机械原理第三章

(1) + (4) (1) +(5)
C2
C
B a d A B2 D b
C1
c
B1


db dc
d =l min 为最短杆
且 c +d a +b b +d a +c a +d b +c
且有： d a
3－2 平面四杆机构的基本特性
一、铰链四杆机构有整转副的条件 1、运动副A成为整转副的条件 组成周转副的两杆中必有一杆为最短杆； 最短杆与最长杆的长度和小于等于其余两杆长度和 — 杆长之和条件。 推论：四杆机构满足杆长条件时，其最短杆两端均为周转副。
满足杆长之和条件，当： 两最短构件相邻时，有三个整转副 两最短构件相对时，有四个整转副
3－2 平面四杆机构的基本特性
一、铰链四杆机构有整转副的条件
例2：偏置曲柄滑块机构有曲柄
的条件。 解：依题意，A为整转副 机架长度AD= lmax=CD+e 根据整转副存在条件有： lmin=r；
B
r
A
l
r CD e l CD r e l


e
C
D
3－2 平面四杆机构的基本特性
二、急回特性 1、几个概念 （1）极限位置：从动件作往复运动时所能达到的两极端位置。
对于曲柄摇杆（滑块）机构，极限位置是当曲柄分别与连杆 拉直共线和重叠共线时作往复运动的从动件的位置。
C B 1 2 3 4 D
2
3
1
4
A
3－2 平面四杆机构的基本特性
ห้องสมุดไป่ตู้
二、急回特性 1、几个概念
3－2 平面四杆机构的基本特性 B 2 1 A
ψ
3
D
φ1
ω1
θ
4
φ2
二、急回特性 2、急回特性和行程速度变化系数 （1）急回特性：原动件(曲柄)作匀速转动、从动件相对机架作 往复运动(摆动或移动)的连杆机构，从动件正行程和反行程 的位移量相同，而 所需的时间和平均 速度不相等的现象。 一般让从动件在 工作行程有较慢 的平均速度，而 在回程有较快的 平均速度。
电扇摇头机构
汽车转向机构
3－1 平面四杆机构的基本类型及其应用
一、铰链四杆机构 3、铰链四杆机构的倒置机构 倒置机构：转换机架而得到的机构。 机构中任意两构件间的相对运 动关系不因其中哪个构件是固定 件而改变。 2 3 1 4
1为机架： 双曲柄机构（图3）
2为机架： 曲柄摇杆机构
3为机架： 双摇杆机构（图2）
(1) + (2) (1) +(3)
B1
C2
C
b B a d A B2 D
C1
c


ab ac a =l min 为最短杆
且有： a d
且
a +c d +b a +b d +c a +d b +c
3－2 平面四杆机构的基本特性
一、铰链四杆机构有整转副的条件 1、运动副A成为整转副的条件 在△B1C1D中 a +d b +c (1) d a b c 在△B2C2D中 d a c b 若：a d，则有： c +d a +b (4) b +d a+c (5)
3－1 平面四杆机构的基本类型及其应用
二、含一移动副的四杆机构 1、曲柄滑块机构 构件1为曲柄，滑块3相对机架4作往复直线运动
B
1
A
2
4
B
3
C
r
A
l
e
C
D
移动导路到曲柄回转中心的距离 e 称为偏距。
3－1 平面四杆机构的基本类型及其应用
二、含一移动副的四杆机构 1、曲柄滑块机构 曲柄滑块机构及其应用
3－1 平面四杆机构的基本类型及其应用
三、含两个移动副的四杆机构
4、两个移动副都与机架相关联（双滑块机构）
2 3
1 4
3－1 平面四杆机构的基本类型及其应用
四、具有偏心轮的四杆机构 转动副扩大至轴的半径大于曲柄长度
B 1 A
2
4
3 C
扩大转动 副B的半径
超过曲 柄长度
偏心轮机构
作用： • 在曲柄长度很短时，可 避免结构设计上的困难
K(≥ 1 )反映机 构急回特性的 相对程度。
讨论
K 180 180
0 ，K 1 0，K 1

