《第8章平面连杆机构及其设计..ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第8章平面连杆机构及其设计..ppt（50页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第八章第八章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计81 连杆机构及其传动特点连杆机构及其传动特点82 平面四杆机构的类型和应用平面四杆机构的类型和应用83 有关平面四杆机构的一些基本知识有关平面四杆机构的一些基本知识84 平面四杆机构的设计平面四杆机构的设计湖北工学院专用 作者：潘存云教授 应用实例：应用实例：特征：特征：有一作平面运动的构件，称为连杆。有一作平面运动的构件，称为连杆。特点：特点：采用低副。面接触、承载大、便于润滑、不易磨损采用低副。面接触、承载大、便于润滑、不易磨损 形状简单、易加工、容易获得较高的制造精度。形状简单、易加工、容易获得较高的制造精度。改变杆的相对长度，从动
2、件运动规律不同。改变杆的相对长度，从动件运动规律不同。连杆曲线丰富。可满足不同要求。连杆曲线丰富。可满足不同要求。定义：定义：由低副（转动、移动）连接组成的平面机构。由低副（转动、移动）连接组成的平面机构。81 连杆机构及其传动特点连杆机构及其传动特点内内燃燃机机、鹤鹤式式吊吊、火火车车轮轮、手手动动冲冲床床、牛牛头头刨刨床床、椭椭圆圆仪仪、机机械械手手爪爪、开开窗窗、车车门门、折折叠叠伞伞、折折叠叠床床、牙膏筒拔管机、单车制动操作机构等。牙膏筒拔管机、单车制动操作机构等。湖北工学院专用 作者：潘存云教授 缺点：缺点：构件和运动副多，累积误差大、运动精度低、效率低构件和运动副多，累积误差大、运
3、动精度低、效率低。产生动载荷（惯性力），不适合高速。产生动载荷（惯性力），不适合高速。设计复杂，难以实现精确的轨迹。设计复杂，难以实现精确的轨迹。分类分类:本章重点内容是介绍本章重点内容是介绍四杆机构。四杆机构。平面连杆机构平面连杆机构空间连杆机构空间连杆机构常以构件数命名：常以构件数命名：四杆机构四杆机构、多杆机构多杆机构。湖北工学院专用 作者：潘存云教授 基基本本型型式式铰铰链链四四杆杆机机构构，其其它它四四杆杆机机构构都都是是由由它它演变得到的。演变得到的。名词解释：名词解释：曲柄曲柄作整周定轴回转的构件；作整周定轴回转的构件；共有三种基本型式：（1 1）曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构特征：特
4、征：曲柄摇杆曲柄摇杆作用：作用：将曲柄的整周回转转变为摇杆的往复摆动。将曲柄的整周回转转变为摇杆的往复摆动。如雷达天线。如雷达天线。连杆连杆作平面运动的构件；作平面运动的构件；连架杆连架杆与机架相联的构件；与机架相联的构件；摇杆摇杆作定轴摆动的构件；作定轴摆动的构件；周转副周转副能作能作360 360 相对回转的运动副；相对回转的运动副；摆转副摆转副只只能作有限角度摆动的运动副。能作有限角度摆动的运动副。曲柄曲柄连杆连杆摇杆摇杆82 平面四杆机构的类型和应用平面四杆机构的类型和应用1.平面四杆机构的基本型式平面四杆机构的基本型式湖北工学院专用 作者：潘存云教授 作者：潘存云教授作者：潘存云教授
5、ABC1243DABDC1243（2 2）双曲柄机构双曲柄机构特征特征：两个曲柄：两个曲柄作用：作用：将等速回转转变为将等速回转转变为等速等速或或变速变速回转。回转。雷达天线俯仰机构雷达天线俯仰机构曲柄主动曲柄主动缝纫机踏板机构缝纫机踏板机构应用实例：应用实例：如如叶片泵叶片泵、惯性筛惯性筛等。等。2143摇杆主动摇杆主动3124湖北工学院专用 作者：潘存云教授 作者：潘存云教授A AD DC CB B1 12 23 34 4旋转式叶片泵旋转式叶片泵作者：潘存云教授A AD DC CB B1 12 23 3ABDC1234E6惯性筛机构惯性筛机构31湖北工学院专用 作者：潘存云教授 作者：潘存
