3平面连杆机构

2.试判别下面二个图分别属于什么类型 2.试判别下面二个图分别属于什么类型 并说明连架杆的名称？ 并说明连架杆的名称？
B
20
C
∵13+24<20+19 又∵杆AD是最短杆相邻的杆件 AD是最短杆相邻的杆件 ∴此机构属于曲柄摇杆机构 此机构属于曲柄摇杆机构
13
A
19 24
D
其中AB为曲柄、CD为摇杆 其中AB为曲柄、CD为摇杆 AB为曲柄
分析：1.连杆的长度不可能是最短杆， 分析：1.连杆的长度不可能是最短杆， 连杆的长度不可能是最短杆 否则的话为双摇杆机构； 否则的话为双摇杆机构； 2.根据分析确定18mm为最短杆； 2.根据分析确定18mm为最短杆； 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； 3.说明连杆要么是最长杆，要么45mm的杆为最长杆； 说明连杆要么是最长杆 45mm的杆为最长杆 解：设连杆的长度为Xmm（属于“a+d≤c+b”的形 设连杆的长度为Xmm（属于“a+d≤c+b 的形 Xmm 式）①当Ｘmm为最长杆时：即 mm为最长杆时 为最长杆时： ∴X ≤67 18+X≤40+45 ②当45mm为最长杆时：即 45mm为最长杆时： 为最长杆时 ∴X ≥23 18+45≤40+x ≤67时 ∴当23≤X ≤67时，该机构为曲柄摇杆机构
一、曲柄存在条件 二、急回特性和行程速比系数 三、压力角和传动角 四、死点位置 、
一、曲柄存在条件
在∆BC D 中 1 1 在 ∆B2C2D中
①
整理得
② ③
将式① 将式①、②、③中的三个不等 式两两相加，化简后得④ 式两两相加，化简后得④
a ≤b ④ a ≤ c a ≤ d
曲柄摇杆机构中，曲柄存在的必要条件： 曲柄摇杆机构中，曲柄存在的必要条件： 1）曲柄是最短杆； 曲柄是最短杆； 最短杆与最长杆之和应小于或等于其余两杆的杆长之和。 2）最短杆与最长杆之和应小于或等于其余两杆的杆长之和。 杆长和条件） （杆长和条件） 你会判断由不同杆作机架时四杆机构属于哪种机构么 判断由不同杆作机架时四杆机构属于哪种机构么？ 你会判断由不同杆作机架时四杆机构属于哪种机构么？
判断由不同杆作机架时四杆机构属于哪种机构
a、 b、 c、 d
Y
长度依次增大
a+d ≤ b+c
N
双摇杆机构
以最短杆相邻杆为机架 以与最短杆相对的杆为机架 以最短杆为机架
曲柄摇杆机构 双摇杆机构 双曲柄机构
取不同构件为机架时的铰链四杆机构型式 (a)曲柄摇杆机构;(b)曲柄摇杆机构;(c)双曲柄机构;(d)双摇杆机构 曲柄摇杆机构;(b)曲柄摇杆机构;(c)双曲柄机构;(d) (a)曲柄摇杆机构;(b)曲柄摇杆机构;(c)双曲柄机构;(d)双摇杆机构
第三章
平面连杆机构
第一节 铰链四杆机构及其演化 第二节 平面四杆机构的基本特性 第三节 实现运动要求的机构参数图解 法实例 第四节 构件和运动副的结构
概念预热： 概念预热：
定义: 全由低副（转动副、移动副） 定义: 全由低副（转动副、移动副） 构成的平面机构称为平面连杆机构 平面连杆机构。 构成的平面机构称为平面连杆机构。
2．死点的利用 在工程中也常常应用死点位置实现工作要求。 在工程中也常常应用死点位置实现工作要求。如 快速夹具、飞机起落架等。 快速夹具、飞机起落架等。
快
速
夹
具 飞机起落架
3．死点的缺陷 对于传动机构，存在死点位置是一个缺陷， 对于传动机构，存在死点位置是一个缺陷，常 采用下列措施使机构顺利通过死点位置： 采用下列措施使机构顺利通过死点位置： 利用系统的惯性； 利用特殊机构。 ①利用系统的惯性；②利用特殊机构。
课堂练习
1. 试判别下面二个图分别属于什么类型 并说明连架杆的名称？ 并说明连架杆的名称？
B
20
C
1 5
A
18 30
D
∵15+30>20+18 此机构属于双摇杆机构 ∴此机构属于双摇杆机构 其中AB CD都为摇杆 AB、 其中AB、CD都为摇杆 ∵10+28<17+22
B
17
C
10
A
22 28
D
