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1、4-1平面连杆机构平面连杆机构定义：定义：若干个刚性构件用平面低副联接而成的机构若干个刚性构件用平面低副联接而成的机构,也也可称为平面低副机构。可称为平面低副机构。优点：优点：1.1.能够实现多种运动形式的转换，也可以实现各能够实现多种运动形式的转换，也可以实现各种预定的运动规律和复杂的运动轨迹，容易满足生产中种预定的运动规律和复杂的运动轨迹，容易满足生产中各种动作要求；各种动作要求；2.2.构件间接触面上的比压小、易润滑、构件间接触面上的比压小、易润滑、磨损轻、适用于传递较大载荷的场合；磨损轻、适用于传递较大载荷的场合；3.3.机构中运动副机构中运动副的元素形状简单、易于加工制造和保证精度。
2、的元素形状简单、易于加工制造和保证精度。缺点：缺点：1.1.只能近似地满足给定的运动规律和轨迹要求，只能近似地满足给定的运动规律和轨迹要求，且设计比较复杂；且设计比较复杂；2.2.运动构件产生的惯性力难以平衡，运动构件产生的惯性力难以平衡，高速时会引起较大的振动，因此常用于速度较低的场合高速时会引起较大的振动，因此常用于速度较低的场合。命名命名:根据所含有构件的数目。如四杆机构，多杆机构根据所含有构件的数目。如四杆机构，多杆机构(五杆机构、六杆机构五杆机构、六杆机构)。本章主要研究平面四杆机构的本章主要研究平面四杆机构的类型、基本性质和设计方法。类型、基本性质和设计方法。第1页/共19页一、铰
3、链四杆机构的基本类型及应用一、铰链四杆机构的基本类型及应用 所有运动副均为转动副的平面四杆机构称为铰链所有运动副均为转动副的平面四杆机构称为铰链四杆机构，其它型式的平面四杆机构都可以看成四杆机构，其它型式的平面四杆机构都可以看成是在它的基础上演化而成的。是在它的基础上演化而成的。机架机架组成组成曲柄曲柄连架杆连架杆连杆连杆摇杆摇杆4-1平面连杆机构平面连杆机构1 1、基本概念、基本概念第2页/共19页固固定定不不动动的的构构件件为为机机架架；与与机机架架相相联联的的构构件件为为连连架杆架杆，连连架架杆杆中中，能能绕绕机机架架的的固固定定铰铰链链作作整整周周转转动动的的称称为为曲柄曲柄 能在一定
4、角度范围内往复摆动的称为能在一定角度范围内往复摆动的称为摇杆摇杆；联联接接两两连连架架杆杆且且不不与与机机架架直直接接相相联联的的构构件件称称为为连连杆杆。4-1平面连杆机构平面连杆机构 根据两个连架杆能否成为曲柄，铰链四杆机根据两个连架杆能否成为曲柄，铰链四杆机构可分为三种基本形式：构可分为三种基本形式：曲柄摇杆机构、双曲曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构柄机构和双摇杆机构。第3页/共19页（1 1）曲柄摇杆机构）曲柄摇杆机构-连架杆一个为曲柄，一个为摇杆连架杆一个为曲柄，一个为摇杆特点是：既能将曲柄的整周转动变换为摇杆的往复摆动，特点是：既能将曲柄的整周转动变换为摇杆的往复摆动，又能将摇
5、杆的往复摆动变换为曲柄的连续回转运动。又能将摇杆的往复摆动变换为曲柄的连续回转运动。例如：搅拌机、雷达俯仰天线等。例如：搅拌机、雷达俯仰天线等。4-1平面连杆机构平面连杆机构2 2、基本形式：按照连架杆的不同分、基本形式：按照连架杆的不同分第4页/共19页4-1平面连杆机构平面连杆机构特点：特点：急回特性急回特性曲柄摇杆机构中，原动件AB以等速转动（1）输出件）输出件CD的两极限位置的两极限位置极位夹角极位夹角：当摇杆处于两极限位置时，对应的曲柄当摇杆处于两极限位置时，对应的曲柄位置线所夹的锐角。位置线所夹的锐角。第5页/共19页4-1平面连杆机构平面连杆机构B2C2B1C1A21C34BDa
6、bcd摆角极位夹角 v1v2曲柄转角曲柄转角对应的时间对应的时间摇杆点摇杆点C的的平均速度平均速度第6页/共19页4-1平面连杆机构平面连杆机构输出件的行程速度变化系数输出件的行程速度变化系数K：从动件快行程平均速度从动件快行程平均速度v2与慢行程平均速度与慢行程平均速度v1之比。之比。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）原动件作等速整周转动；）原动件作等速整周转动；（2）输出件作往复运动；）输出件作往复运动；（3）第7页/共19页4-1平面连杆机构平面连杆机构特点：特点：死点位置死点位置 曲柄摇杆机构中取摇杆为主动件时，当曲柄与连杆共曲柄摇杆机构中取摇杆为主