6、云教授ABCD耕地耕地料斗料斗DCAB作者：潘存云教授耕地耕地料斗料斗DCAB实例：实例：火车轮火车轮特例：特例：平行四边形机构平行四边形机构AB=CD特征：特征：两连架杆等长且平行，两连架杆等长且平行，连杆作平动连杆作平动BC=ADABDC摄影平台摄影平台作者：潘存云教授ADBC作者：潘存云教授BC天平天平播种机料斗机构播种机料斗机构湖北工学院专用 作者：潘存云教授 作者：潘存云教授作者：潘存云教授作者：潘存云教授反平行四边形机构反平行四边形机构-车门开闭机构车门开闭机构反向反向FAEDGBCABEFDCG平平行行四四边边形形机机构构在在共共线线位位置置出出现现运运动不确定。动不确定。采用两
7、组机构错开排列。采用两组机构错开排列。火车轮火车轮湖北工学院专用 作者：潘存云教授 作者：潘存云教授作者：潘存云教授作者：潘存云教授ABDCE（3 3）双摇杆机构双摇杆机构特征：特征：两个摇杆两个摇杆应用举例：应用举例：铸造翻箱机构铸造翻箱机构特例：特例：等腰梯形机构汽车转向等腰梯形机构汽车转向机构机构、风扇摇头、风扇摇头机构机构BCABDC风扇座风扇座蜗轮蜗轮蜗杆蜗杆电机电机ABDCEABDCE电机电机ABDC风扇座风扇座蜗轮蜗轮蜗杆蜗杆电机电机ABDC风扇座风扇座蜗轮蜗轮蜗杆蜗杆ABDC湖北工学院专用 作者：潘存云教授 作者：潘存云教授(1)(1)改变构件的形状和运动尺寸改变构件的形状和运
8、动尺寸偏心曲柄滑块机构偏心曲柄滑块机构对心曲柄滑块机构对心曲柄滑块机构曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构曲柄滑块机构曲柄滑块机构双滑块机构双滑块机构 正弦机构正弦机构s=l sin l2.2.平面四杆机构的演化型式平面四杆机构的演化型式湖北工学院专用 作者：潘存云教授 作者：潘存云教授(2)(2)改变运动副的尺寸改变运动副的尺寸(3)(3)选不同的构件为机架选不同的构件为机架偏心轮机构偏心轮机构导杆机构导杆机构摆动导杆机构摆动导杆机构转动导杆机构转动导杆机构314A2BC曲柄滑块机构曲柄滑块机构314A2BC湖北工学院专用 作者：潘存云教授 牛头刨床牛头刨床应用实例应用实例:作者：潘存云教授ABDC12
9、43C2C1小型刨床小型刨床作者：潘存云教授ABDCE123456湖北工学院专用 作者：潘存云教授 作者：潘存云教授应用实例应用实例B234C1A自卸卡车举升机构自卸卡车举升机构(3)(3)选不同的构件为机架选不同的构件为机架ACB1234应用实例应用实例B34C1A2应用实例应用实例4A1B23C应用实例应用实例13C4AB2应用实例应用实例A1C234B导杆机构导杆机构314A2BC曲柄滑块机构曲柄滑块机构314A2BC摇块机构摇块机构314A2BC湖北工学院专用 作者：潘存云教授 作者：潘存云教授(3)(3)选不同的构件为机架选不同的构件为机架314A2BC直动滑杆直动滑杆机构机构手摇唧
10、筒手摇唧筒这种通过选择不同构件作为机架以获得不同机构的这种通过选择不同构件作为机架以获得不同机构的方法称为：方法称为：机构的倒置机构的倒置BC3214A导杆机构导杆机构314A2BC曲柄滑块机构曲柄滑块机构314A2BC摇块机构摇块机构314A2BCABC3214湖北工学院专用 作者：潘存云教授 椭圆仪机构椭圆仪机构实例：实例：选择双滑块机构中的不同构件选择双滑块机构中的不同构件 作为机架可得不同的机构作为机架可得不同的机构作者：潘存云教授1234正弦机构正弦机构3214(4)(4)运动副元素的逆换运动副元素的逆换将将低低副副两两运运动动副副元元素素的的包包容容关关系系进进行行逆逆换换，不不影