又∵最短杆AB固定作为机架 最短杆AB固定作为机架 AB ∴此机构属于双曲柄机构 此机构属于双曲柄机构 其中AB、CD都为曲柄 其中AB、CD都为曲柄 AB
课堂练习
铰链四杆机构中各干长度分别为： 铰链四杆机构中各干长度分别为：
=80， =90， =90， =40， ①l1=80， l2=90， l3=90， l4=40， =40， =100， =70， =120， ② l1=40， l2=100， l3=70， l4=120，判 断属于哪一类型的四杆机构。 断属于哪一类型的四杆机构。
连杆 连架杆
2 1
特点：面接触，承载能力强， 特点：面接触，承载能力强， 耐磨损； 耐磨损；易于制造和获得较高 的制造精度； 的制造精度；能实现多种运动 规律。 规律。
3 连架杆
4 机架 机架
运动副全是转动副
缺点：效率低；累计运动误差较大； 缺点：效率低；累计运动误差较大；高速运转时 不平衡动载荷较大，且难于消除。 不平衡动载荷较大，且难于消除。
曲柄滑块机构
对心式曲柄滑块机构 偏置式曲柄滑块机构
应用举例：内燃机、空气压缩机、冲床和缝纫机等。 应用举例：内燃机、空气压缩机、冲床和缝纫机等。
2.导杆机构 2.导杆机构 取曲柄滑块机构中的不同构件作为机架 不同构件作为机架， 取曲柄滑块机构中的 不同构件作为机架 ， 可 以得到不同形式的机构。 以得到不同形式的机构。
l2
B A C
l1 l4
ຫໍສະໝຸດ Baidu
l3
D
二、急回特性和行程速比系数
曲柄等速转动时， 曲柄等速转动时， 摇杆往复 往复摆动的平均速 摇杆往复摆动的平均速 度不相同， 度不相同，这种运动称 为曲柄摇杆机构的急回 为曲柄摇杆机构的急回 运动。 运动。曲柄摇杆机构的 急回运动程度可以用 2 来衡量， 和 的比值 K来衡量， 称为行程速比系数 行程速比系数。 称为行程速比系数。
为什么？ 为什么？
曲柄摇杆机构的最小传动角出现的位置
结论： 结论：
γm 可能发生在主动曲柄与机架两次共线（AB′AB″）的位 in可能发生在主动曲柄与机架两次共线（
置之一处。 置之一处。
四、死点
1．死点的概念 在曲柄摇杆机构中， 当摇杆为主动件时， 在曲柄摇杆机构中 ， 当摇杆为主动件时 ， 当连 杆与从动曲柄共线时，机构的传动角等于0 杆与从动曲柄共线时，机构的传动角等于0 称为死点。 称为死点。 死点 ，会出 转动的顶死 现象， 顶死现象 现不能使构件 AB 转动的 顶死 现象 ， 机构的这种位置
180o +θ K= 180o −θ θ↗，K ↗，急回程 0时 =1 度↗。θ= 0时，K
极位夹角θ
摇杆的摆角 ψ＝∠C1DC2 ；
时，机构无急回运动。 机构无急回运动。
K −1 θ =180 K +1
o
课堂练习
• 已知曲柄摇杆机构的形成速比系数 1.4。求极位夹角？ 为1.4。求极位夹角？
三、压力角和传动角
利用机构错位排列 利用惯性
第三节 实现运动要求的机构参数图解法实例 主要任务 根据给定的运动条件， 根据给定的运动条件，用图解
法确定机构的运动尺寸。 法确定机构的运动尺寸。
一、按给定的行程速比系数设计四杆机构 二、按给定的连杆位置设计四杆机构
已知K= K=1 例 1： 已知 K=1.4 ， 滑块行程 H=30mm， 偏距e=12mm 30mm e=12mm， H=30mm ， 偏距 e=12mm ， 设计 此机构 。 ①计算: 计算: 180°(K- )/(K+1)=30 30° θ＝180°(K-1)/(K+1)=30°; μ=1 ② 选 取 比 例 尺 μ=1mm/mm ， 30mm 作C1 C2 ＝30mm
应用举例： 应用举例： ①牛头刨床工作台横向进给机构 ②缝纫机的踏板机构
(a)局部结构图 (a)局部结构图 ; 机构运动简图
(b)曲柄摇杆 (b)曲柄摇杆
1— 主 动 齿 轮 ; 2— 从 动 齿 轮 ; 3— 连 杆 ; 4— 摇 杆 （ 棘 爪 ） ; 棘轮; 5—棘轮; 6—丝杠 ; 7—机架 棘轮 丝杠 机架 牛头刨床进给机构
lAB
e=12mm， ④以O为圆心，C1OAC 为圆心， − 为半径作圆。作偏距线e=12mm，交圆弧于A. AC 为半径作圆。作偏距线e=12mm 交圆弧于A 2 1 mm。 2 ⑤图中AC1=15mm,AC2=40mm。计算 图中AC 15mm,AC 40mm
