平面连杆机构4分析资料讲解.ppt

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1、平面连杆机构4分析2-1 2-1 连杆机构及其优、缺点连杆机构及其优、缺点 一、一、连杆机构连杆机构 二、二、连杆机构的优、缺点连杆机构的优、缺点一、连杆机构一、连杆机构 连杆机构是一种应用十分广泛的机构，不仅在农业、工程机械中得到广泛应用，而且在其它行业也得到了广泛应用。如铰链四杆机构、曲柄滑块机构、导杆机构都是最常见的连杆机构，它们的共共同同特特点点是：原动件的运动都要经过一个不直接与机架相联的中间构件才能传到从动件。象这种用来连接机构的原动件和从动件不直接与机架相联的中间构件称为连连杆杆。而这种通过连杆联接的机构称为连杆机构连杆机构。连杆机构连杆机构 连杆机构根据其各构件间的相对运动为平

2、面运动还是空间运动，将其分为平面连杆机构平面连杆机构和空间连杆机构空间连杆机构两大类。在一般机械中应用最多的是平面连杆机构应用最多的是平面连杆机构。在连杆机构中，其构件多呈杆状，故常简称构件为杆。连杆机构常根据其所含之杆数而命名，如含有四个构件的连杆机构称为四杆机构，六杆机构等等。其中由四个构件组成的平面四杆机构是最简单、应用最广的机构平面四杆机构是最简单、应用最广的机构，而且它也是组成多杆机构的基础，所以本章着重介绍平面四杆机构的基本类型、特性及其常用的设计方法。二、连杆机构的优、缺点二、连杆机构的优、缺点连杆机构的优点：连杆机构的优点：1 1）连连杆杆机机构构中中的的运运动动副副一一般般均

3、均为为低低副副。连杆机构亦称低副机构。低副承载能力大；便于润滑，磨损小；形状简单，易于加工。2 2）能能使使从从动动件件得得到到不不同同的的运运动动规规律律。在连杆机构中，当原动件的运动规律不变时，可通过改变各构件的相对长度来使从动件得到不同的运动规律（如等速或不等速、连续或不连续）。3 3）可可得得到到各各种种不不同同形形状状的的连连杆杆曲曲线线。在连杆机构中，连杆是不直接与机架相联的构件，连杆上各点的轨迹是各种不同的曲线（称为连连杆杆曲曲线线），其形状还随各构件相对长度的改变而改变，我们可利用这些曲线来满足各种不同轨迹的设计要求。此外，连杆机构还可以起增力、扩大行程和实现远距离传动等作用。

4、连杆机构的优、缺点连杆机构的优、缺点连杆机构的缺点：连杆机构的缺点：1 1）连连杆杆机机构构将将产产生生较较大大的的累累积积误误差差（运运动动累累积积误误差差），效效率率较较低低。由于连杆机构的运动必须经过中间构件即连杆才能传到从动件，因而连杆机构一般具有较长的运动链，所以各构件的尺寸误差和运动副的间隙将使连杆机构产生较大的累积误差（运动积累误差），同时也使其效率降低。2 2）连连杆杆机机构构不不宜宜用用于于高高速速运运动动。在连杆机构运动过程中，其多数构件及构件的质心一般都在作变速运动，其所产生的惯性力难于用一般的平衡方法加以消除，因而会增加机构的动载荷，故其不宜用于高速运动。3 3）连连杆

5、杆机机构构一一般般只只能能近近似似地地满满足足多多种种运运动动规规律律和和运运动动轨轨迹迹的的设设计计要要求求。从理论上讲，利用连杆机构可以满足多种运动规律和运动轨迹的设计要求，但根据这些要求来设计却是十分繁难的，一般只能近似地得以满足。正因如此，所以如何根据最优化方法来设计连杆机构，使其能最佳地满足设计要求，一直是连杆机构研究的一个重要课题。2-2 2-2 平面四杆机构的基本型式及其演化平面四杆机构的基本型式及其演化 一、一、平面四杆机构的基本型式平面四杆机构的基本型式 二、二、铰链四杆机构的演化铰链四杆机构的演化一、一、平面四杆机构的基本型式平面四杆机构的基本型式平平面面铰铰链链四四杆杆机