11、影响响两两构件之间的相对运动。构件之间的相对运动。导杆机构导杆机构4321摇块机构摇块机构3214湖北工学院专用 作者：潘存云教授 作者：潘存云教授abdcCBAD平面平面四杆机构四杆机构具有具有整转副整转副可能存在可能存在曲柄。曲柄。b(d a)+c则由则由BCD可得：可得：则由则由B”C”D可得：可得：a+d b+cc(d a)+bAB为最短杆为最短杆最长杆与最短杆的长度之和其他两杆长度之和 a+b c+d83 有关平面四杆机构的一些基本知识有关平面四杆机构的一些基本知识1.1.平面平面四杆机构四杆机构有曲柄的条件有曲柄的条件C”abdcADd-a设设adad，同理有：同理有：da,db,
12、dcAD为最短杆为最短杆ad中必有一个是机架将以上三式两两相加得：将以上三式两两相加得：a b,ac,ad 湖北工学院专用 作者：潘存云教授 连架杆或机架之一为最短杆。连架杆或机架之一为最短杆。可可知知：当当满满足足杆杆长长条条件件时时，其其最最短短杆杆参参与与构构成成的的转转动动副都是整转副副都是整转副。曲柄存在的条件：曲柄存在的条件：最长杆与最短杆的长度之和应最长杆与最短杆的长度之和应其他两杆长度之和其他两杆长度之和此时，铰链此时，铰链A为整转副。为整转副。若取若取BC为机架，则结论相同，可知铰链为机架，则结论相同，可知铰链B也是整转副。也是整转副。称为称为杆长条件杆长条件。作者：潘存云教
13、授ABCDabcd湖北工学院专用 作者：潘存云教授 作者：潘存云教授当当满满足足杆杆长长条条件件时时，说说明明存存在在整整转转副副，当当选选择择不不同同的构件作为机架时，可得不同的机构。如：的构件作为机架时，可得不同的机构。如：曲柄摇杆曲柄摇杆1 1、曲柄摇杆曲柄摇杆2 2、双曲柄双曲柄、双摇杆机构双摇杆机构。湖北工学院专用 作者：潘存云教授 作者：潘存云教授ABCD2.2.急回运动与行程速比系数急回运动与行程速比系数在在曲曲柄柄摇摇杆杆机机构构中中，当当曲曲柄柄与与连连杆杆两两次次共共线线时时，摇摇杆杆位于两个极限位置，简称极位。位于两个极限位置，简称极位。当曲柄以当曲柄以逆时针转过逆时针转
14、过180+180+时，摇杆从时，摇杆从C1D位置位置摆到摆到C2D。所花时间为所花时间为t1,平均速度为平均速度为V1,那么有：那么有：B1C1AD曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构 3D180180C2B2此两处曲柄之间的夹角此两处曲柄之间的夹角 称为称为极位夹角极位夹角。湖北工学院专用 作者：潘存云教授 作者：潘存云教授B1C1ADC2当曲柄以当曲柄以继续转过继续转过180-180-时，摇杆从时，摇杆从C2D,置摆到置摆到C1D，所花时间为所花时间为t2,平均速度为平均速度为V2,那么有：那么有：180-180-因曲柄转角不同，故摇杆来回摆动的时间不一样，平均速度也不等。显然：显然：t t1 1 t
15、t2 2 V V2 2 V V1 1摇杆的这种特性称为摇杆的这种特性称为急回运动急回运动。用以下比值表示急回程度称称K为为行程速比系数行程速比系数。且且越大，越大，K值越大，急回性质越明显。值越大，急回性质越明显。只要只要 0，就有就有 KK1所以可通过分析机构中是否存在以及的大小来判断机构是否有急回运动或运动的程度。设计新机械时，往往先给定设计新机械时，往往先给定K值，于是值，于是:湖北工学院专用 作者：潘存云教授 作者：潘存云教授作者：潘存云教授曲柄滑块机构曲柄滑块机构的急回特性的急回特性应用：应用：节省返程时间，如节省返程时间，如牛头刨牛头刨、往复式输送机等。、往复式输送机等。18018
