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1、平面连杆机构平面连杆机构2第1页/共31页3 3n n连杆机构：连杆机构：连杆机构：连杆机构：全部构件都以低副联结而成的机构。全部构件都以低副联结而成的机构。一、平面连杆机构的特点一、平面连杆机构的特点一、平面连杆机构的特点一、平面连杆机构的特点n n优点：优点：优点：优点：1 1 能够实现多种形式的运动变换能够实现多种形式的运动变换2 2 低副连接承载能力强，易加工低副连接承载能力强，易加工3 3 运动副保证构件接触运动副保证构件接触,不需外力锁不需外力锁合合n n缺点：缺点：缺点：缺点：1 1 运动累计误差大，影响运动准确运动累计误差大，影响运动准确性性2 2 连杆机构平衡困难，尤其对于高
2、连杆机构平衡困难，尤其对于高速运转的机构速运转的机构 平面连杆机构中最基本的、最常用的是四杆机构平面连杆机构中最基本的、最常用的是四杆机构平面连杆机构中最基本的、最常用的是四杆机构平面连杆机构中最基本的、最常用的是四杆机构连续转动连续转动连续转动连续转动连续转动连续转动往复摆动往复摆动往复移动往复移动连续转动连续转动第一节第一节第一节第一节 概述概述概述概述第2页/共31页4 4二、平面连杆机构的类型和应用二、平面连杆机构的类型和应用二、平面连杆机构的类型和应用二、平面连杆机构的类型和应用绞链四杆机构曲柄连杆摇杆机架第3页/共31页5 51)1)曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构：连架杆中一为曲柄，可做
3、整周转动，连架杆中一为曲柄，可做整周转动，另一为摇杆，只能在一定的范围内摆动。另一为摇杆，只能在一定的范围内摆动。特点：转动特点：转动 摆动。既能将曲柄的整周转动变换摆动。既能将曲柄的整周转动变换为摇杆的往复摆动（为摇杆的往复摆动（如雷达天线俯仰机构、容器搅如雷达天线俯仰机构、容器搅拌机构拌机构），），特点：特点：转动转动 转动。即能将主动曲柄的匀角速度转动。即能将主动曲柄的匀角速度转动转变为周期性的变角速度转动。转动转变为周期性的变角速度转动。2）双曲柄机构：两个连架杆都能做360度整周转动的四杆机构。绞链四杆机构第4页/共31页6 64）平行四边形机构平行四边形机构：在双曲柄机构中，若两曲
4、柄长度相等，且连杆与机架长度也相等，则称为平行四边形机构。3 3）双摇杆机构双摇杆机构双摇杆机构双摇杆机构：两个连架杆都只能在小于两个连架杆都只能在小于360360度的范围内摆动的铰链四杆机构。度的范围内摆动的铰链四杆机构。特点：特点：摆动摆动 摆动摆动 但两个摇杆但两个摇杆.的角速度不同。的角速度不同。第5页/共31页7 7有一个滑块的四杆机构1 1 1 1）曲柄滑块机构曲柄滑块机构曲柄滑块机构曲柄滑块机构：由曲柄摇杆机构演变而来。由曲柄摇杆机构演变而来。由曲柄摇杆机构演变而来。由曲柄摇杆机构演变而来。类型：根据滑块往复移动的导路中心线类型：根据滑块往复移动的导路中心线是否通过曲柄转动中心，
5、曲柄滑块机构是否通过曲柄转动中心，曲柄滑块机构可分为对心曲柄滑块机构（可分为对心曲柄滑块机构（e=0e=0）和偏）和偏置曲柄滑块机构置曲柄滑块机构(e0)(e0)。2）导杆机构导杆机构导杆机构可看成是改变曲柄滑块机构中导杆机构可看成是改变曲柄滑块机构中的机架演化得来的。它可分为曲柄转的机架演化得来的。它可分为曲柄转动导杆机构和曲柄摆动导杆机构动导杆机构和曲柄摆动导杆机构 第6页/共31页8 83 3）定块机构定块机构取取曲曲柄柄滑滑块块机机构构中中的的滑滑块块4 4为为机机架架，当当曲曲柄柄2 2转转动动时时，导导杆杆1 1可可在在固固定定滑滑块块4 4中中往往复复移移动动，该机构称为定块机构
