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1、1机车车轮的联动机构机车车轮的联动机构 机车车轮联动机构机车车轮联动机构第1页/共56页2 雷达天线第2页/共56页3缝纫机（摆动变转动）第3页/共56页4一、几个基本概念1、连杆机构：构件全部用低副联接而成的机构。（亦称低副机构）2、平面连杆机构：所有机构均作平行于某一平面的平面运动的连杆机构。3、四杆机构：具有四个构件（包括机架）的低副机构。4、铰链四杆机构：构件间用四个转动副相连的平面四杆机构。10-1 10-1 概述概述第4页/共56页5二、平面连杆机构的特点和应用1、特点优点：(1)面接触低副，压强小，便于润滑，磨损轻，寿命长，传递动力大。(2)低副易于加工，可获得较高精度，成本低。
2、(3)杆可较长，可用作实现远距离的操纵控制。(4)可利用连杆实现多种运动规律和运动轨迹。第5页/共56页6缺点：(1)低副中存在间隙，精度低。(2)不容易实现精确复杂的运动规律。第6页/共56页72、连杆机构的应用、连杆机构的应用第7页/共56页8一一、铰链四杆机构的基本型式铰链四杆机构的基本型式10-2 10-2 铰链四杆机构的基本型式及其演化铰链四杆机构的基本型式及其演化第8页/共56页9概念铰链四杆机构：平面四杆机构中，各运动副都是转动副。曲柄：能作整周转动的连架杆。摇杆：只能在一定角度内摆动的连架杆。第9页/共56页10第10页/共56页11 (一一)、曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构 特点：
3、两连架杆一个是曲柄（整周转）；一个是摇杆（摆动）特点：两连架杆一个是曲柄（整周转）；一个是摇杆（摆动）第11页/共56页12应用：应用：雷雷 达达 缝纫机缝纫机第12页/共56页13第13页/共56页14(二二)、双曲柄机构、双曲柄机构 特点：两连架杆都是曲柄（整周转）特点：两连架杆都是曲柄（整周转）主动曲柄匀速转，从动曲柄变速转主动曲柄匀速转，从动曲柄变速转 第14页/共56页15正平行双曲柄机构正平行双曲柄机构：对边平行且相等：对边平行且相等 特点特点：主、从动曲柄匀速且相等：主、从动曲柄匀速且相等第15页/共56页16运动不确定现象：运动不确定现象：第16页/共56页17逆平行双曲柄机构
4、：对边不平行而且不相等逆平行双曲柄机构：对边不平行而且不相等 公共汽车车门启闭公共汽车车门启闭机构机构第17页/共56页18(三三)、双摇杆机构、双摇杆机构 特点：两连架杆都是摇杆（摆动）特点：两连架杆都是摇杆（摆动）第18页/共56页19港口起重机港口起重机第19页/共56页20第20页/共56页21第21页/共56页22第22页/共56页23第23页/共56页24二二、铰链四杆机构的演化铰链四杆机构的演化演化方法：演化方法：1 1、转动副、转动副 移动副（滑块四杆机构）；移动副（滑块四杆机构）；2 2、选取不同构件作为机架。、选取不同构件作为机架。（一）、转动副转化成移动副（一）、转动副转
5、化成移动副1 1、铰链四杆机构中一个转动副转化为移动副铰链四杆机构中一个转动副转化为移动副第24页/共56页25类型类型对心曲柄滑块机构对心曲柄滑块机构 偏置曲柄滑块机构偏置曲柄滑块机构曲柄存在条件：曲柄存在条件：对心曲柄滑块机构：对心曲柄滑块机构：L L1 1LL2 2 行程行程S=2LS=2L1 1偏置曲柄滑块机构：偏置曲柄滑块机构：L1+eL2 曲柄滑块机构曲柄滑块机构工程应用工程应用第25页/共56页262 2、铰链四杆机构中两个转动副转化为移动副铰链四杆机构中两个转动副转化为移动副由于此机构当主动件由于此机构当主动件1 1等速回转时，从动件等速回转时，从动件导杆导杆3 3的位移为的位