16、0180-180-导杆机构导杆机构的急回特性的急回特性 180180180-180-思考题：思考题：对心对心曲柄滑块机构曲柄滑块机构的急回特性如何？的急回特性如何？对于需要有急回运动的机构，常常是根据需要的行程速比系数K,先求出，然后在设计各构件的尺寸。湖北工学院专用 作者：潘存云教授 作者：潘存云教授FF F”当当BCD90BCD90时，时，BCDBCD3.压力角和传动角压力角和传动角压力角压力角：从动件驱动力从动件驱动力F与力作用点绝对速度之间所夹锐角。与力作用点绝对速度之间所夹锐角。设计时要求设计时要求:minmin5050minmin出现的位置：出现的位置：当当BCD90BCD90时，
17、时，180-BCD180-BCD切向分力切向分力:F=F=FcosFcos法向分力法向分力:F”=F”=FcosFcos FF 对传动有利对传动有利。=FsinFsin称称为为传动角传动角。此位置一定是：此位置一定是：主动件与机架共线两处之一。主动件与机架共线两处之一。为了保证机构良好的传力性能ABCDCDBAFF”F可用可用的大小来表示机构传动力性能的好坏的大小来表示机构传动力性能的好坏,当当BCDBCD最小或最大时，都有可能出现最小或最大时，都有可能出现minmin湖北工学院专用 作者：潘存云教授 作者：潘存云教授车门车门C1B1abcdDA由余弦定律有：由余弦定律有：B B1 1C C1
18、 1D Darccosbarccosb2 2+c+c2 2-(d-a)-(d-a)2 2/2bc/2bc B B2 2C C2 2D Darccosbarccosb2 2+c+c2 2-(d+a)-(d+a)2 2/2bc/2bc若若B B1 1C C1 1D90D90,则则若若B B2 2C C2 2D90D90,则则1 1BB1 1C C1 1D D2 2180-B180-B2 2C C2 2D D机机构构的的传传动动角角一一般般在在运运动动链链最终一个从动件上度量。最终一个从动件上度量。v1 1minminBB1 1C C1 1D,180-BD,180-B2 2C C2 2DDminmi
19、nC2B22 2F F湖北工学院专用 作者：潘存云教授 作者：潘存云教授F4.机构的死点位置机构的死点位置摇杆为主动件，摇杆为主动件，且且连杆连杆与曲柄两次共线与曲柄两次共线时时，有：有：此时此时机构不能运动机构不能运动.避免措施：避免措施：两组机构错开排列，如两组机构错开排列，如火车轮机构火车轮机构;称此位置为：称此位置为：“死点死点”0 0靠靠飞轮的惯性飞轮的惯性（如内燃机、缝纫机等）。（如内燃机、缝纫机等）。FAEDGBCABEFDCG0 0F0 0湖北工学院专用 作者：潘存云教授 作者：潘存云教授作者：潘存云教授工件工件ABCD1234PABCD1234工件工件P钻孔夹具钻孔夹具=0=
20、0TABDC飞机起落架飞机起落架ABCD=0=0F也可以利用死点进行工作也可以利用死点进行工作：飞机起落架起落架、钻夹具钻夹具等。等。湖北工学院专用 作者：潘存云教授 作者：潘存云教授作者：潘存云教授5.铰链四杆机构的运动连续性铰链四杆机构的运动连续性指连杆机构能否连续实现给定的各个位置。指连杆机构能否连续实现给定的各个位置。可行域：可行域：摇杆的运动范围。摇杆的运动范围。不可行域：不可行域：摇杆不能达到的区域。摇杆不能达到的区域。设计时不能要求从一个可行域跳过不可行域进入另一个可行域。设计时不能要求从一个可行域跳过不可行域进入另一个可行域。称此为称此为错位不连续。错位不连续。错序不连续错序不
21、连续设计连杆机构时，应满足运动连续性条件。设计连杆机构时，应满足运动连续性条件。C1C2C1C2CCADBDAB1C1B2C2B3C3DAB1C1B2C2B3C3湖北工学院专用 作者：潘存云教授 84 平面四杆机构的设计平面四杆机构的设计 1.连杆机构设计的基本问题连杆机构设计的基本问题2.用解析法设计四杆机构用解析法设计四杆机构3.用作图法设计四杆机构用作图法设计四杆机构3.2按两连架杆三组对应位置设计四杆机构按两连架杆三组对应位置设计四杆机构3.1按预定连杆位置设计四杆机构按预定连杆位置设计四杆机构3.3按连杆上任意标志线的三组对应位置设计四杆机构按连杆上任意标志线的三组对应位置设计四杆机