6、（或移动导杆机构）。该机构称为定块机构（或移动导杆机构）。4 4）摇块机构摇块机构取取曲曲柄柄滑滑块块机机构构中中的的连连杆杆3 3为为机机架架，当当曲曲柄柄2 2为为原原动动件件绕绕点点转转动动时时，滑滑块块4 4绕绕机机架架3 3上上的的铰铰链中心摆动，故称该机构为摇块机构。链中心摆动，故称该机构为摇块机构。4321第7页/共31页9 9 有两个滑块的四杆机构1)正弦机构2)正切机构3)椭圆机构4)双摇块机构第8页/共31页1010第二节第二节第二节第二节 平面机构的基本特征平面机构的基本特征平面机构的基本特征平面机构的基本特征一、运动的急回特性和行程速比系数ABCDABCDABCDAB1
7、C2DB2C1第9页/共31页11极位夹角第10页/共31页12AB1C2DB2C1急回系数K若在设计机构时先若在设计机构时先给定给定K K值，则值，则:第11页/共31页1313对心曲柄滑块机构无急回特性偏心曲柄滑块机构有急回特性1,0Kq第12页/共31页1414压力角：从动件上所受驱动力方向与力的作用点速度方向的夹角压力角：从动件上所受驱动力方向与力的作用点速度方向的夹角F1F2vFABCD压力角越小，压力角越小，F 的有用功分量越大，传力性能越好。的有用功分量越大，传力性能越好。机构运转过程中，压力角是时刻变化的。机构运转过程中，压力角是时刻变化的。二 压力角、传动角第13页/共31页
8、1515传动角：连杆传动角：连杆 BC 与从动件与从动件 CD 之间的夹角之间的夹角CABDCABDADBCFv出现在出现在曲柄曲柄与与机架机架延伸共线和重叠共线的位置延伸共线和重叠共线的位置第14页/共31页1616三 死点位置对于铰接四杆机构来说，死点是连杆与从动件共线的位置。对于铰接四杆机构来说，死点是连杆与从动件共线的位置。如图曲柄摇杆机构：如图曲柄摇杆机构：当曲柄为主动件时，不会出现死点位置；当曲柄为主动件时，不会出现死点位置；当摇杆为主动件时，会出现两个死点位置。当摇杆为主动件时，会出现两个死点位置。当机构处于死点位置时，无论主动件上施加当机构处于死点位置时，无论主动件上施加多大的
9、力也不会使机构运动。多大的力也不会使机构运动。AB1B2C1C2D第15页/共31页1717不利：不利：从动杆失去驱动力，会卡死不动或产生不确定的转向。从动杆失去驱动力，会卡死不动或产生不确定的转向。实实例例：缝缝纫纫机机踏踏板板机机构构 摇摇杆杆主主动动时时，曲曲柄柄的的转转向向具具有不稳定性有不稳定性；死点的利弊死点的利弊利用死点，加紧机构利用死点，加紧机构第16页/共31页1818利用死点，防止起落架收利用死点，防止起落架收回回第17页/共31页1919第三节第三节第三节第三节 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分析分
10、析：构件构件ABAB要为曲柄，要为曲柄，则转动副则转动副A A应为周转副；应为周转副；为此为此ABAB杆应能占据整周中杆应能占据整周中的任何位置；的任何位置；因此因此ABAB杆应能占据与杆应能占据与ADAD共共线的位置线的位置ABAB及及ABAB。由由DB C由由 DBC两两相两两相加加设：设：a 其余两杆之和，无论取哪个构件作机架，都是双摇杆机构。第24页/共31页2626第五节第五节 平面四杆机构的设计平面四杆机构的设计一、按给定的行程速比系数设计四杆机构一、按给定的行程速比系数设计四杆机构已知条件已知条件设计关键设计关键找铰链中心找铰链中心 A A 点的位置。点的位置。摆角摆角 和行程速
11、比系数。和行程速比系数。摇杆长度摇杆长度第25页/共31页2727按照给定的行程速比系数设计四杆机构按照给定的行程速比系数设计四杆机构1.画出摇杆画出摇杆CD两极限两极限位置，且位置，且 C1DC2=2.画辅助圆画辅助圆：3.根据机架长度或根据机架长度或位置确定位置确定A点：点：4.连接连接AC1、AC2，C1AC2=：5.确定曲柄、连杆长度确定曲柄、连杆长度B1 M N C2 C1 D A B2E 90 第26页/共31页2828已知条件已知条件 连杆的若干位置及连杆的若干位置及 连杆的长度连杆的长度设计关键设计关键 找圆心找圆心A、D设计方法设计方法按照给定的连杆位置设计四杆机构按照给定的连杆位置设计四杆机构第27页/共31页2929第28页/共31页3030第29页/共31页3131第30页/共31页