第三章 平面连杆机构

第三章平面连杆机构

3.1概述

3.2平面四杆机构的基本型式和应用

3.2 平面四杆机构的运动特性

3.3 平面四杆机构的设计

3.1概述

一、基本概念

平面四杆机构：由四个构件通过低副连接而成的

平面连杆机构称为。

铰链四杆机构：低副均为转动副的平面四杆机构。

3.2平面四杆机构的基本型式和应用

一、四杆机构的基本形式

下图所示为铰链四杆机构, 其中AD杆为机架, 与机架相连的AB杆和CD杆称为连架杆, 与机架相对的BC杆称为连杆。其中能作整周回转运动的连架杆称为曲柄；只能在小于360°的范围内摆动的连架杆称为摇

2. 双曲柄机构

定义：两连架杆均为曲柄的四杆机构平行双曲柄机构：在双曲柄机构中

分别相等。

作用：等速转变为变速转动

M

B

B′

C′

M′

A

D

C

例2：鹤式起重机

应用：曲柄滑块机构用途很广, A

当曲柄等速转动时，摇杆来回摆动的速度不同，返回速度较大。称为机构的，通常用行程速度变化传动角γ:压力角的余角，γ角更便于观察和测量。

在机构运动过程中，压力角和传动角的大小是随机构位置而变化的，为保证机构的传力性能良好，设计时须限定最小传动角或最大压力角αmax 。通常取γmin ≥40°～

50°。为此，必须确定γ = γmin 时机构的位置并检验γmin 的值是否小于上述的最小允许值。

对于曲柄滑块机构，当主动件为曲柄时，最小传动角出现在曲柄与机架垂直的位置，如图所示。

导杆机构，由于在任何位置时主动曲柄通过滑块传给从动杆的力的方向，与从动杆受力的速度方向始终一致，所以传动角始终等于90°

2．死点

定义：传动角为90度。

表现：倒、顺转向不定（图a ）或者从动件卡死不动（图b ）的现象。

曲柄滑块机构中，以滑块为主动件、曲柄为从动件时，死点位置是连杆与曲柄共线位置。

摆动导杆机构中，导杆为主动件、曲柄为从动件时，死点位置是导杆与曲柄垂直的位置。

克服死点方法：利用惯性法使机构渡过死点；当一个机构处于死点位置时，可借助

死点。

利用死点：飞机起落架；夹具夹紧

一、 图解法

1. 按给定连杆位置设计四杆机构 如图所示, 已知连杆BC 的长度BC 和依次所处的三个位置B1C1、

B2C2 、 B3C3, 试设计该四杆机构。 设计分析: 由图可知, B1 、 B2 、 B3三点是在以铰链A 点为圆心的圆弧上运动的点, 故用已知圆弧上的三点求圆心的方法, 可求出铰链中心点A 、 D 。

设计步骤:

(1) 作B1、 B2和B2、 B3连线的垂直平分线b12、 b23, 其交点为固定铰链中心A 的位置。 (2) 作C1、 C2和C2、 C3连线的垂直平分线c12、 c23, 其交点为固定铰链中心D 的位置。 (3) 连接A 、 B1、 C1、 D, 就是所求的铰链四杆机构。

(1) 按照给定的运动规律(位置、 速度、 加速度)设计四杆机构； (2) 按照给定的点的运动轨迹设计四杆机构。

对于上述两类基本问题的设计方法有图解法、 实验法和解析法。

解法直观, 实验法简便, 解析法精确。 本章重点介绍图解法。

3.3平面四杆机构的设计

图 给定连杆三个位置设计四杆机构

2. 按给定的行程速比系数设计四杆机构

C1D和C2D。（

11-33可知

K要