22、构3.4按给定的行程速比系数按给定的行程速比系数K设计四杆机构设计四杆机构湖北工学院专用 作者：潘存云教授 84 平面四杆机构的设计平面四杆机构的设计 一、一、连杆机构设计的基本问题连杆机构设计的基本问题 机构选型机构选型根据给定的运动要求选择机根据给定的运动要求选择机 构的类型；构的类型；尺度综合尺度综合确定各构件的尺度参数确定各构件的尺度参数(长度长度 尺寸尺寸)。同时要满足其他辅助条件：同时要满足其他辅助条件：a)结构条件（如要求有曲柄、杆长比恰当、结构条件（如要求有曲柄、杆长比恰当、运动副结构合理等）运动副结构合理等）;b)动力条件（如动力条件（如minmin）;c)运动连续性条件等。
23、运动连续性条件等。湖北工学院专用 作者：潘存云教授 作者：潘存云教授作者：潘存云教授ADCB飞机起落架飞机起落架BC三类设计要求：三类设计要求：1)满足预定的运动规律满足预定的运动规律，两连架杆转角对应，如，两连架杆转角对应，如:飞机飞机起落架起落架、函数机构。函数机构。函数机构函数机构要求两连架杆的转角要求两连架杆的转角满足函数满足函数 y=logxxy=logxABCD湖北工学院专用 作者：潘存云教授 作者：潘存云教授三类设计要求：三类设计要求：1)满足预定的运动规律满足预定的运动规律，两连架杆转角对应，如，两连架杆转角对应，如:飞机飞机起落架起落架、函数机构函数机构。前者要求两连架杆转角
24、对应，后者要求急回运动2)满足预定的连杆位置要求，如满足预定的连杆位置要求，如铸造翻箱机构。铸造翻箱机构。要求连杆在两个位置要求连杆在两个位置垂直地面且相差垂直地面且相差180 BCABDC湖北工学院专用 作者：潘存云教授 给定的设计条件：给定的设计条件：1)几何条件几何条件（给定连架杆或连杆的位置）（给定连架杆或连杆的位置）2)运动条件运动条件（给定（给定K）3)动力条件动力条件（给定（给定minmin）设计方法：设计方法：图解法、解析法、实验法图解法、解析法、实验法二、二、用解析法设计四杆机构用解析法设计四杆机构思思路路：首首先先建建立立包包含含机机构构的的各各尺尺度度参参数数和和运运动动
25、变变量量在在内内的的解解析析关关系系式式，然然后后根根据据已已知知的的运运动动变变量量求求解解所所需需的机构尺度参数。的机构尺度参数。1)按预定的运动规律设计四杆机构按预定的运动规律设计四杆机构湖北工学院专用 作者：潘存云教授 作者：潘存云教授xyABCD12341)按给定的运动规律设计四杆机构按给定的运动规律设计四杆机构给定连架杆对应位置：给定连架杆对应位置：构件构件3和和构件构件1满足以下位置关系：满足以下位置关系：abcd建立坐标系建立坐标系,设构件长度为：设构件长度为：a、b、c、d在在x,yx,y轴上投影可得：轴上投影可得：a+b=c+d机构尺寸比例放大时，不影响各构件相对转角机构尺
26、寸比例放大时，不影响各构件相对转角.a coc1i i+bcos2i i=c cos3i i+d a sin1i i+b sin2i i=c sin3i i 3i if(1i i)i=1,2,3n设计此四杆机构设计此四杆机构(求各构件长度求各构件长度)。1i i3i i2i i 令：令：a/a=1 b/a=l c/a=m d/a=n湖北工学院专用 作者：潘存云教授 P1P2令令:P0消去消去2i2i整理得：整理得：coscos(1i1i+0 0)m cos(3i+0)-(m/n)cos(3i+0-1i-0)+(m2+n2+1-l2)/(2n)代入移项得：代入移项得：lcos2 i=n+mcos
