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1、2023/3/241定义：连杆机构由若干个构件通过低副连接而组成，又称为低副机构。共同特点：原动件1的运动经过不与机架直接相连的中间构件2传递到从动件3上。中间构件称为连杆。构件多呈杆状简称为杆bar根据杆数命名，例如：四杆机构 4 44 4 连杆机构及其传动特点连杆机构及其传动特点 第1页/共48页2023/3/242连杆机构根据各构件间的相对运动是平面还是空间运动分为：空间连杆机构平面连杆机构第2页/共48页2023/3/243连杆机构的优点u承受载荷大，便于润滑u制造方便，易获得较高的精度u两构件之间的接触靠几何封闭实现u实现多种运动规律和轨迹要求第3页/共48页2023/3/244连杆
2、机构的缺点连杆机构的缺点运动必须经过中间构件进行传递，因而传递路线较长，易产生较大的误差积累，同时，也使机械效率降低；在连杆机构运动过程中，连杆及滑块的质心都在作变速运动，所产生的惯性力难于用一般平衡方法加以消除，因而会增加机构的动载荷，所以连杆机构不宜用于高速；不能精确实现复杂的运动规律,设计计算较复杂第4页/共48页2023/3/245六杆机构四杆机构ABCD四杆机构DEF四杆机构应用非常广泛，且是多杆机构的基础着重讨论第5页/共48页2023/3/2464.4.14.4.1四杆机构的基本型式四杆机构的基本型式基本型式：平面连杆机构的基本型式是铰链四杆机构其余四杆机构均是由铰链四杆机构演化
3、而成的二杆二杆三杆三杆,不可能不可能.一一.铰链四杆机构铰链四杆机构Revolute Four-bar Mechanism四杆机构第6页/共48页2023/3/2471234ABCD连杆连架杆连架杆机架曲柄曲柄摇杆摇杆(摆杆摆杆)(整转整转)(摆转摆转)机架机架frame、连杆、连杆coupler、连架杆、连架杆side link机架参考系（固定件）机架参考系（固定件）连架杆与机架相联连架杆与机架相联连杆不与机架相联连杆不与机架相联基基本本构构件件曲柄曲柄crank：可回转：可回转360360的连架杆的连架杆摇杆摇杆rocker：摆角小于：摆角小于360360的连架杆的连架杆滑块滑块slide
4、r：作往复移动的连架杆：作往复移动的连架杆连连架架杆杆全由全由转动副转动副相联的平面四杆机构相联的平面四杆机构一一.铰链四杆机构铰链四杆机构第7页/共48页2023/3/248一一.铰链四杆机构基本型式铰链四杆机构基本型式 （按连架杆类型）第8页/共48页2023/3/249结构特点：连架杆1为曲柄，3为摇杆。运动变换：转动摇动1.1.曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构Crank-rocker MechanismA1B2C3D4雷达天线机构特例：缝纫机踏扳机构 第9页/共48页2023/3/2410其它应用其它应用颚式破碎机和面机压力机第10页/共48页2023/3/2411结构特点：二连架杆均为曲柄结
5、构特点：二连架杆均为曲柄运动变换：转动运动变换：转动转动转动通常二转速不相等通常二转速不相等2.2.双曲柄机构双曲柄机构Double-crank mechanism 应用实例：振动筛机构第11页/共48页2023/3/2412特例特例:平行四边形机构平行四边形机构运动不确定问题反平行四边形机构车门开闭机构特点：二曲柄等速特点：二曲柄转向相反应用1应用2Solution:在从动曲柄上加飞轮。错位排列 第12页/共48页2023/3/2413结构特点：二连架杆均为摇杆结构特点：二连架杆均为摇杆运动变换：摆动运动变换：摆动摆动摆动3.3.双摇杆机构双摇杆机构 double rocker mechan
6、ism应用实例：铸造用大型造型机的翻箱机构 第13页/共48页2023/3/2414其它应用其它应用起重机第14页/共48页2023/3/2415特例特例等腰梯形机构汽车前轮转向机构应用实例：基本型铰链四杆机构：曲柄摇杆机构 双曲柄机构 平行四边形机构 反平行四边形机构 双摇杆机构 等腰梯形机构第15页/共48页2023/3/2416abllR左右汽车转向第16页/共48页2023/3/24174.4.2 4.4.2 平面四杆机构的演化平面四杆机构的演化Variation3D3Dr1B2C34AD1B2C4A铰链四杆机构曲线导轨曲柄滑块机构变3构件形状r e 01B24AC31B24AC3e对
7、心式曲柄滑块机构 slider-crank mechanism偏置式曲柄滑块机构 offset S-C1.改变构件形状和运动尺寸应用第17页/共48页2023/3/2418第18页/共48页2023/3/24191B24AC3对心式曲柄滑块机构 变2,3构件形状r 1B4A32C 正弦机构 sine generator/scotch yokess=lABsin2C33C2r1B4A应用第19页/共48页2023/3/24202.2.改变运动副的尺寸改变运动副的尺寸Enlarging a revolute pair对心式曲柄滑块机构1B24AC3h=2lAB偏心轮机构 eccentric mec
