机械设计基础-平面连杆机构课件.ppt

1、 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构：用低副连接而成的平面机构。3.1 概述 1、能实现多种运动形式。如：转动，摆动，移动，平面运动平面连杆机构的特点：平面连杆机构的特点：只用于速度较低的场合。3、缺点：只能近似实现给定的运动规律；设计复杂；2、运动副为低副：面接触：承载能力大；便于润滑。寿命长几何形状简单便于加工，成本低。3.2 平面四杆机构的基本形式及其演化3.2.1、铰链四杆机构、铰链四杆机构：全部用转动副相连的平面四杆机构。它是平全部用转动副相连的平面四杆机构。它是平面四杆机构的基本型式，其它型式的四杆机构面四杆机构的基本型式，其它型式的四杆机构可看作是在它的基础上通过演化而成的。可

2、看作是在它的基础上通过演化而成的。1、机架：机构的固定构件、机架：机构的固定构件，如杆，如杆4 4。2、连杆：、连杆：不直接与机架连接的构件，如杆不直接与机架连接的构件，如杆2 2。3、连架杆：、连架杆：与机架用转动副相连接的构件，与机架用转动副相连接的构件，如杆如杆1 1、3 3。连架杆可分为：连架杆可分为：曲柄：曲柄：能绕机架作整周转动的连架杆，如杆能绕机架作整周转动的连架杆，如杆1 1；摇杆：摇杆：只能绕机架作小于只能绕机架作小于360360的某一角度摆动的某一角度摆动 的连架杆，如的连架杆，如3 3。1）曲柄摇杆机构2）双曲柄机构3）双摇杆机构铰链四杆机构的基本形式：3.2.2、滑块四

3、杆机构：滑块四杆机构：摇杆长摇杆长转动副转动副D直线直线滑块滑块摇杆摇杆3移动副移动副曲柄滑块机构曲柄滑块机构1、曲柄滑块机构、曲柄滑块机构对心曲柄滑块机构对心曲柄滑块机构e称为偏距称为偏距偏置曲柄滑块机构偏置曲柄滑块机构杆杆4称为导杆称为导杆4滑块滑块3沿导杆沿导杆移动并绕移动并绕C点点转动转动2、导杆机构、导杆机构在曲柄滑块中取曲柄为机架在曲柄滑块中取曲柄为机架3、摇块机构机构、摇块机构机构摆动摆动滑块机构滑块机构自卸卡车车箱的举升机构自卸卡车车箱的举升机构选用不同的构件为机架选用不同的构件为机架ACB4321ACB4321手摇唧筒手摇唧筒4、定块机构机构、定块机构机构1、取不同的构件为机

4、架 和可达360和均小于360构件4为机架，曲柄摇杆构件1为机架，双曲柄构件2为机架，曲柄摇杆构件3为机架，双摇杆3.2.3、平面平面四杆机构的演化四杆机构的演化 偏心轮，偏心距，偏心轮机构2、扩大转动副扩大转动副3、转动副转化成移动副 DABCDBA12341234CKcKcB1A324CB241ACe3曲柄滑块机构（偏距e）e0，偏置曲柄滑块机构e=0，对心曲柄滑块机构3.3 平面四杆机构的基本特性3.3.1、平面四杆机构有曲柄的条件、平面四杆机构有曲柄的条件（若1和4能绕A整周相对转动，则存在两个特殊位置）a+db+c (1)bc+d-a即a+bc+d (2)cb+d-a即a+cb+d

5、(3)Bba1A2dC3cD4A1CB2dD4B1abcAD4B2C2abdc a+db+c (1)bc+d-a即a+bc+d (2)cb+d-a即a+cb+d (3)(1)+(2)得2a+b+d2c+b+d即ac (1)+(3)得 ab (2)+(3)得 ad（1）此两构件中必有一构件为运动链中的最短构件。（2）最短构件与最长构件的长度之和小于等于其它两构 件长度之和。（杆长之和的条件）曲柄存在的条件曲柄存在的条件：铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆的长度之和小于小于 或等于或等于其余两杆长度之和，则取最短杆的相邻杆为机架时，得曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构；取最短杆为机架时，得双曲柄机构双曲柄机构

6、；取与最短杆相对的杆为机架时，得双摇杆机构双摇杆机构。铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆的长度之和大于 其余两杆长度之和，则不论取何杆为机架时均无曲柄存在，而只能得双摇杆机构双摇杆机构。根据上述曲柄存在条件可得以下推论：原动件作匀速转动，从动件作往复运动的机构，从动件正行程和反行程的平均速度不相等。3.3.2、急回特性1从动动件慢行程平均速从动动件快行程平均速K180180212112ttttK曲柄滑块机构：摆动导杆机构：3.3.3、压力角和传动角1、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。2、传动角，F与F2夹角（经常用衡量机构的传动质量）越大，传动性能越好。minmi

7、n ；为许用传动角。为许用传动角。机构运转时，传动角机构运转时，传动角是变化的，为是变化的，为了保证机构的正常工作，了保证机构的正常工作，机构的传动角作出机构的传动角作出如下规定如下规定3.3.4、死点位置：90,0四杆机构中是否存在死点，取决于从动件是否与连杆共线利用死点实例3.4 平面四杆机构的设计1 实现给定的运动规律实现给定的运动规律 例如给定的行程速度变化系数以实现预期的急回 特性、实现连杆的几组给定位置等。2 实现给定的运动轨迹实现给定的运动轨迹 例如要求连杆上某点能沿着给定轨迹运动等。3.4.1、按给定连杆的两个或三个位置设计四杆机构、按给定连杆的两个或三个位置设计四杆机构 按给定连杆的两个位置设计四杆机构四杆机构步骤 按给定连杆的三个位置设计四杆机构步骤按给定连杆的三个位置设计四杆机构步骤 3.4.2、按行程速比系数设计四杆机构、按行程速比系数设计四杆机构 3.4.3、按给定两连架杆的对应位置设计四杆机构、按给定两连架杆的对应位置设计四杆机构