27、(3i+0)cos(1i+0)lsin2 i=msin(3i+0)sin(1i+0)则上式简化为：则上式简化为：coccoc(1i1i+0 0)P0cos(3i+0)P1 cos(3i+0-1i-0)+P2式式中中包包含含有有p0，p1，p2，0，0五五个个待待定定参参数数,故故四四杆杆机构最多可按两连架杆的五组对应未知精确求解。机构最多可按两连架杆的五组对应未知精确求解。当当i5i5时，一般不能求得精确解，只能用最小二乘法近似求解。时，一般不能求得精确解，只能用最小二乘法近似求解。当当i5i=a=(A A C1A A C2)/2 A A C1=a+b湖北工学院专用 作者：潘存云教授 作者：潘
28、存云教授E222ae(2)曲柄滑块机构曲柄滑块机构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 C2EC
29、2/2湖北工学院专用 作者：潘存云教授 作者：潘存云教授作者：潘存云教授ADmn=D(3)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：已知：机架长度机架长度d，K，设计此机构。设计此机构。湖北工学院专用 作者：潘存云教授 作者：潘存云教授ADB1C1已知已知:固定铰链固定铰链A、D和连架杆
30、位置，确定活动铰链和连架杆位置，确定活动铰链 B、C的位置。的位置。3)按两连架杆预定的对应位置设计四杆机构按两连架杆预定的对应位置设计四杆机构机构的转化原理机构的转化原理湖北工学院专用 作者：潘存云教授 作者：潘存云教授B22B22E21B1 1E12)按两连架杆三组对应位置设计四杆机构按两连架杆三组对应位置设计四杆机构任意选定构件任意选定构件AB的长度的长度连接连接B2 E2、DB2的得的得B2 E2D绕绕D 将将B2 E2D旋转旋转1 1-2 2得得B2点点已知已知:机架长度机架长度d和两连架杆三组对应位置。和两连架杆三组对应位置。AdDB333E3设计步骤：设计步骤：湖北工学院专用 作
31、者：潘存云教授 作者：潘存云教授连接连接B3 E3、DB3得得 B3 E3D将将B3E3D绕绕D旋旋 转转1 1-3 3得得B3点点2)按两连架杆三组对应位置设计四杆机构按两连架杆三组对应位置设计四杆机构已知已知:机架长度机架长度d和两连架杆三组对应位置。和两连架杆三组对应位置。2B22E21B1 1E1AdDB333E3B2B3任意选定构件任意选定构件AB的长度的长度连接连接B2 E2、DB2的得的得B2 E2D绕绕D 将将B2 E2D旋转旋转1 1-2 2得得B2点点设计步骤：设计步骤：湖北工学院专用 作者：潘存云教授 作者：潘存云教授2B22E21B1 1E1AdDB333E3B2B3由
32、由B1 B2 B3 三三点点 求圆心求圆心C1。2)按两连架杆三组对应位置设计四杆机构按两连架杆三组对应位置设计四杆机构已知已知:机架长度机架长度d和两连架杆三组对应位置。和两连架杆三组对应位置。C1B2C2B3C3连接连接B3 E3、DB3得得 B3 E3D将将B3E3D绕绕D旋旋 转转1 1-3 3得得B3点点任意选定构件任意选定构件AB的长度的长度连接连接B2 E2、DB2的得的得B2 E2D绕绕D 将将B2 E2D旋转旋转1 1-2 2得得B2点点设计步骤：设计步骤：湖北工学院专用 作者：潘存云教授 作者：潘存云教授4)按连杆上任意标志线的三组对应位置设计四杆机构按连杆上任意标志线的三
33、组对应位置设计四杆机构铰链铰链B相对于铰链相对于铰链A的运动轨迹为一圆弧，反之，的运动轨迹为一圆弧，反之，铰链铰链A相对于铰链相对于铰链B的运动轨迹也是一个圆弧；的运动轨迹也是一个圆弧；同理：同理：铰链铰链C相对于铰链相对于铰链D的运动轨迹为一圆弧的运动轨迹为一圆弧,铰链铰链D相对于铰链相对于铰链C的运动轨迹也是一圆弧。的运动轨迹也是一圆弧。C3M3N3B3B2C2M2N2B1C1M1N1AD湖北工学院专用 作者：潘存云教授 作者：潘存云教授AD3)按连杆上任意标志线的三组对应位置设计四杆机构按连杆上任意标志线的三组对应位置设计四杆机构已知已知:机架长度机架长度d和连杆上某一标志线的三组对应位