6、机构构：指全部用转动副相连的平面四杆机构。亦简称铰链四杆机构。它是平面四杆机构最基本的型式，其它型式均可认为是它的演化型式。机机 架架：指机构中的固定构件AD。连架杆：连架杆：指与机架直接相连的构件AB和CD。在连架杆中，能作整周回转者称为曲柄曲柄，而只能在一定范围内摆动者称为摇杆摇杆。连连 杆：杆：指不与机架直接相连的构件BC。铰链四杆机构根据其两连架杆的运动形式可分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构三种型式。铰链四杆机构ABCD平面四杆机构的基本型式平面四杆机构的基本型式 曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构：两个连架杆中，一个为曲柄，另一个为摇杆的铰链四杆机构。如 牛头刨床工作台横向进给机构、缝

7、纫机的踏板机构 特点：当以曲柄为原动件时，可将曲柄的连续转动变为摇杆的往复摆动；当以摇杆为原动件时，可将摇杆的摆动转变为曲柄的整周转动。双曲柄机构：双曲柄机构：两连架杆均为曲柄的铰链四杆机构。如振动筛、车轮联动机构等。特点：一般当主动曲柄作匀速转动时，从动曲柄作变速转动。双摇杆机构：双摇杆机构：两连架杆均为摇杆的铰链四杆机构。如飞机起落架机构等。特点：两摇杆均作摆动。曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构 双曲柄机构双曲柄机构双曲柄机构双曲柄机构 双摇杆机构双摇杆机构双摇杆机构双摇杆机构 曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构缝纫机踏板机构缝纫机踏板机构 雷达天线曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构搅面机曲柄

8、摇杆机构曲柄摇杆机构跑步机曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构自动送料机构曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构(2)双曲柄机构双曲柄机构结构特点：结构特点：二连架杆均为曲柄二连架杆均为曲柄运动变换：运动变换：转动转动转动，通常二转速不相等转动，通常二转速不相等举例：举例：振动筛机构振动筛机构机械设计基础 平面连杆机构振动筛（也称为惯性筛）振动筛（也称为惯性筛）正平行四边形机构正平行四边形机构蒸汽机车的车轮联动机构蒸汽机车的车轮联动机构特殊双曲柄机构特殊双曲柄机构 在双曲柄机构中，如果组成四边形的对边长度分别相等，在双曲柄机构中，如果组成四边形的对边长度分别相等，即即 ，则根据曲柄相对位置的不同，可得到，则根据曲柄相对

9、位置的不同，可得到正正平行四边形机构平行四边形机构和和反平行四边形机构。反平行四边形机构。反平行四边形机构反平行四边形机构车门启闭机构车门启闭机构特殊双曲柄机构特殊双曲柄机构平行四边形机构平行四边形机构结构特点：结构特点：二曲柄等速二曲柄等速运动不确定问题运动不确定问题车门开闭机构车门开闭机构反平行四边形机构反平行四边形机构结结构构特特点点：二二曲曲柄柄转转向向相相反反机械设计基础 平面连杆机构(3)双摇杆机构双摇杆机构 结构特点：结构特点：二连架杆均为摇杆二连架杆均为摇杆运动变换：运动变换：摆动摆动摆动摆动举例举例:鹤式起重机鹤式起重机机械设计基础 平面连杆机构 双摇杆机构双摇杆机构飞机起落

10、架机构飞机起落架机构风扇摇头双摇杆机构双摇杆机构特殊机构特殊机构等腰梯形机构等腰梯形机构实例实例:汽车前轮转向机构汽车前轮转向机构机械设计基础 平面连杆机构二、二、铰链四杆机构的铰链四杆机构的演化演化 四杆机构的演化，不仅是为了满足运动方面的要求，还往往是为了改善受力状况以及满足结构设计上的需要等。具体的演化方法主要有如下四种：（注意：机构经演化后其运动性质并未改变）选不同的构件为机架 改变运动副的尺寸 运动副元素的逆换改变构件形状和运动尺寸1 1、转动副转化为移动副、转动副转化为移动副机械设计基础 平面连杆机构曲柄滑块机构：曲柄滑块机构：如下图所示如下图所示 的曲柄摇杆机构中，摇杆的曲柄摇杆