8、hanism4C231BA B副扩大第20页/共48页2023/3/24213.3.选不同构件作机架选不同构件作机架机构倒置机构倒置inversionA41A4曲柄滑块机构1B2C32作机架3B2C曲柄摇块机构 液压作动筒车箱举升机构第21页/共48页2023/3/24221BA21BA2AA41B2C3曲柄滑块机构1B24C3直动滑杆机构 translating Sliding-rod mech.C41BA21BA21BA23手动唧筒机构3作机架应用第22页/共48页2023/3/2423C234A41B2C3曲柄滑块机构作机架 A41B2C3导杆机构C234C234C234C234C234
9、C234C234C234C234C234C234C234回转导杆机构 rotating guide-bar mech.lBC lAB，导杆AC整周转动C234C234C234C234AB123C4lBC t2,v2 v1u 急回特性u 行程速比系数K advance-to return-time ratio急回特性的应用例。慢快K=1,无急回特性牛头刨工作要求急回特性急回特性 quick-return characteristics 动画第36页/共48页2023/3/2437B1C11B2C24ABCD23112v2v1u 极位夹角 crank angle between extreme p
10、ositions 1=C 1=1 t1=1800+2=1 t2=1800-t1 t2,v2 v1u 急回特性u 行程速比系数K advance-to return-time ratio急回特性的应用例。慢快K=1,无急回特性牛头刨工作要求2.2.急回特性急回特性 quick-return characteristics 动画第37页/共48页2023/3/2438aBbACa)aBbACeb)aBbACec)d)aCABb0a+bC2b-aC1a+bC2b-aC1C2C2问题讨论：下列机构有无急回特性，若有，标出问题讨论：下列机构有无急回特性，若有，标出极位夹角极位夹角。第38页/共48页20
11、23/3/24391.压力角和传动角压力角压力角pressure angle：力F F的作用线与力作用点绝对速度V V所夹的锐角称为压力角。传动角传动角transmission angle：压力角的余角称为传动角二二.传力特性传力特性在其它条件不变的情况下压力角越小，作功W W越大压力角是机构传力性能的一个重要指标，它是力的压力角是机构传力性能的一个重要指标，它是力的利用率大小的衡量指标。利用率大小的衡量指标。第39页/共48页2023/3/2440”2.2.曲柄摇杆机构的压力角和传动角曲柄摇杆机构的压力角和传动角 pressure transmission angleCBC”B”ABCDab
12、cd不计惯性力、重力、摩擦力，作用在从动件CD上受力点C的力为P。P正交分解为Pt 和Pn，Pt=Pcos =Psin Pn=Psin =Pcos 压力角：从动件受力点受力方向 与速度方向所夹之锐角。传动角 900-传力要求 min 400 500。出现位置：曲柄与机架共线collinear。重叠overlapping共线时：拉直extended共线时：或第40页/共48页2023/3/2441maxminaBbACeb)aBbACa)Abb minmin问题讨论：标出下列机构在图示位置的压力角问题讨论：标出下列机构在图示位置的压力角 传动传动 及最小传动角及最小传动角 minmin.d)aC
13、ABb 00;900.e)e)00;900.第41页/共48页2023/3/2442u 死点：机构运动时出现传动角 =00 的位置。B1C1B2C24ABCD231=00=00BACB1C=00C2B2=003.3.死点位置死点位置(止点位置止点位置)dead point死点位置是不管在主动件上作用多大驱动力,都不能在从动件上产生有效分力的机构位置u 危害:从动件卡死或运动不确定第42页/共48页2023/3/2443u 避免死点位置的危害避免死点位置的危害加虚约束的平行四边形机构(相同机构错位排列)GGEFEF蒸汽机车车轮联动机构第43页/共48页2023/3/2444u 避免死点位置的危害
14、避免死点位置的危害(续续)对从动曲柄施加外力或利用飞轮或构件自身的惯性作用,使机构通过死点第44页/共48页2023/3/2445u 死点位置的应用死点位置的应用飞机起落架夹具第45页/共48页2023/3/2446小结小结u 曲柄存在条件 杆长条件 最短杆条件u 急回特性 极位夹角 行程速比系数1.运动特性u 压力角和传动角u 死点2.传力特性要求：u 正确理解和掌握平面机构 工作特性的有关概念；u 用有关工作特性检验机构 的运动和传力性能；u 运用有关概念设计性能优 良的机构。第46页/共48页2023/3/2447作业作业P54 4.15P55 4.16第47页/共48页2023/3/2448感谢您的观看。第48页/共48页