7、动件时，当曲柄与连杆共线时，连杆对从动件曲柄的作用力通过转动中心线时，连杆对从动件曲柄的作用力通过转动中心A，传动角，传动角为零，力矩为零，称为死点位置。为零，力矩为零，称为死点位置。第8页/共19页4-1平面连杆机构平面连杆机构 当工件被夹紧后，当工件被夹紧后，BCD成一直线，机构处于死点成一直线，机构处于死点位置，即使工件的反力很大，夹具也不会自动松脱，该位置，即使工件的反力很大，夹具也不会自动松脱，该例为利用死点位置的自锁特性来实现工作要求的。例为利用死点位置的自锁特性来实现工作要求的。死点的利用：死点的利用：第9页/共19页4-1平面连杆机构平面连杆机构思考思考：在现实生活中还有没有死
8、点位置在现实生活中还有没有死点位置的利用？能看出下图中的死点位置吗？的利用？能看出下图中的死点位置吗？第10页/共19页4-1平面连杆机构平面连杆机构（2 2）双曲柄机构）双曲柄机构-连架杆均为曲柄连架杆均为曲柄特点是：能将等角速度转动转变为周期性的变角特点是：能将等角速度转动转变为周期性的变角速度转动。速度转动。例如：惯性筛、挖掘机（平行四边形机构）、车例如：惯性筛、挖掘机（平行四边形机构）、车门启闭机构（反平行四边形机构）等。门启闭机构（反平行四边形机构）等。第11页/共19页4-1平面连杆机构平面连杆机构（3 3）双摇杆机构）双摇杆机构的特点是：两个连架杆均为摇杆的特点是：两个连架杆均为
9、摇杆 。例如：起重机、电风扇摇头机构等。例如：起重机、电风扇摇头机构等。第12页/共19页4-1平面连杆机构平面连杆机构二、铰链四杆机构类型的判别二、铰链四杆机构类型的判别-取决语杆件取决语杆件的长度和机架的选取的长度和机架的选取铰链四杆机构存在曲柄的条件铰链四杆机构存在曲柄的条件 1.1.杆长和条件杆长和条件最短杆与最长杆的长度之和，小于或等于最短杆与最长杆的长度之和，小于或等于其他两杆长度之和；其他两杆长度之和；2.2.最短杆条件最短杆条件连架杆和机架中必有一个是最短杆。连架杆和机架中必有一个是最短杆。第13页/共19页4-1平面连杆机构平面连杆机构杆长条件杆长条件机架条件机架条件机构类型
10、机构类型满足杆长之满足杆长之和条件和条件最短杆相邻的杆为机架最短杆相邻的杆为机架曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构最短杆本身为机架最短杆本身为机架双曲柄机构双曲柄机构最短杆相对的杆为机架最短杆相对的杆为机架双摇杆机构（双摇杆机构（I）不满足杆长不满足杆长之和条件之和条件任意杆为机架任意杆为机架双摇杆机构（双摇杆机构（II）第14页/共19页4-1平面连杆机构平面连杆机构练习：判断下面四杆机构是什么机构练习：判断下面四杆机构是什么机构第15页/共19页4-1平面连杆机构平面连杆机构三、制作铰链四杆机构三、制作铰链四杆机构1 1、分组：、分组：4 4人为一组，共五组；人为一组，共五组；2 2、要求：每人做铰
11、链四杆机构、要求：每人做铰链四杆机构2 2个，一个为满足杆长和个，一个为满足杆长和条件，一个为不满足杆长和条件；每组派一位学生上台条件，一个为不满足杆长和条件；每组派一位学生上台演示，用自己所做的机构演示出曲柄摇杆机构、双摇杆演示，用自己所做的机构演示出曲柄摇杆机构、双摇杆机构、双曲柄机构（组内学生要自评）；机构、双曲柄机构（组内学生要自评）；3 3、准备工作：硬纸板、美工刀、钉子、尺子；、准备工作：硬纸板、美工刀、钉子、尺子；4 4、制作步骤：（、制作步骤：（1 1）用尺子和美工刀裁出相应尺寸的纸）用尺子和美工刀裁出相应尺寸的纸条，长度和宽度自定，并在纸条上注明尺寸；（条，长度和宽度自定，并在纸条上注明尺寸；（2 2）按相）按相应顺序用钉子连接做成铰链四杆机构；（应顺序用钉子连接做成铰链四杆机构；（3 3）用手按住一）用手按住一个杆件作机架，能够自由转动。个杆件作机架，能够自由转动。第16页/共19页4-1平面连杆机构平面连杆机构评价：制作完毕后，组内先自评，让最好的上台演示，评价：制作完毕后，组内先自评，让最好的上台演示，教师再进行评价。教师再进行评价。作业作业：书本：书本8787页第页第1 1、3 3、5 5、8 8，手工铰链四杆机构上交，手工铰链四杆机构上交第17页/共19页第18页/共19页感谢您的观看。第19页/共19页