机械原理平面连杆机构及设计

e ≤ d-a
精品课件
转动导杆机构有曲柄的条件
B
a
A
CE
d+e ≤ a 精品课件
d+e
d
二、平面四杆机构输出件的急回特性
C C2
C1
极位夹角
ψ
B
θ
问: 是否 存在无急 回特性的 四杆机构?
B2
1
A
2
摆角
D
B1
CD右行耗时: t1 = 1 /
1=180°+θ, 2=180°θ
CD左行耗时: t2 = 2 / 精品课件显然：若θ≠0，则：t1 > t2
即必须满足
a+d ≤ b+c
(2-1)
|d-a| ≥ |b-c|
(2-2)
精品课件
欲使连架杆AB成为曲柄，则必须使AB通过与 机架共线的两个位置，即必须满足
a+d≤b+c
(1)
|d-a|≥|b-c|
(2)
(1) 若d≥a，则可得
a+b≤c+d (若b>c) a+c≤b+d (若c>b) a+d≤b+c
精品课件
2、根据机构中构件数目分
四杆机构、五杆机构、六杆机构、…
四杆机构
精品课件
六杆机构
三、平面连杆机构的特点
适用于传递较大的动力，常用于动力机械 依靠运动副元素的几何形面保持构件间的相互接触，且
易于制造，易于保证所要求的制造精度 能够实现多种运动轨迹曲线和运动规律，工程上常用来
作为直接完成某种轨迹要求的执行机构 不足之处： 不宜于传递高速运动 可能产生较大的运动累积误差
精品课件
四、平面连杆机构的应用
机械手
精品课件
举升
精品课件
汽车中那些部位用到连杆机构
精品课件
精品课件
飞机起落架
火车头
精品课件
内燃机
起重装置
精品课件
矿山颚式碎矿机 将大石头压成小石头
精品课件
机器马
精品课件
§2-1 平面四杆机构的基本形式、演变及其应用
一、平面四杆机构的基本形式
连杆 2
连架杆 1
a≤b 从而可得 a≤c
a≤d
精品课件
(2) 若d≤a 则可得
ddbabacc dcab
(bc) (c b)
d d
a b
d c
结论（平面铰链四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 ≤ 其余两杆的杆长之和。 （杆长和条件）
精品课件
4 机架
连架杆 3
在连架杆中，能绕其 轴线回转360°者称为曲 柄；仅能绕其轴线往复 摆动者称为摇杆。
1）曲柄摇杆机构：一个连架杆为曲柄，另一个为摇杆。 2）双曲柄机构：两连架杆均为曲柄。 3）双摇杆机构：两连架杆均为摇杆。
精品课件
二、平面四杆机构的演变
1、转动副转化为移动副
2
1
3
4
铰链四杆机构 1
精品课件
一、平面四杆机构有曲柄的条件
B 1a
2C bc 3
F
d
A 4D
B2
E
B1 C
A
E’ F’ D b+c
G’
|b-c|
|d-a| G
为什么关注有 曲柄条件？
d+a
精品课件
欲使连架杆AB成为曲柄，则必须使AB通过与 机架共线的两个位置，
精品课件
三角形 任意两边之和必大于第三边
任意两边之差小于第三边
精品课件
曲柄滑块机构
B
B1
A B2
Байду номын сангаас
C1
C
C2
问: 是否 存在无急 回特性的 曲柄滑块 机构?
B C1
θ
A
B2
B1
C C2
精品课件
导杆机构的急回
Aθ
B2
B1 C
=
D
问: 是否存在无急回 特性的导杆机构?
精品课件
三、平面机构的压力角 和传动角、死点
B
F2 C
γ
F
α
δ F1
vc
A
D
F1 = Fcosα
精品课件
3）其他机构的倒置…
精品课件
3、扩大转动副
将转动副B加大，直至把 转动副A包括进去，成为 几何中心是B，转动中心 为A的偏心圆盘。
精品课件
§2-2 平面四杆机构设计中的共性问题
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 四、运动的连续性
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。
精品课件
曲柄滑块机构有曲柄的条件
B
a
b
C’
C
e
A
b a
B’
显然，需满足:
a+e ≤ b
精品课件
B a
b C”
e
B’
B”
A
C C’
精品课件
导杆机构有曲柄的条件
摆动导杆机构有曲柄的条件
d-a
d
aB
A
B’
C E’ E
F2 = Fsinα
1、机构压力角:在不计摩擦力、惯性力和重力的条 件下，机构中驱使输出件运动的力的方向线与输出 件上受力点的速度方向间所夹的锐角，称为机构压
力角，通常用α表示。 精品课件
行程速度变化系数
输出件空回行程的平均速度
k = — 输出—件—工—作—行—程—的—平—均—速—度——
= v2 / v1 =（C1C2 / t2 ）/ （ C1C2 / t1 ）
= t1 / t2 = 1 / 2 = ( 180°+θ) / ( 180°
θ= 180°（k-1）/（k+1）
连杆机构输出件具有急回特性的条件： 1）原动件等角速整周转动 2）输出件具有正、反行程的往复运动 3）极位夹角θ0
铰链四杆机构类型的判断条件
1、若满足杆长和条件：
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；
以最短杆为机架，则两连架杆为曲柄，该机构为双曲柄 机构；
以最短杆的对边构件为机架，则无曲柄存在，即该机构 为双摇杆机构。
2、若不满足杆长和条件，该机构是双摇杆机构。
曲柄滑块机构
曲柄转动导杆机构
曲柄摇块机构
直动滑杆机构 精品课件 （定块机构）
摇块机构广泛应用于摆动式内燃机和液压驱动装置内。 如图所示自卸卡车翻斗机构及其运动简图。在该机构中，因 为液压油缸3绕铰链C摆动，故称为摇块。
自卸卡车翻斗机构及其运动简图
精品课件
直动滑杆机构 抽水唧筒机构
精品课件
曲柄摆动导杆机构及应用
精品课件
曲柄滑块机构
2 3
4
曲柄滑块机构
1) 偏置曲柄滑块机构
B2 1 A
C3 e
2) 对心曲柄滑块机构
B
1
2
A
精品课件
C3
曲柄移动导杆机构
2
B 1
A
C3
B2 1
3 A
s
正弦机构
s精品l课A件Bsin
2、取不同构件为机架（机构倒置）
1）铰链四杆机构的倒置
精品课件
精品课件
2）单滑块机构的倒置
第二章 平面连杆机构 及其设计
精品课件
主要内容
2.1 平面四杆机构基本形式、演变及其应 用
2.2 平面四杆机构设计中的共性问题 2.3 平面四杆机构的设计
精品课件
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。
精品课件
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