11、机构中，摇杆3上上C点的轨点的轨迹是以迹是以D为圆心，杆为圆心，杆3的长度的长度L3为半径的圆弧为半径的圆弧mm。如将转动副。如将转动副D扩扩大，使其半径等于大，使其半径等于L3，并在机架上按，并在机架上按C点的近似轨迹点的近似轨迹mm作成一弧作成一弧形槽，摇杆形槽，摇杆3作成与弧形槽相配的弧形块。作成与弧形槽相配的弧形块。机械设计基础 平面连杆机构 此时虽然转动副此时虽然转动副D的外形改变，但机构的运动特性并没有改变。若的外形改变，但机构的运动特性并没有改变。若将弧形槽的半径增至无穷大，则转动副将弧形槽的半径增至无穷大，则转动副D的中心移至无穷远处，弧的中心移至无穷远处，弧形槽变为直槽，转动

12、副形槽变为直槽，转动副D则转化为移动副，构件则转化为移动副，构件3由摇杆变成了滑由摇杆变成了滑块，于是曲柄摇杆机构就演化为曲柄滑块机构，如图所示。块，于是曲柄摇杆机构就演化为曲柄滑块机构，如图所示。曲柄曲柄转动中心至其移动方位线转动中心至其移动方位线mm的垂直距离称为偏距的垂直距离称为偏距e，此时移动方位，此时移动方位线线mm不通过曲柄回转中心，故称为偏置曲柄滑块机构。不通过曲柄回转中心，故称为偏置曲柄滑块机构。机械设计基础 平面连杆机构当移动方位线当移动方位线mm通过曲柄转动中心通过曲柄转动中心A时（即时（即e=0），则称为对心），则称为对心曲柄滑块机构，如图所示。曲柄滑块机构广泛应用于内燃

13、机、空曲柄滑块机构，如图所示。曲柄滑块机构广泛应用于内燃机、空压机及冲床设备中。压机及冲床设备中。1 1）导杆机构）导杆机构图图1所示为曲柄滑块机构，所示为曲柄滑块机构，如将其中的曲柄如将其中的曲柄1作为机架，作为机架，连杆连杆2作为主动件，则连杆作为主动件，则连杆2和构件和构件4将分别绕铰链将分别绕铰链B和和A作转动。如图作转动。如图2所示。所示。若若L2 L1，则杆，则杆4只能只能作往复摆动，故称为作往复摆动，故称为摆动导杆机摆动导杆机。2 2、取不同构件为机架、取不同构件为机架1 1）导杆机构）导杆机构机械设计基础 平面连杆机构当当BC杆绕杆绕B点作等速转动时，点作等速转动时，AD杆绕杆

14、绕A点作变速转动，点作变速转动，DE杆驱动刨刀作变速往返运动。杆驱动刨刀作变速往返运动。牛头刨床回转导杆机构牛头刨床回转导杆机构2 2）摇块机构）摇块机构机械设计基础 平面连杆机构滑块滑块3可绕机架可绕机架2的铰链中心摆动，该机构成为摆动滑块机的铰链中心摆动，该机构成为摆动滑块机构或曲柄摇块机构，它是曲柄滑块机构选择连杆为机架时构或曲柄摇块机构，它是曲柄滑块机构选择连杆为机架时的演变，摇块机构广泛应用于摆缸式原动机或工作机中，的演变，摇块机构广泛应用于摆缸式原动机或工作机中，3 3）定块机构）定块机构机械设计基础 平面连杆机构曲柄滑块机构中，若曲柄滑块机构中，若取滑块为固定件，即取滑块为固定件