K
急回
机构输出构件具有急回特性的条件： • 原动件等速整周转动； • 输出构件往复运动； • >0。
B
C
A
D
3－1 平面四杆机构的基本类型及其应用
一、铰链四杆机构 2、三种基本形式： 2）双曲柄机构应用 反向平行四边形机构:两 相对杆长相等但不平行 的双曲柄机构
车门开闭机构
3－1 平面四杆机构的基本类型及其应用
一、铰链四杆机构 2、三种基本形式： 3）双摇杆机构应用
A
电机 D
蜗杆 B C 蜗轮
3 C
B 1 A
2 4
3 C
移动导杆机构（定块机构）
手摇唧筒
3－1 平面四杆机构的基本类型及其应用
二、含一移动副的四杆机构 3、定块机构和摇块机构 2）摇块机构及应用
B 1 A A 2 3 C 3 C 3 4
1
2 B
4
C
B 1 A
2
4
4
3 C 2 B A 1 自卸卡车 3－1 平面四杆机构的基本类型及其应用
B 1
2 4
3 C
送 料 装 置
A
雨 伞
3－1 平面四杆机构的基本类型及其应用
二、含一移动副的四杆机构 2、导杆机构 1）转动导杆机构
B
1 A 2 4 3 C
B 1
2
3 C
A
4
构件4称为导杆，它与滑块相对移动，并一起绕A点转动 转动导杆机构中，导杆绕A点作整周转动
3－1 平面四杆机构的基本类型及其应用
二、含一移动副的四杆机构 2、导杆机构 1）转动导杆机构 转动导杆机构应用
C 3 6 E 5
2 B
4
A
1
D
小型刨床
3－1 平面四杆机构的基本类型及其应用
二、含一移动副的四杆机构 2、导杆机构 2）摆动导杆机构
B 1 A
2
4
3 C
l1 l 2
B 1 A 4 2
3
C
摆动导杆机构中，导杆绕A点作摆动
6
C 2 3 B 1 4 D A
E
惯性筛机构
3－1 平面四杆机构的基本类型及其应用
一、铰链四杆机构 2、三种基本形式： 2）双曲柄机构应用 特例：平行四边形机构
AB = CD BC = AD
3－1 平面四杆机构的基本类型及其应用
一、铰链四杆机构 2、三种基本形式： 2）双曲柄机构应用 平行四边形机构在共线 位置出现运动不确定。
（2）行程：作往复运动的从动件从一个极限位置到达另一个 极限位置所走过的位移或角位移。 C （3）极位夹角θ
从动件处于两极限位置时，一 曲柄位置与另一曲柄位置的反 向延长线之 间的夹角。 当曲柄逆时针转动时，从动件从 右极位转到左极位，再回到右极 位时，曲柄分别转过的角度为： φ1＝180°+θ φ2＝180°-θ 因此：θ= (φ1-φ2)/2
第三章 平面连杆机构
概 述
一、平面连杆机构 是由若干刚性构件用低副联接而成的平面机构，又称 平面低副机构。
概述
一、平面连杆机构 是由若干刚性构件用低副联接而成的平面机构，又称 平面低副机构。 运动副单位面积所受压力较小，且面接触 便于润滑，故磨损减小，可传递较大动力； 优点： 两构件间的接触是靠本身的几何封闭来维 系的，而不需靠外力； 制造方便，加工精度高。 一般情况下只能近似实现给定的运动规律 或运动轨迹，设计复杂。 质心作变速运动，惯性难以平衡，高速时 缺点： 引起较大振动。 给定运动要求较多或复杂时，需要的构件 数和运动副往往较多，使机构结构复杂，工 作效率低。
3－2 平面四杆机构的基本特性
一、铰链四杆机构有整转副的条件 2、铰链四杆机构存在曲柄的条件
若lmin+lmax≤其余两杆长度和 N，无整转副
Y，存在整转副
最短杆为机架
双曲柄机构
最短杆的邻 杆为机架 曲柄摇杆机构
最短杆的对 边为机架 双摇杆机构
3－2 平面四杆机构的基本特性
一、铰链四杆机构有整转副的条件 例1：铰链四杆机构中，若存在两构件长度相等且为最短，分 析其存在整转副的情况。 解： 若另两构件不相等: 不满足杆长之和条件，不存在整转副 若另两构件相等:
2 1 3 2
3
4 4
1
从动件3的位移与原动 件1的转角成正比
s l AB sin
缝纫机进 针机构
3－1 平面四杆机构的基本类型及其应用
三、含两个移动副的四杆机构 3、两移动副相邻，且均不与机架相关联：双转块机构
2 3
1
4
应用：十字滑块联轴器 用于两轴线平行但不重 合的轴间的运动传递
两滑块有相同的角速度
3－2 平面四杆机构的基本特性
二、急回特性 2、急回特性和行程速度变化系数 （2）急回运动机理
工作 行程
曲柄
2
摇杆
C
2
C2 3 D
B1 B1
t1
B2 C1C 2 2
1

B
C1
ψ
t 2 B2
t1 2 C1C 2 t2
φ1
A
1
B2θ
4