关于平面连杆机构运动课件

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。
• 铰链四杆机构满足上述整转副条件时，以不同 构件为机架可得到如下不同类型的四杆机构：
曲柄摇杆机构
双曲柄机构
以最短杆为机架
以最短杆的邻边为机架
双摇杆机构 曲柄摇杆机构
以最短杆的对边为机架
【例】在图1所示四铰链机构中，已知：b＝50mm，c＝35 mm，d＝30mm，AD为固定件。
(2) 若能成为双曲柄机构，则应满足“杆长之和的条件”， 且AD必须为最短杆。这时，应考虑下述两种情况：
① a≤50 mm时，BC为最长杆，
b+d≤a＋c
50+30≤a+35
所以
a≥45 mm
45mm≤a≤50mm
② a＞50mm时，AB为最长杆，
a+d≤b+c
a+30≤50+35
所以
a≤55 mm
▲改变杆的相对长度，从动件运动规律不同。 ▲连杆曲线丰富。可满足不同要求。
缺点： ▲构件和运动副多，累积误差大，运动精度和效率
较低。 ▲产生动载荷（惯性力），不适合高速。 ▲设计较复杂，难以实现精确的轨迹。
本章重点介绍四杆机构。
§2-2 铰链四杆机构的基本形式及其演化 1. 平面四杆机构的基本型式和应用
50 mm＜a≤55mm
将两种情况下得出的结果综合起来，即得a的取值范围为
45 mm≤a≤55 mm
(3) 若能成为双摇杆机构，则应该不满足“杆长之和的条 件”。这时，需按下述三种情况加以讨论：
① a＜30mm时，AB为最短杆，BC
a+b＞c+d a+50＞35+30
所以
a＞15 mm
15mm＜a＜30mm
类型 对心曲柄滑块机构
偏置曲柄滑块机构
曲柄存在条件：
对心曲柄滑块机构：L1<L2 行程S=2L1
偏置曲柄滑块机构：L1+e<L2
2、铰链四杆机构中两个转动副转化为移动副
由于此机构当主动件1 等速回转时，从动到 导杆3的位移为 y=Labsinα ，故又称 正弦机构
双滑块机构
（二）、取不同构件为机架（机构倒置） 1、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
(2)、应用
简易刨床
牛头刨床机构
2、摇块机构 (1)、演化过程 曲柄滑块机构中，当将连杆改为机架时，就演化成摇块机构。
(2)、应用 泵
3、定块机构 (1)、演化过程 曲柄滑块机构中，当将滑块改为机架时，就演化成定块机构。
关于平面连杆机构 运动
2-1 平面连杆机构概述
一、 连杆机构
若干个构件全用低副 联接而成的机构，也 称之为低副机构。
二、连杆机构的分类
1、根据构件之间的相对运动分为： 平面连杆机构，空间连杆机构。
2、根据机构中构件数目分为： 四杆机构、五杆机构、六杆机构等。
三、平面连杆机构的特点
▲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。
全部由转动副组成的平面四 杆机构称为铰链四杆机构。
机架——固定不动的构件； 连架杆——与机架相联的构件； 连杆——连接两连架杆且作平面运动的构件； 曲柄——能作整周转动的连架杆；
摇杆——仅能在某一角度往复摆动的连架杆；
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。
一、铰链四杆机构的基本型式
(a)
② 50 mm＞a≥30 mm时，AD为最短杆，BC为最长杆，则应有
d+b＞a+c 30+50＞a+35
所以
a＜45mm
30mm≤a＜45mm
(b)
③ a＞50mm时，AB为最长杆，AD为最短杆，则应有
颚式破碎机
§ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ-3 平面四杆机构的几个工作特性
一、平面四杆机构有曲柄的条件 二、平面四杆机构输出件的急回特性 三、平面机构的压力角和传动角、死点
一、平面四杆机构有曲柄的条件
上 式 两 两 相 加 得 ： l1≤l2 ， l1≤l3 ， l1≤l4，即AB为最短杆。
平面连杆机构有曲柄的条件： 1）连架杆与机架中必有一杆为四杆机构中的最 短杆； 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） （Grashof 定理）
(一)、曲柄摇杆机构 特点：两连架杆一个是曲柄（整周转）；一个是摇杆（摆动）
应用：
(二)、双曲柄机构
特点：两连架杆都是曲柄（整周转）且不等长 主动曲柄匀速转，从动曲柄变速转
正平行双曲柄机构：对边平行且相等 特点：主、从动曲柄匀速且相等
运动不确定现象：
§ 7－2 平面四杆机构的基本类型及其应用
铰链四杆机构类型的判断条件：
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。
2）若不满足杆长和条件，该机构只能是双摇杆
(2)、应用 定块机构
4、双滑块机构
偏心轮（扩大运动副)
在曲柄滑块机构（曲柄摇杆机构）中，若曲柄很短，可将转动副 B的尺寸扩大到超过曲柄长度，则曲柄AB就演化成几何中心B不与 转动中心A重合的圆盘，该圆盘称为偏心轮，含有偏心轮的机构称 为偏心轮机构。
应用：偏心轮机构结构简单，偏心轮轴颈的强度和刚度大，且易于 安装整体式连杆，广泛用于曲柄长度要求较短、冲击较大的机械中。
(1) 如果能成为曲柄摇杆机构，且AB是曲柄，求a的极限值。
(2) 如果能成为双曲柄机构，求a的取值范围。
(3) 如果能成为双摇杆机构，求a的取值范围。
解：
(1) 若能成为曲柄摇杆机构，则机构必须满足“杆长之和的 条件”，且AB应为最短杆。
所以
b+a≤c+d 50+a≤35+30 a≤15mm
图1 四铰链机构
如何消除不确定现象： 1、惯性飞轮 2、加虚约束 3、靠自重
反平行双曲柄机构：对边平行但不相等 公共汽车车门启闭机构
(三)、双摇杆机构 特点：两连架杆都是摇杆（摆动）
二、铰链四杆机构的演化 演化方法：转动副 移动副（滑块四杆机构）；
选取不同构件作为机架 （一）、转动副转化成移动副
1、铰链四杆机构中一个转动副转化为移动副