15、，即可得左图所示的固定可得左图所示的固定滑块机构或称定块机滑块机构或称定块机构。这种机构常用于构。这种机构常用于手压抽水机或抽油泵手压抽水机或抽油泵等机构中。等机构中。应用应用实例一实例一A41A4曲柄滑块机构曲柄滑块机构1B2C31B2C31B2C31B2C31B2C31B2C31B2C31B2C31B2C31B2C31B2C31B2C31B2C31B2C32作机架作机架A41A41A41A41A41A41A41A41A41A41A41A413B2C曲柄摇块机构曲柄摇块机构 液压作动筒液压作动筒车箱举升机构车箱举升机构机械设计基础 平面连杆机构2B12B12B1应用应用实例二实例二1BA21

16、BA2A41B2C3曲柄滑块机构曲柄滑块机构CA43移动导杆机构移动导杆机构C41BA21BA21BA23手动唧筒机构手动唧筒机构3作机架1B2机械设计基础 平面连杆机构应用应用实例三实例三C234A41B2C3曲柄滑块机构曲柄滑块机构作机架 A41B2C3导杆机构导杆机构C234C234C234C234C234C234C234C234C234C234C234C234回转导杆机构回转导杆机构lBC lAB，导杆导杆AC整周转动整周转动C234C234C234C234AB123C423C423C423C423C423C423C423C423C423C423C423C4lBC lAB，导杆导杆AC

17、摆动摆动摆动导杆机构摆动导杆机构32C4AB1机械设计基础 平面连杆机构3 3、偏心轮机构、偏心轮机构对心式曲柄滑块机构对心式曲柄滑块机构偏心轮机构偏心轮机构1B24AC3h=2lAB4C231BA B副扩大机械设计基础 平面连杆机构 铰链四杆机构的铰链四杆机构的演化演化 特点：容易加工；特点：容易加工；工作时润滑条件和受力情况好；工作时润滑条件和受力情况好；可用于较重载荷的传动中。可用于较重载荷的传动中。应用举例：蒸汽机换气阀传动机构、冲压机传动机构等。应用举例：蒸汽机换气阀传动机构、冲压机传动机构等。（a a）等效曲柄滑块机构）等效曲柄滑块机构 （b b）曲柄滑块机构）曲柄滑块机构 （c

18、c）等效曲柄摇杆机构）等效曲柄摇杆机构 （d)d)曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构偏心轮机构偏心轮机构改变运动副的尺寸一、一、平面四杆机构曲柄存在的条件平面四杆机构曲柄存在的条件 二、二、平面四杆机构的平面四杆机构的急回运动急回运动三、三、平面四杆机构的平面四杆机构的死点死点四、四、平面四杆机构的平面四杆机构的压力角和传动角压力角和传动角2-3 2-3 平面四杆机构平面四杆机构的一些基本知识的一些基本知识一、一、平面四杆机构平面四杆机构曲柄存在的条件曲柄存在的条件整转副和摆转副：整转副和摆转副：整整转转副副：组成转动副的两构件能相对整周转动时，则称该转动副为整转副（或周转副）。摆摆转转副副：组成转动副

19、的两构件不能作相对整周转动时，则称该转动副为摆转副。显然，具有整转副的铰链四杆机构才可能存在曲柄。平面四杆机构平面四杆机构曲柄存在的条件曲柄存在的条件铰链四杆机构有整转副的条件：铰链四杆机构有整转副的条件：若要使杆AB成为曲柄，转动副A就应为整转副，即杆AB应能占据在整周回转中的任何位置。在在 中中 在在 中中整理得整理得 将式将式、中的三个不等中的三个不等式两两相加，化简后得式两两相加，化简后得 有整转副的条件：有整转副的条件：最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和即满足杆长条件。最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和即满足杆长条件。当满足杆长条件时，有最短杆参与构成的转

