搬动手柄使触头 接上。 弹簧拉力 D
C
B
l1
l2 l3
A
l4
D
C
F
B
作用在从动件 CD上的力F
d
A
D
F沿从动件DC方向的投 影F″——无效分力
F″
F
C B
F′
Vc
F沿C点速度Vc方向的 投影F′——有效分力 A
d
D
F″
F
C B
F′
Vc
A
d
D
F′=FCos ; , F′
F″=FSin ; , F″ 的值可衡量机构传力性能的好坏。 F″ F
机构型式
曲柄摇杆机构 双曲柄机构 双摇杆机构 双摇杆机构
课堂练习 练习1: 1)判断该机构有无整转副? 2)分别以AB 、BC、DC 、AD 为机架,能得到什么类型的机构? B
40 110
C
90
A
70
D
练习2: 如图,已知:a=70, b=90, d=40; 问c 取何值时, 该机构为双曲柄机构? (根据双曲柄机构存在条件)
d
曲柄与连杆拉直共线
a+b c+d
b B a A c D C
d
曲柄与连杆重叠共线
a+bc+d c d+ b-a d c + b-a
C
c b A D
c+ a d+ b; d+ac+b
d
a B
a+b c+d
c+ a d+ b; d+ac+b
以上各式两两相加得: a b ;a c ;a d。 C b a A d B B c D a A b C c D
F
C A B
触头
死点位置的功能
在力的作用下手柄不 会自动松脱。 弹簧拉力 D
F FB
A B C
FQ
死点位置的功能
P
C D A A C B
γ=0 B
B
B 2 2 C
C γ=0 33
P
作者:潘存云教授
飞机起落架
F
工件
A
11 A
D D
作者:潘存云教授
T
4
钻孔夹具
作业: 2-1; 2-3; 2-5 用图解法做。
§2-2 铰链四杆机构的特性
运动特性 传力特性
一. 铰链四杆机构 有整转副的条件
一.整转副:两构件能相对转动360°的转动副。 二.研究整转副之目的:具有整转副的铰链四 杆机构才可能存在曲柄。 三.具有整转副的条件: 取决于各杆的相对长度。 四.获得铰链四杆机构三种基本型式的方法 图2-13。
具有整转副的条件
AD(或BC)为机架得 曲柄摇杆机构
AB为机架得双曲柄机构
DC为机架得双摇杆机构
推论:当铰链四杆机构中各杆 尺寸不满足杆长之和条件时, 不论以何杆为机架只能得到 双摇杆机构。
铰链四杆机构型式判别表
杆长关系 机架条件
最短杆为连架杆 最短杆+最长杆 ≤ 其余两杆之和 最短杆+最长杆 ≥其余两杆之和 最短杆为机架 最短杆为连杆 任一杆为机架
D
C
B
A
d
D
C
B
A
d
D
C
B
A
d
D
C
B
A
d
D
C
B
A
d
D
C
B
A
d
D
C
B
a
b c
A
d
D
C
B
A
d
D
C
B
A
d
D
机构的远极位
C2
B2
A
d
D
v2
机构的远极位
C2
B2 A
d

D
v2
B
机构的远极位
C2
A
d

D
v2
B
机构的远极位
CC 2 2
A
d
D

v2
B
机构的远极位
C2
A
d
D

v2
B
机构的远极位
B1
2( t2)
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