机械原理连杆机构-文档资料

C r2
B 2
|b-c| C b+c
D
B2
da
bc (2)
G
G' d-a
4
r1
d 当d>a a时，b式c （2）变为
d+a
d a a b cc b d(b>c)（2a ） 由(1)及（2a ）、(2b)可得
acbd(c >b) (2b)
ab
ac
ad 12
同理当a > d时，同样有
adbc(1)
a-dc-b (c >b)（2a ） a-db-c (b>c) (2b)
180 180
180 K1
K1
平面四杆机构具有急回特性的条件：
（1）原动件作等速整周转动； （2）输出件作往复运动；
（3） 0
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2.曲柄滑块机构中，原动件AB以 1等速转动
B
B2
1
1
a
b2
B1 C2
C 3 C1
B
2
a1 C2
b
C3 C1
1
A B1 H
4
A
4
H
B2
偏置曲柄滑块机构
对心曲柄滑块机构 H=2a,
9
2.取不同构件为机架
曲柄摇杆机构
取不同构件为机架各构件 间的相对运动关系不变
C
B
整周转动副
2
(0~360°)
1
(0~360°)
(<360°) 3 (<360°)
A
4
D
曲柄摇杆机构
C
2
(<360°)
B (0~360°)
3
1
(0~360°)
(<360°)
A
4
D
双曲柄机构
C
2
(<360°)
B (0~360°)
双曲柄机构
7
二、平面四杆机构的演化
2
B
1
A4
C
3
D
B
2
1
A4
C
3
还可以转化为双滑块机构
1.转动副转化成移动副的演化
C
2
3
B
1
A
4
D
B
2 C3
1
A4
偏置曲柄滑块机构
B2
1
4
A
3
曲柄移动导杆机构
B
1
2
C3
A
4
对心曲柄滑块机构 8
曲柄滑块机构 （对心）
曲柄当滑块机构 （偏心）
对心曲柄滑块机构
偏置曲柄滑块机构
极位夹角 ：当摇杆处于两极限位置时，对应的曲柄 位置线所夹的锐角。
曲柄转角
对应的时间
摇杆点C的 平均速度
t11 118/01
v1C1C2/t1
2 180
t2 2/1
v2 C2C1/t2
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（2）输出件的行程速度变化系数K：
空回行程平均速度v2与工作行程平均速度v1之比。
Kv2 v1
t1 t2
12
传动角：压力角的余角。
F2
C F
B
1 1
2
F1vc
3
A
F1Fcos
F2Fsin
越小，受力越好。
5
§2-2 平面四杆机构的基本形式及其演变
一、 平面四杆机构的基本形式——铰链四杆机构
曲柄摇杆机构
连杆 连架杆
连架杆
机架
连架杆
曲柄 能绕其轴线转360º的连架杆。 摇杆 仅能绕其轴线作往复摆动的连架杆。
6
按照两连架杆的运动形式的不同， 可将铰链四杆机构分为：
曲柄摇杆机构
双摇杆机构
曲柄摇杆机构 双摇杆机构 双曲柄机构
3
1
(0~360°)
(<360°)
A
4
D
双摇杆机构 10
B
1 A
2
4
ห้องสมุดไป่ตู้
C3
(a)曲柄滑块机构
B
2
1 A
4
C3
(b)曲柄转动导杆机构
回转导杆机 构
B
2
1
A
4
C3
(c)曲柄摇块机构
B
1 A
4
2
C3
(d)定块机构
B
2
A1
4
3
C
(c’)曲柄摆动导杆机构
摆动导杆 机构
导杆:
组成移动副的两活动构件， 画成杆状的构件称为导杆， 画成块状的构件称为导块。
d
d
3
11
B3 B3 时，此机构为
时，为曲柄摆动 导杆机构。
E
F4
C
曲柄转动导杆 机构。
e
16
二.平面四杆机构输出件的急回特性
1 .曲柄摇杆机构中，原动件AB以 1等速转动 C v1
极位夹角
b2
C1 v2
c
C2
曲柄摇杆 机构
B
1
a1
1
A
(1)输出件CD的两极限位置 B1
2
B2 d
4
3
摆角 D
当AB与BC两次共线时，输出件CD处于两极限位置。
1a a
A1 a
E FG
B2
B2
b
2 bC3
4
b
B 2
成为曲柄滑块机构的条件为：
aeb
（其中e偏心距离）
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3.导杆机构有曲柄的条件
A
图1
d C
1
2
a
B3
4
图2
A2
1
a 3B
4
d
曲柄滑块机构当 dea
时 、 均可（0°~360°）转动。
C
e
da
d>a，且当
dae
dea da AA
aa
22
B2B2 当
dcab（2a' ）
dbac(2b')
B
c b
1a
d
B2
3C b c
r2
A 4 D r3
d+a
a-d
由(1)及（2a' ）(2b')可得
d a, d b, d c
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铰链四杆机构的类型与尺寸之间的关系：
在铰链四杆机构中： （1）如果最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其它两杆
长度之和 ——满足杆长和条件 且：1 以最短杆的相邻构件为机架，则此机构为以最短杆
0 ,无急回特性。
3.曲柄摆动导杆机构
有急回特性。
H (a b )2 e2(b a )2 e2
0 ,有急回特性。
1
1
B
A
B1
2 B2
19
三.平面四杆机构的传动角与死点
（一）压力角与传动角
压力角：在不计摩擦力、重力、惯性力的条件下，机构
中驱使输出件运动的力的方向线与输出件上受
力点的速度方向线所夹的锐角。
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§2-3 平面四杆机构的特性分析
B2 b
C
一、平面四杆机构的曲柄存在条件
1.铰链四杆机构有曲柄的条件
1 a c3
Ad 4
D
要使AB成为曲柄，则拆副后
A面即两B内使位上a运A置 的动Bd 在点转。环 B到应面b与在 内机rc。1架与其共(1r条)2线围件F的成：的E 环AAa aB11B1B21E2'bF'Cd3c
为曲柄的曲柄摇杆机构； 2 以最短杆为机架，则此机构为双曲柄机构； 3 以最短杆的对边构件为机架，则此机构为双摇杆机构。 （2）如果最短杆与最长杆的长度之和大于其它两杆长度之和 （不满足杆长和条件），则不论选哪个构件为机架， 都为双摇杆机构。
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2.滑块机构有曲柄的条件
B 1a
2b
C3
A4
D
B1
本章主要讨论平面四杆机构。 平面连杆机构的主要优点：
（1）能够实现多种运动轨迹 曲线和运动规律，
（2）低副不易磨损而又易于加工 以及能由本身几何形状保持接触等。
平面连杆机构的主要缺点：
（1）连杆机构作变速运动的构件惯性力及惯性力矩难 以完成平衡；
（2）连杆机构较难准确地实现预期的运动规律，设计 方法也较复杂。
1
连杆机构 由低副（转动副、移动副、球面副、圆柱副、及
螺旋副等）联结而成的机构。或称低副机构。
椭圆规机构3
曲柄摇杆机 构
曲柄滑块机构（对心）
2
机械手
冲床
3
牛头刨床
牛头插刨齿床机构
4
§2-1 连杆机构的特点
根据其构件间的相对运动分为平面或空间连杆机构。 根据构件数目分为四杆机构、五杆机构…。 广泛应用的是平面四杆机构，而且它是构成和研究平面 多杆机构的基础。