20、动副都是整转副。当满足杆长条件时，有最短杆参与构成的转动副都是整转副。平面四杆机构平面四杆机构曲柄存在的条件曲柄存在的条件曲柄存在的条件：曲柄存在的条件：最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和；长度之和；最短杆为连架杆或机架。最短杆为连架杆或机架。你会你会判断由不同杆作机架时四杆机构属于哪种机构么？判断由不同杆作机架时四杆机构属于哪种机构么？（1）取最短杆相邻的构件（杆）取最短杆相邻的构件（杆2或杆或杆4）为机架时，）为机架时，最短杆最短杆1为曲柄，而另一连架杆为曲柄，而另一连架杆3为摇杆，故下图所为摇杆，故下图所示的两个机构均为曲柄摇杆机构。

21、示的两个机构均为曲柄摇杆机构。（2）取最短杆为机架，其连架杆）取最短杆为机架，其连架杆2和和4均为曲柄，故均为曲柄，故下图所示为双曲柄机构。下图所示为双曲柄机构。（3）取最短杆的对边（杆）取最短杆的对边（杆3）为机架，则两连架杆）为机架，则两连架杆2和和4都不能作整都不能作整周转动，故下图所示为双摇杆机构。周转动，故下图所示为双摇杆机构。如果铰链四杆机构中的最短杆与最长杆长度之和大如果铰链四杆机构中的最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和，则该机构中不可能存在曲柄，于其余两杆长度之和，则该机构中不可能存在曲柄，无论取哪个构件作为机架，都只能得到双摇杆机构。无论取哪个构件作为机架，都只能得到

22、双摇杆机构。由上述分析可知，最短杆和最长杆长度之和小于或由上述分析可知，最短杆和最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和是铰链四杆机构存在曲柄的等于其余两杆长度之和是铰链四杆机构存在曲柄的必要条件。满足这个条件的机构究竟有一个曲柄、必要条件。满足这个条件的机构究竟有一个曲柄、两个曲柄或没有曲柄，还需根据取何杆为机架来判两个曲柄或没有曲柄，还需根据取何杆为机架来判断。断。双摇杆机构双摇杆机构曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构双摇杆机构双摇杆机构双曲柄机构双曲柄机构以最短杆相邻杆为机架以最短杆相邻杆为机架以与最短杆相对的杆为机架以与最短杆相对的杆为机架以最短杆为机架以最短杆为机架NY判断由不同杆作机架时四杆

23、机构属于哪种机构判断由不同杆作机架时四杆机构属于哪种机构 取不同构件为机架时的铰链四杆机构型式(a)构件4为机架;(b)构件2为机架;(c)构件1为机架;(d)构件3为机架平面四杆机构平面四杆机构曲柄存在的条件曲柄存在的条件杆1为最短杆1)L1+eL22）滑块导向槽足够长1B24AC3e偏置式曲柄滑块机构偏置式曲柄滑块机构杆1为最短杆1)L1L22）滑块导向槽足够长1B24AC3对心式曲柄滑块机构对心式曲柄滑块机构二、二、平面四杆机构平面四杆机构的的急回运动急回运动极位：极位：当以曲柄为原动件时，在其转动一周的过程中，有两次与连杆共线，这时摇杆分别处于两个极限位置。机构所处的这两个位置称为极位

24、。极位夹角：极位夹角：指摇杆处于两极限位置时，对应的原动件曲柄所夹的锐角。摇杆的摆角：摇杆的摆角：在两极限位置时，摇杆间所夹的角。急回运动：急回运动：曲柄等速转动时，摇杆往复摆动的平均速度不相同，摇杆的这种运动性质称为急回运动。当原动件AB由位置AB1以等角速度1顺时针转到位置AB2即转过1=180+时，摇杆由位置C1D摆到位置C2D，其摆角为，设其所需时间为t1，C点的平均速度为v1。另外，当原动件AB由位置AB2以等角速度1顺时针转到位置AB1即转过2=180时，摇杆由位置C2D摆到位置C1D，其摆角仍为，设其所需时间为t2，C点的平均速度为v2。由于曲柄为等速转动，12，故t1t2，v1