C
B
1 5
∵11+26<15+25
25
1 1
A
又∵杆CD是最短杆相对的杆件 CD是最短杆相对的杆件 此机构属于双摇杆机构 ∴此机构属于双摇杆机构 其中AD、BC均为摇杆 其中AD、BC均为摇杆 AD
26
D
3.已知在四杆机构中，机架长40mm 3.已知在四杆机构中，机架长40mm，两连架杆长 40mm， 已知在四杆机构中 度分别为18mm 45mm， 18mm和 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？ 范围内，该机构为曲柄摇杆机构？
3.偏心轮机构 3.偏心轮机构
扩大转动副
特点： 曲柄承受较大的冲击载荷， 或者 特点 ： 曲柄承受较大的冲击载荷 ， 曲柄长度较短的机器中。 曲柄长度较短的机器中。 应用举例： 蒸汽机换气阀传动机构、 冲 应用举例 ： 蒸汽机换气阀传动机构 、 压机传动机构等。 压机传动机构等。
第二节 平面四杆机构的基本特性
从动件受力点（ 从动件受力点（C点）的受力 方向与受力点的速度方向之 间所夹的锐角。 间所夹的锐角。
α 压力角
γ传动角
压力角的余角。 压力角的余角。 压力角越小， 压力角越小，传动角越 机构传力性能越好。 大，机构传力性能越好。 设计时应使 γm ≥ [γ ] in 40° 通常 γmin≥40°， 重载情况下， in 50° 重载情况下， γm ≥50°
缝纫机踏板机构
2.双曲柄机构
☆两个连架杆都能作整周回转运动
振动筛（也称为惯性筛） 振动筛（也称为惯性筛）
在双曲柄机构中， 在双曲柄机构中，如果组成四边形的对边 长度分别相等， 长度分别相等，即 AB =CD, BC = AD ，则根据 曲柄相对位置的不同，可得到正平行四边形机 曲柄相对位置的不同，可得到正平行四边形机 反平行四边形机构。 构和反平行四边形机构。
C1
H
C2 e
A
90° 90°-θ 90°-θ 90° 2θ
o
③ 作 射 线 C1 µ使 ∠ lBCO=90 B lBC +lAB =O AC ;C2C1O=90°= µAC lA −90° 2 1
θ=60° 作射线C 60 － θ=60°, 作射线 C2O 使 ∠ C1C2 O=90 90° θ=60 60° O=90°-θ=60°。
一、平面四杆机构的基本型式—铰链四杆机构 平面四杆机构的基本型式 铰链四杆机构
1．曲柄摇杆机构 2．双曲柄机构 3．双摇杆机构
二、平面四杆机构的演化
运动副全是转动副
1．曲柄滑块机构 2．导杆机构 3．偏心轮机构
一、平面四杆机构的基本型式
1.曲柄摇杆机构 ☆ 两连架杆中一个为 曲柄，另一个为摇杆。 曲柄，另一个为摇杆。 曲柄为主动件时， 曲柄为主动件时， 可以实现由曲柄的整周 回转运动到摇杆往复摆 动的运动转换。 动的运动转换。 摇杆为主动件时， 摇杆为主动件时， 则可以将摇杆的摆动转换为曲柄的整周回转运动。 则可以将摇杆的摆动转换为曲柄的整周回转运动。
第一节
铰链四杆机构及其演化
构件之间都是转动副连接的平面四杆结构称为 铰链四杆机构。 铰链四杆机构。 铰链四杆机构是平面四杆机构的基本型式， 铰链四杆机构是平面四杆机构的基本型式， 其它四杆机构都是由它演变得到的。 其它四杆机构都是由它演变得到的。 在连架杆中，能作整周回转的 在连架杆中， 构件称为曲柄 曲柄， 构件称为曲柄，而只能在一 定角度范围内摆动的构件称为 摇杆。 摇杆。
应用： 应用： 正平行四边形机构
蒸汽机车的车轮联动机构 反平行四边形机构
车门启闭机构
3.双摇杆机构
☆两连架杆均为摇杆
应用： 应用：
双摇杆机构
起重机中重物平移机构
汽车前轮转向机构(等腰梯形机构) 汽车前轮转向机构(等腰梯形机构)
飞机起落架机构
二、平面四杆机构的演化
1.曲柄滑块机构 改变构件的形状和长度） 1.曲柄滑块机构 （改变构件的形状和长度） 一连架杆为曲柄， ☆ 一连架杆为曲柄，另一连架杆相对机架作往复移动 而称为滑块。 而称为滑块。