34、置：和连杆上某一标志线的三组对应位置：M1N1、M2N2 、M3N3，求铰链求铰链B、C的位置。的位置。分析分析:铰链铰链A、D相对于铰链相对于铰链B、C的运动轨迹各为一圆弧，依据的运动轨迹各为一圆弧，依据转化原理，将连杆固定作为机架，得一转化机构，在转化机构中，转化原理，将连杆固定作为机架，得一转化机构，在转化机构中，AD成为连杆。只要求出原机架成为连杆。只要求出原机架AD相对于标志线的三组对应位置，相对于标志线的三组对应位置，原问题就转化为按连杆三组位置设计四杆机构的问题。原问题就转化为按连杆三组位置设计四杆机构的问题。B1ADM1N1M2M3N2N3A”D”C1ADA”D”刚化机构位形刚
35、化机构位形得多边形得多边形 M2N2AB，移动多边形使移动多边形使 M2N2、M1N1重合；重合；在位置在位置3重复前两步骤；重复前两步骤；设计步骤：设计步骤：分别过分别过AAA”和和DDD”求作圆心，得求作圆心，得B、C点。点。湖北工学院专用 作者：潘存云教授 作者：潘存云教授D四、实验法设计四杆机构四、实验法设计四杆机构当给定连架杆位置超过三对时，一般不可能有精确解。只能用优化或试凑的方法获得近似解。1)首首先先在在一一张张纸纸上上取取固固定定轴轴A的的位位置置，作作原动件角位移原动件角位移i i2)任意取原动件长度任意取原动件长度AB3)任意取连杆长度任意取连杆长度BC，作一系列圆弧作一
36、系列圆弧;4)在透明纸上取固定轴在透明纸上取固定轴D，作角位移作角位移iDk15)取一系列从动件取一系列从动件 长度作同心圆弧。长度作同心圆弧。6)两图叠加，移动透明两图叠加，移动透明 纸，使纸，使ki落在同一圆落在同一圆 弧上。弧上。iiAC1B11）按两连架杆多组对应位置设计四杆机构）按两连架杆多组对应位置设计四杆机构位置位置 i i 位置位置 i i 12 15 10.8 45 15 15.8 23 15 12.5 56 15 17.5 34 15 14.2 67 15 19.2 湖北工学院专用 作者：潘存云教授 作者：潘存云教授ABCDNEM连杆作平面运动连杆作平面运动,其上各点的轨迹
37、均不相同其上各点的轨迹均不相同。B,C点的轨迹为圆弧点的轨迹为圆弧;其其余余各各点点的的轨轨迹迹为为一一条条 封闭曲线封闭曲线。设设计计目目标标:就就是是要要确确定定一一组组杆杆长长参参数数,使使连连杆杆上上某某点的轨迹满足设计要求点的轨迹满足设计要求。2）按预定的运动轨迹设计四杆机构）按预定的运动轨迹设计四杆机构湖北工学院专用 作者：潘存云教授 作者：潘存云教授连杆曲线生成器ABCD湖北工学院专用 作者：潘存云教授 作者：潘存云教授连杆曲线图谱连杆曲线图谱湖北工学院专用 作者：潘存云教授 作者：潘存云教授作者：潘存云教授2）按预定的运动轨迹设计四杆机构）按预定的运动轨迹设计四杆机构ABCDE14325 输送机构输送机构搅拌机构搅拌机构CBADE6步进式步进式湖北工学院专用 作者：潘存云教授 本章重点：本章重点：1.四杆机构的基本形式、演化及应用；四杆机构的基本形式、演化及应用；2.曲曲柄柄存存在在条条件件、传传动动角角、压压力力角角、死死点点、急急回回特特性性：极极位位夹夹角角和和行行程程速速比比系系数数等等物物理理含含义义，并并熟熟练练掌握其确定方法；掌握其确定方法；3.掌掌握握按按连连杆杆二二组组位位置置、三三组组位位置置、连连架架杆杆三三组组对对应应位置、行程速比系数设计四杆机构的原理与方法。位置、行程速比系数设计四杆机构的原理与方法。湖北工学院专用 作者：潘存云教授