25、v2。摇杆的这种运动性质称为急回运动。平面四杆机构平面四杆机构的的急回运动急回运动 通常为了表明急回运动的急回程度，常用行程速度行程速度变化系数（简称行程速比系变化系数（简称行程速比系数）数）K K 来衡量。上式表明：当机构存在极位夹角时，机构便具有急回运动的特性。角越大，K值越大，机构的急回运动性质也愈显著。平面四杆机构平面四杆机构的的急回运动急回运动平面四杆机构具有急回特性的条件：平面四杆机构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)存在极位夹角。偏置曲柄滑块机构，因0，所以有急回作用。对心曲柄滑块机构，因=0，故K=1，无急回作用。摆动导杆机构

26、，因0，所以有急回作用。急回运动具有方向性急回运动具有方向性。当原动件的回转方向改变时，急回的行程也跟着改变，所以，在这类机械设备上都应明显标出原动件的正确回转方向。在一般机械中都是利用急回作用的慢进快退来节省空回行程的时间，以提高生产率的，但是，在一些破碎机等设备中，则是利用快进慢退以使物料有充足的时间落下。四、四、平面四杆机构平面四杆机构的的压力角和传动角压力角和传动角压力角：压力角：在不计各运动副的摩擦力及构件重力和惯性力时，由主动件AB经连杆BC传递到从动件CD上点C的力F，将沿BC方向，作用在从动件CD上的力F与该力作用点C的绝对速度c之间所夹的锐角称为压力角。压力角越小，传动角越大

27、，则有效分力越大，机构传力性能越好；反之，压力角越大，传动角越小，则有效分力越小，机构传力越费劲，传动效率越低。总之，传动角传动角越大，对机构的越大，对机构的传力越有利。传力越有利。在连杆机构中，常用传动角的大小及其变化情况来衡量机构传力性能的好坏。传动角：传动角：指连杆和从动件之间所夹的锐角。和互为余角。平面四杆机构平面四杆机构的的压力角和传动角压力角和传动角 在机构的运动过程中传动角的大小是变化的，为保证机构传力性能良好，一般机械应使最小传动角min40；对于颚式破碎机、冲床等大功率机械，最小传动角应取大一些，可取min50；对于小功率的控制机构和仪表，min可略小于40。在在ABD和和B

28、CD中，分中，分别别有有式中，式中，。联立求解得联立求解得与与如何确定铰链四杆机构的最小传动角？B1B2 当当 时，时，=（对顶角关系）；（对顶角关系）；当当 时，时，=-=-（互为补角关系）。（互为补角关系）。由此可见，要判断由此可见，要判断 minmin位置前，首先应判断位置前，首先应判断minmin、maxmax位置。位置。可分以下三种情况讨论：可分以下三种情况讨论：时，时，minmin=minmin ；时，时，minmin=-=-maxmax ；机构中机构中和和两种情况共存时，可先计算当两种情况共存时，可先计算当 时时的的 1min1min=minmin ，然后再计算当，然后再计算当

29、时的时的 =-=-maxmax 。则则 minminmin min 1min 1min,2min2min。结论：结论：最小传动角最小传动角 min min 出现在主动曲柄与出现在主动曲柄与机架共线（机架共线（ABAB1 1，ABAB2 2）的两位置之一）的两位置之一（）。）。进一步分析进一步分析与与 的关系的关系三、三、平面四杆机构平面四杆机构的的死点死点 机构传动角为0度或者压力角为90度的位置称为死点位置，如下图曲柄摇杆机构中，若以摇杆位原动件，当其摆到极限位置是，连杆与从动件共线，在此位置中，传动角为0度，压力角为90度，作用曲柄的有效分力为零，无论F多大，摇杆通过连杆加于曲柄的力恰好通

