常用机构设计

若1能绕A整周转动， 则存在两个特殊位置
C"
如:a≤d
a+d≤b+c (1)
b<c+d-a 即a+b≤c+d (2)
c<b+d-a 即a+c≤b+d (3)
(1)+(3)得 a≤b
(2)+(3)得 a≤d
如: a≥d
2b
B
C'
1a
B'
A
4d
C 3c
a+d≤b+c (1)
C" b<c+(a-d)
即d+b≤c+a (2)
应用2
应用3
应用4
3.2.2 铰链四杆机构的演化
1、扩大转动副:偏心轮机构
2C
2C
B
3
B
3
1 A
4
D
1 A
4
D
A
2C
B
3
D
A1
D
4
2、转动副转化成移动副：曲柄滑块机构
2 B
1 A
4
C
Kc
3
B2
1
DA
运动视图
3
C
Kc
4
D
B2 1 A
3 C
4
e
B
2
1
A
4
C3
曲柄滑块机构（偏距e）
e≠0，偏置曲柄滑块机构 e=0， 对心曲柄滑块机构
50
130
100
解: Lmax BC 200 Lmin AB 50
Lmax Lmin BC AB 200 50 250
CD AD 130100 230
最长杆与最短杆长度之和>其余两杆长度之和, 故为双摇杆机构.
例1:判断下图所示四杆机构的类型
200
160 50
100
2）铰链四杆机构：运动副都是转动副的四杆机构。
铰链四杆机构：
动画
2 B
4—机架
C
组成
1，3—连架杆→定轴转动
3
2—连杆→平面运动
1
曲柄：作整周转动的连架杆
A
D 连架杆
4
摇杆：非整周转动的连架杆
2.基本类型:根据两连架杆的运动形式
1）曲柄摇杆机构 2）双曲柄机构 3）双摇杆机构
应用1 应用1
应用1
应用2 应用2
2 1
2 1
2）构件的符号
3）机构运动简图的绘制
（1）分析机构，观察相对运动，数清所有构件的数目；
（2）确定所有运动副的类型和数目；
（3）选择合理的位置（即能充分反映机构的特性）；
（4）确定比例尺；
l
实际尺寸 m
图上尺寸 (mm)
（5）用规定的符号和线条绘制成简图。 （从原动件开始画)
4）机构运动简图的绘制要求
复习：
机器：是执行机械运动的装置，用来变换或传递
能
量、物料与信息。是由零件装配而成。
零件：是机器中不可拆卸的制造单元。
构件：一个零件，或是若干个零件的组合体。
机构：用运动副将若干个构件连接起来以传递运 动和力的系统。
运动副：构件与构件直接接触所形成的可动联接。
§3-1 机构的结构分析
3.1.1 平面机构的组成
第3章 常用机构
机构：传递运动、动力或改变运动形式、轨迹等。 平面机构：各构件的相对运动平面互相平行（常用 的机构大多数为平面机构）。
空间机构：至少有两个构件能在三维空间中相对运动。
本章学习要点：
1、运动副的概念,画机构的运动简图；
2、计算机构的自由度和机构具有确定运动的条件；
3、能判别四杆机构的类型和运动特性分析； 4、能设计简单 四杆机构； 5、能分析凸轮机构的运动特性；
（1）最短杆与最长杆的长度之和大于其他两杆长度之和，所有运动副均为摆动副，则 为双摇杆机构。
（2）最短杆与最长杆的长度之和小于等于其他两杆长度之和，最短杆上两个转动副均 为整转副。
①取最短杆为机架
——双曲柄机构
②取最短杆任一相邻杆为机架
——曲柄摇杆机构
③取最短杆对面的杆件为机架
——双摇杆机构
例2:判断下图所示四杆机构的类型 200
c<b+(a-d)
D B” 即d+c≤b+a (3)
a+d
a-d
(1)+(2)得a+b+2d≤2c+b+a即d≤c (1)+(3)得 d≤b (2)+(3)得 d≤a
铰链四杆机构存在曲柄的条件
（1）机架和曲柄中必有一构件为的最短杆。 （2）最短杆与最长杆的长度之和小于等于其它两杆 长度之和。
推论:(铰链四杆机构的类型判别)
可见，要清晰表达各构件的相互关系，应当选择恰当的原动件位置来绘图。
例3:试绘制内燃机的机构运动简图 运动视图
刨床的机构运动简图
§3-2 平面连杆机构
3.2.1 铰链四杆机构的类型及应用 1.基本概念 1)平面连杆机构：用低副连接而成的平面机构。
特点：运动副为低副，面接触 ①承载能力大； ②便于润滑，寿命长; ③几何形状简单——便于加工，成本低。
运动副类型、机构的运动尺寸确定。
3.1.2 平面机构运动简图
1.定义：用规定的符号和线条按一定的比例表示构件和 运动副的相对位置，并能完全反映机构特征的简图。
2.绘制：
1）运动副的符号
2
（1）转动副：
1
1 （2）移动副：
2 1
2
2
2
1
1
1 2
1 2
2
2 1
1 2
1 2
（3）齿轮副：
（4）凸轮副：
1.机构的组成
运动视图
从运动的角度看：由构件用运动副组成的可动联接
可动联接：既保持直接接触，又能产生一定的相对 运动。
y
x
A'
A
y
O x
3.运动副：
1）定义：构件间直接接触所组成的可动联接
2）接触元素：点、线、面
3）类型
低副：面接触 高副：点、线接触
运动视图
(1)低副： y
①转动副(铰链):两构件间只能作相对转动；
3.导杆机构与摇块机构
B2 1 A
4
曲柄滑块机构
B
3C 1
A
导杆机构
2
4 转动导杆机构
摆动导杆机构
3C
视图 视图
B2 1
A4
摇块机构
3C
应用
B2 1
A4
定块机构
3C
视图
§3-3 平面机构的工作特性
3.3.1 铰链四杆机构有曲柄的条件
C
2b
B
C'
3c
1a
B"
B#43;d
(1)+(2)得2a+b+d≤2c+b+d即a≤c
②移动副:两构件间只能作相对移动；
y
x 运动视图
x
（2）高副：
①齿轮副 ②凸轮副
x
y
x
y
运动视图
运动视图
高副：施加1个约束，还剩2个自由度。
总结：约束1个相对转动而保留2个独立移动的运动副 不可能存在，故没有其他运动副形式。
（3）空间运动副：
分析以下运动副的类型
机构的组成
（1）机 架:1个 （2）主动件:一个或数个,输入独立的确定运动规律 （3）从动件:要有确定的运动规律，由主动件运动规律、
用“1、2、3…”标明不同的构件； 用“A、B、C…”标明不同的转动副； 用箭头表明原动件和转向； 用多条斜短线标明机架。
B
2
1
3C
A
4
例1:试绘制如图所示偏心轮机构的运动简图
例2:画出图示柱塞油泵机构的运动简图
注意：绘制机构运动简图时，原动件位置不同，所绘运动简图的图形也不同。 若原动件位置选择不当，构件可能互相重叠或交叉，使图形不易辨认。