机械设计基础第三章1

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三、双摇杆机构
车辆的前轮转向机构
等腰梯形机构——汽车转向机构
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§ 3-2 铰链四杆机构的基本知识
一、曲柄存在的条件
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一、曲柄存在的条件
如图所示，设a<d,连架杆若能整周回转，
必有两次与机架共线，则由△B’C’D可得：
a+d≤b+c
则由△B”C”D可得：
b≤(d-a)+c即: a+b≤d+c c≤(d-a)+b即: a+c≤d+b 将以上三式两两相加得：
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四、死点
摇杆为主动件，且连杆与曲
柄两次共线时，γ＝0，此时
机构不能运动，称此位置为 “死点”
死点的避免与应用
（1）两组机构错开排列，如火车轮机构 （2）靠飞轮的惯性，如内然机、缝纫机
a≤b, a≤c, a≤d 可见AB杆为最短杆。 若设a>d，
同理有：d≤a，d≤b，d≤c
AD杆为最短杆。
一、曲柄存在的条件
结论：
1）最长杆与最短杆的长度之和应≤其他两杆长度之和 ——必要条件
2）连架杆或机架之一为最短杆。
曲柄AB相对于机架AD和连杆BC均做整周回转运动。 当选择不同的构件作为机架时，可得不同的机构。
偏置曲柄滑块机构和导杆机构由于存在急回特性，故可用在空 行程节省运动时间中，例如牛头刨、往复式输送机
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牛头刨床机构
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三、传动角
压力角
从动件上某点的受力方向 与从动件上该点速度方向 的所夹的锐角。
B2
P P cos P P sin
t
n
传动角
Pn
P
B
C
vc Pt
C2
min
C1
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平面四杆机构的基本型式
基本型式： 铰链四杆机构，其它四杆机构都是由 它演变得到的。 常用名词： 连架杆—与机架相联的构件； 曲柄—相对机架整周回转运动； 连杆—作平面运动的构件； 摇杆—只能在一定范围内摆动； 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。
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作用
将等速回转转变为等速或变速回转
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二、双曲柄机构
惯性筛
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二、双曲柄机构
插床机构
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二、双曲柄机构
特例：平行四边形机构
特征：两连架杆等长且平行，连杆作平动
摄影平台升降机构
播种机料斗机构
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二、双曲柄机构
逆（反）平行四边形机构
特征：两连架杆等长且不平行，连杆作平动
车门开闭机构
➢运动时产生的惯性难以平衡，不适用于高速场合。
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平面连杆机构的类型很多，一般的多杆机构可以看成 是由几个四杆机构所组成。平面四杆机构不仅应用广泛， 而且是多杆机构的基础。
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§ 3-1 铰链四杆机构的类型和应用
概念
由四个构件通过低副联接而成的平面连杆机构，称为四杆机构。 如果所有低副均为转动副，这种四杆机构就称为铰链四杆机构。
当曲柄以ω逆时针转过180°+θ时，摇杆从C1D位置摆到C2D。 所花时间为t1 ，平均速度为v1，那么有：
t 1
(180
)
v 1
c1c2 t1
c1c2
180
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二、急回运动和行程速比系数
当曲柄以ω继续转过180°-θ时，摇杆从C2D摆到C1D，所
花时间为t2 ,平均速度为v2 ，那么有：
t2 (180 )
v2
c1c2 t2
c1c2180
因曲柄转角不同，故摇杆来回摆动的时间不一样，平均速度也不 等。并且：t1 >t2 v2 > v1 摇杆的这种特性称为急回运动。
Kv2 v1
c1c2 c1c2
t2 t1
t1 t2
1 18 80 0
K为行程速比系数。 只要θ≠0，就有K>1，且θ越大，K值越大，急回性质越明显。
一、曲柄摇杆机构
特征：曲柄＋摇杆。 作用：将曲柄的整周回转转变为摇杆的往复摆动。
雷达天线
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一、曲柄摇杆机构
搅面机
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一、曲柄摇杆机构
跑步机
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一、曲柄摇杆机构
缝纫机脚踏板机构
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一、曲柄摇杆机构
自行车运动
本章目录源自文库
一、曲柄摇杆机构
自动送料机构
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二、双曲柄机构
特征
两个曲柄
§ 3-1 铰链四杆机构的类型和应用 § 3-2 铰链四杆机构的基本知识 § 3-3 铰链四杆机构的演变 § 3-4 平面机构的设计
《机械设计基础》教材 Ｐ19
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概念
平面连杆机构是由若干构件用平面低副（转动副和移动副）联接 而成的平面机构，用以实现运动的传递、变换和传递动力。
平面连杆机构的优点
➢由于是低副，为面接触，所以承受压强小、便于润滑、磨损较轻，可承受较 大载荷；
➢结构简单，加工方便，构件之间的接触是有构件本身的几何约束来保持的， 所以构件工作可靠；
➢可使从动件实现多种形式的运动，满足多种运动规律的要求； ➢利用平面连杆机构中的连杆可满足多种运动轨迹的要求。
平面连杆机构的缺点
➢根据从动件所需要的运动规律或轨迹来设计连杆机构比较复杂，精度不高；
max
A D
B1
连杆BC与从动件CD之间所夹的锐角（P与Pn夹角）。
90
γ↑→Pt↑，对传动有利。
因此用γ的大小来表示机构传动力性能的好坏。
为了保证机构良好的传力性能，设计时要求：γmin≥40°
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三、传动角
min出现的位置
当∠BCD≤90°时，γ＝∠BCD 当∠BCD>90°时，
B2
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二、双曲柄机构
门开关
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三、双摇杆机构
特征：两个摇杆
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三、双摇杆机构
特征：两个摇杆
铸造翻箱机构
风扇摇头机构
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三、双摇杆机构
风扇摇头
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三、双摇杆机构
港口起重机
选择连杆上合适的点，轨迹为近似的水平直线
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三、双摇杆机构
飞机起落架
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三、双摇杆机构
炉门机构
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一、曲柄存在的条件
取不同的构件为机架
1）最短杆为连架杆： 曲柄摇杆 2）最短杆为机架： 双曲柄 3）最短杆为连杆：不存在曲柄 ，双摇杆
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二、急回运动和行程速比系数
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。此两处曲柄之
间的所夹的锐角θ称
为极位夹角。
γ＝180°-∠BCD 当∠BCD最小或最大时，都有 可能出现γmin，此位置一定是
主动件与机架共线两处之一。
Pn
P
B
C
vc Pt
C2
min
C1
max
A D
B1
1
b2 arccos
c2(da)2 2bc
arccosb2c2(da)2
2bc
如果δ<90度，γmin＝ γ1，如果δ>90度， γ2=180- δ， γmin取γ1 和γ2中较小者。