30、过曲柄回转中心，不能使曲柄转动。都不能驱使曲柄转动，机构处于死点位置。三、三、平面四杆机构平面四杆机构的的死点死点 四杆机构中是否存在死点取决于从动件与连杆是否存在共线位置。对于曲柄连杆机构，当以曲柄为原动件时，摇杆与连杆不可能出现共线位置，故不会出现死点位置；当以摇杆为原动件时，曲柄与连杆存在共线位置，会出现死点。死点平面四杆机构平面四杆机构的的死点死点为使机构顺利地通过死点而正常运转，通常可采取如下措施：为使机构顺利地通过死点而正常运转，通常可采取如下措施：1)采用将两组以上的同样机构组合使用，而使各组机构的死点相互错开排列的方法（如机车车轮联动机构，其两侧的曲柄滑块机构的曲柄位置相互错开

31、了90）；2)采用安装飞轮加大惯性的方法，借惯性作用使机构闯过死点（如缝纫机踏板机构）；3)对从动曲柄施加其它外力。利用机构错位排列飞轮飞轮平面四杆机构平面四杆机构的的死点死点死点应用死点应用死点应用死点应用具具夹夹速速快快飞机起落架机构飞机起落架机构死点的利用死点的利用折叠家具机构折叠家具机构=00机械设计基础 平面连杆机构平面四杆机构平面四杆机构的的死点死点极位和死点的异同：极位和死点的异同：机构的极位和死点实际上是机构的同一位置，不同的是机构的原动件不同。当原动件与连杆共线时为极位，在极位附近，由于从动件的速度接近于零，故可获得很大的增力效果。当从动件与连杆共线时为死点，机构在死点不能运

32、动，但如因冲击、振动等原因使机构离开死点时，从动件既可能正转也可能反转，故死点位置是机构运动的转折点（即出现机构运动的不确定现象）。死点与自锁的区别：死点与自锁的区别：机构处于死点位置时，不论驱动力多大，都不能使机构运动，这一点似乎与自锁相似，但两者的实质是不同的，机构之所以发生自锁，是由于机构中存在摩擦的关系，而机构处于死点时，即使不存在摩擦，机构也不能运动。这是它们的区别。如下图所示为一铰链四杆机构，已知各杆的长度（如图所示），试问如下图所示为一铰链四杆机构，已知各杆的长度（如图所示），试问（1）该铰链四杆机构的转动副）该铰链四杆机构的转动副 、为整转副。为整转副。（2）若以杆）若以杆AB

33、为机架时，该机构为为机架时，该机构为 机构。机构。（3）若以杆）若以杆BC为机架时，该机构为为机架时，该机构为 机构。机构。（4）若以杆）若以杆CD为机架时，该机构为为机架时，该机构为 机构。机构。（5）若以杆）若以杆AD为机架时，该机构为为机架时，该机构为 机构。机构。例题例题解解如图所示为一曲柄滑块机构，试问：如图所示为一曲柄滑块机构，试问：(1)该机构曲柄存在的条件；该机构曲柄存在的条件；(2)该机构有无急回运动；该机构有无急回运动；(3)该机构有无死点，在什么条件下出现死点；该机构有无死点，在什么条件下出现死点；例题例题解解1）该机构有曲柄的条件：）该机构有曲柄的条件：a+e=l1=(

34、A A C1A A C2)/2 C2C1P=90,交于交于P;P;90-P A A C1=l1+l2C1C2DA设计：潘存云设计：潘存云ADmn=D2)导杆机构导杆机构分析：分析：由于由于与与导杆摆角导杆摆角相等，设计此相等，设计此 机构时，仅需要确定曲柄机构时，仅需要确定曲柄 a。计算计算180(K-1)/(K+1);180(K-1)/(K+1);任选任选D D作作mDnmDn，取取A A点，使得点，使得AD=d,AD=d,则则:a=dsin(a=dsin(/2)/2)。=Ad作角分线作角分线;已知：机架长度已知：机架长度d，K，设计此机构。设计此机构。设计：潘存云E222ae3)曲柄滑块机

