最新机械设计基础 少学时 第4版 教学课件 李秀珍 曲玉峰 主编 第12章平面连杆机构课件PPT

运动副元素的逆换
机械设计基础
对于移动副，将运动副两元素的包容关系进行逆换，并不影响 两构件之间的相对运动。
摆动导杆机构
曲柄摇块机构
运动副元素的逆换
构件2包容构件3
构件3包容构件2
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第三节 平面四杆机构的运动特性
一、平面四杆机构有曲柄的条件
二、平面四杆机构急回特性和行程速比系数
1、急回特性
逆（反）平行四边形机构:指两相对杆长相等但不平行的双曲柄机构
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平行四边形机构
平行四边形机构特性： ▲两曲柄同速同向转动 ▲连杆作平动
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播种机
摄像机升降平台
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逆（反）平行四边形机构
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特点:两曲柄同速反向运 动
应用实例 车门开闭机构
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双摇杆机构
铰链四杆机构若两连架杆都是摇杆，则称其为双摇杆机构。
本章重点学习内容： 1、铰链四杆机构的基本类型、判别与演化 2、平面连杆机构的运动特性 3、按照给定条件设计平面四杆机构
本讲重点
ຫໍສະໝຸດ Baidu 第十二章 平面连杆机构
第一节 连杆机构及其传动特点 第二节 平面四杆机构的类型及应用 第三节 平面四杆机构的运动特性 第四节 平面四杆机构的设计
机械设计基础
机械设计基础
机械设计基础
机械设计基础
六杆机构实例
六杆机构
四杆机构ABCD 四杆机构DEF
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连杆机构的特点
优点：
1)连杆机构为低副机构，运动副为面接触，压强小，承载能力大， 耐冲击；运动副元素的几何形状多为平面或圆柱面，便于加工制造。
2)在原动件运动规律不变情况下，通过改变各构件的相对长度可 以使从动件得到不同的运动规律。
由△DB'C' 由△DB'' C''
两两相加
b(da)c
adbc abdc
c(da)b
acdb
ac
a最短
ab ad
最短杆+最长杆≤其余两杆长度之和
综上所述，转动副成为周转副的条件 1)最短杆长度+最长杆长度≤其余两杆长度之和——杆长条件 2)组成该周转副的两杆中必有一杆是最短杆。
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例：
2、行程速比系数
3、曲柄滑块机构与曲柄摆杆机构的急回特性
三、平面四杆机构的压力角与传动角
四、平面四杆机构的止点位置
五、平面四杆机构运动连续性
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平面四杆机构有曲柄的条件
机械设计基础
1、转动副成为周转副的条件
分析如图铰链四杆机构中转动副A 为周转副的条件
2、推论 当机构尺寸满足杆长条件时，最短杆两端的转动副均为周转副； 其余转动副为摆转副。 3、平面四杆机构有曲柄的条件
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曲柄摇杆机构
铰链四杆机构中，若其两个连架杆一为曲柄，一为摇杆，则此 四杆机构称为曲柄摇杆机构。 应用实例：
搅拌机
雷达天线俯仰机构 返回本节
机械设计基础
双曲柄机构
在铰链四杆机构中，若其两个连架杆都是曲柄，则此四杆机构称 为双曲柄机构。
惯 性 筛 机 构
平行四边形机构：指相对两杆平行且相等的双曲柄机构。
双曲柄机构 双摇杆机构
二、平面四杆机构的演化型式
1、改变构件的形状和运动尺寸 2、改变运动副的尺寸 3、通过选用不同构件为机架
4、运动副元素的逆换
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铰链四杆机构
运动副全为转动副的平面四杆机构称为铰链四杆机构 曲柄：能作整周回转的连架杆 摇杆：只能在一定范围内摇动的连架杆 周转副：组成转动副的两构件能整周相对转动 摆转副：组成转动副的两构件不能作整周相对转动
机械设计基础 少学时 第4版 教学课件 李秀珍 曲玉峰 主编
第12章平面连杆机构
第十二章 平面连杆机构
机械设计基础
平面连杆机构是由一些刚性构件用转动副或移动副相互连接而组 成的，在同一平面或相互平行的平面内运动的机构。
平面连杆机构能够实现某些较为复杂的平面运动，在生产和生活 中广泛用于动力的传递或改变运动形式。
杆两次共线，此时摇杆分别处于两极限位 置，称为机构极位。
2） 极位夹角：机构在两个极位时， 原动件所处两个位置之间所夹的锐角θ称 为极位夹角。
鹤 式 起 重 机
两摇杆长度相等的双摇杆机构称为等腰梯形机构
前 轮 导 向
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改变构件的形状和运动尺寸
机械设计基础
曲柄摇杆机构
曲线导轨曲柄滑块机构
变摇杆 为滑块
对心曲柄滑块机构
摇杆尺寸 为无穷大
e=0
偏置曲柄滑块机构
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对心曲柄滑块机构
变连杆 为滑块
机械设计基础
双滑块机构
从动件3的位移 与原动件1的转角 的正弦成正比：
3)连杆曲线可以满足不同运动轨迹的设计要求。 缺点：
1)由于运动积累误差较大，因而影响传 动精度。
2)由于惯性力不好平衡而不适于高速传动。 3)设计方法比较复杂。
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机械设计基础
第二节 平面四杆机构的类型及应用
一、平面四杆机构的基本型式
四杆机构最基本型式：
曲柄摇杆机构
铰链四杆机构
取不同构 件为机架
slABsin
正弦机构
连杆尺寸 为无穷大
移动副可认为是回转中心在无穷远处的转动副演化而来
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改变运动副的尺寸
曲柄滑块机构
转动副B的半径 扩大超过曲柄长
偏心轮机构
机械设计基础
当曲柄AB的尺寸较小时， 由于结构需要，常将曲柄作成 几何中心与回转中心不重合的 圆盘，称此圆盘为偏心轮。几 何中心与回转中心间的距离称 为偏心距，等于曲柄长。
内置偏心轮机构
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通过选用不同构件为机架
曲柄滑块 改变机架
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导杆机构应用实例
小 型 刨 床
导杆机构
牛
头
回转导杆机构：导杆能作整周转动；
刨
床
摆动导杆机构：导杆只能在一定的角度内
摆动
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曲柄滑块 应用实例
改变机架 应用实例
曲柄摇块机构
手摇唧筒
直动滑杆机构
卡车车厢举升机构
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机构尺寸满足杆长条件，且最短杆为机架或连架杆。 4、平面四杆机构类型的判别 平面四杆机构的类型与各杆的长度有关，也与机架的选取有关，例
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机械设计基础
转动副成为周转副的条件
分析：设A为周转副且（a<d），则 AB杆应能占据整个圆周中的任何位置； 因此AB杆应能占据与AD共线的位置AB' 及AB''。
图示机构尺寸满足杆长条件，AB为最短杆，当取不同构件为机架 时各得什么机构？
取最短杆相 邻的构件为 机架得曲柄 摇杆机构
取最短杆为 机架得双曲 柄机构
取最短杆对 边为机架得 双摇杆机 构
注意：如果四杆机构不满足杆长条件，则不论取哪个构件为机架，
均为双摇杆机构。 返回
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急回特性
1） 机构极位：曲柄回转一周，与连