35、构曲柄滑块机构H已已知知K K，滑滑块块行行程程H H，偏偏距距e e，设计此机构，设计此机构 。计算计算:180(K-1)/(K+1)180(K-1)/(K+1);作作C1 C2 H H作射线作射线C1O O 使使C2C1O=90,以以O O为圆心，为圆心，C1O O为半径作圆。为半径作圆。以以A A为圆心，为圆心，A A C1为半径作弧交于为半径作弧交于E,E,得：得：作射线作射线C2O O使使C1C2 O=90。作偏距线作偏距线e e，交圆弧于，交圆弧于A A，即为所求。，即为所求。C1C290-90-o90-90-Al1=EC2/2l2=A=A C2EC2/2已知条件：行程速比系数已知

36、条件：行程速比系数K、摇杆的长度、摇杆的长度 CD和摇杆的摆角和摇杆的摆角讨论：由于曲柄轴心讨论：由于曲柄轴心A A在圆弧在圆弧C1PC2C1PC2上任选，所以有无穷多解。上任选，所以有无穷多解。如未给出其他附加条件，则应以机构在工作行程在具有较大的如未给出其他附加条件，则应以机构在工作行程在具有较大的传动角为出发点，来确定曲柄轴心传动角为出发点，来确定曲柄轴心A A的位置。的位置。二、按给定的连杆位置设计四杆机构二、按给定的连杆位置设计四杆机构分分析析：根据设计要求，铰链四杆机构在运动过程中，其连杆必须能依次通过预定位置、，。显然，此类机构设计的实质就是确定两固定铰链A、D点的位置。由铰链四

37、杆机构运动可知，连杆上B、C两点的运动轨迹分别是以A、D两点为圆心的圆或圆弧，而连杆相邻位置对应点的连线B1B2、B2B3、C1C2、C2C3分别为对应圆或圆弧上的弦长。所以，A、D两点必然分别位于上述对应弦长的垂直平分线上。这样，此类连杆机构的设计就变得比较简单了。下面分别讨论两种情况的主要设计步骤：下面分别讨论两种情况的主要设计步骤：1 1给定连杆两个位置设计四杆机构给定连杆两个位置设计四杆机构2 2给定连杆三个位置设计四杆机构给定连杆三个位置设计四杆机构1 1给定连杆两个位置设计四杆机构给定连杆两个位置设计四杆机构 根据已知条件，选取适当的比例尺l，绘出连杆的两个位置 ；连接 ，并分别作

38、它们的垂直平分线 ；在 和 上分别任取两点A、D（一般也可根据其它辅助条件选取）；连接AB1C1D 即为所求四杆机构的一个位置。主要设计步骤主要设计步骤：1 1给定连杆两个位置设计四杆机构给定连杆两个位置设计四杆机构 注意注意：在给定连杆的两个位置设计四杆机构时，由于在给定连杆的两个位置设计四杆机构时，由于A A、D D 两点可在两点可在 和和 上上任任意意选选取取，因因此此可可得得无无穷穷多多组组解解。一一般般还还应应该该考考虑虑其其它它辅辅助助条条件件，例例如如，满满足足合合理理的的结结构构要要求求，使使机机构构在在运运动动中中的的最最小小传传动动角角最大，等等。最大，等等。2 2给定连杆

39、三个位置设计四杆机构给定连杆三个位置设计四杆机构已知已知B B1 1C C1 1、B B2 2C C2 2、B B3 3C C3 3为连为连杆所要到达的三个位置，要求杆所要到达的三个位置，要求设计该设计该四杆机构。四杆机构。根据已知条件，活动铰链B、C两点的相对位置已定，所以，设计此四杆机构的实质仍然是要求出两固定铰链点A、D的位置。由于连杆上的铰链中心B和C的轨迹分别为一圆弧而同时通过三点要求B1、B2、B3和C1、C2、C3的圆分别只有一个。所以，连架杆的固定铰链中心A和D只有一个确定的解。即B1B2和B2B3的垂直平分线b12和b23的交点为A，C1C2和C2C3的垂直平分线c12和c23的交点为D。连AB1C1D 即为所求的四杆机构在第一个瞬时位置的机构运动简图。此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