6、移为y=Ly=Lababsinsinsinsin，故，故又称正弦机构又称正弦机构 第26页/共56页27双滑块机构双滑块机构第27页/共56页28（二）、取不同构件为机架（二）、取不同构件为机架第28页/共56页291 1、转动、转动导杆机构导杆机构(1)(1)、演化过程、演化过程曲柄滑块机构中，当将曲柄改为机架时，就演化成导杆机构。曲柄滑块机构中，当将曲柄改为机架时，就演化成导杆机构。特点：特点：曲柄匀速运动，导杆作变速运动。曲柄匀速运动，导杆作变速运动。第29页/共56页30(2)2)、类型、类型转动导杆机构转动导杆机构 摆动导杆机构摆动导杆机构L L1 1LL2 L L1 1L2：机架长
7、度：机架长度：曲柄长度：曲柄长度第30页/共56页31(3)(3)、应用、应用牛头刨床机构牛头刨床机构 简易刨床简易刨床第31页/共56页322 2、摇块机构摇块机构(1)(1)、演化过程、演化过程曲柄滑块机构中，当将连杆改为机架时，就演化成摇块机构。曲柄滑块机构中，当将连杆改为机架时，就演化成摇块机构。特点：将导杆的相对移动转化为曲柄的转动。特点：将导杆的相对移动转化为曲柄的转动。第32页/共56页33(2)(2)、应用、应用泵第33页/共56页343 3、定块机构定块机构(1)(1)、演化过程、演化过程曲柄滑块机构中，当将滑块改为机架时，就演化成定块机构。曲柄滑块机构中，当将滑块改为机架时
8、，就演化成定块机构。第34页/共56页35(2)(2)、应用、应用第35页/共56页364 4、双转块机构双转块机构双转块机构第36页/共56页375 5、双滑块机构双滑块机构第37页/共56页38偏心轮（扩大运动副偏心轮（扩大运动副)（介绍）（介绍）在曲柄滑块机构（曲柄摇杆机构）中，若曲柄很短，可将转动在曲柄滑块机构（曲柄摇杆机构）中，若曲柄很短，可将转动副副B B的尺寸扩大到超过曲柄长度，则曲柄的尺寸扩大到超过曲柄长度，则曲柄ABAB就演化成几何中心就演化成几何中心B B不与不与转动中心转动中心A A重合的圆盘，该圆盘称为偏心轮，含有偏心轮的机构称重合的圆盘，该圆盘称为偏心轮，含有偏心轮的
9、机构称为偏心轮机构。为偏心轮机构。第38页/共56页39第39页/共56页40 偏心轮机构结构简单，偏心轮轴颈的强度和刚度大，且易于安装偏心轮机构结构简单，偏心轮轴颈的强度和刚度大，且易于安装整体式连杆，广泛用于曲柄长度要求较短、冲击在和较大的机械中。整体式连杆，广泛用于曲柄长度要求较短、冲击在和较大的机械中。颚式破碎机颚式破碎机 第40页/共56页41第41页/共56页42其他滑块四杆机构其他滑块四杆机构 双滑块机构双滑块机构曲柄移动导杆机构曲柄移动导杆机构 图（图（2-162-16）双转块机构双转块机构第42页/共56页43第43页/共56页44一一、铰链四杆机构存在曲柄的条件铰链四杆机构
10、存在曲柄的条件类型的判别关键在于：机构中有无曲柄，有几个曲柄类型的判别关键在于：机构中有无曲柄，有几个曲柄有无曲柄在于：机构中各构件的相对位置及最短杆所处的位置有无曲柄在于：机构中各构件的相对位置及最短杆所处的位置机构存在曲柄的条件：机构存在曲柄的条件：10-3 10-3 平面四杆机构的基本特性及设计平面四杆机构的基本特性及设计第44页/共56页45在铰链四杆机构中，为曲柄、为连杆、为摇杆、为机架。各杆长度分别为、。在中在中经整理上式两两相加得第45页/共56页46结论：结论：1 1、铰链四杆机构存在曲柄的条件是：铰链四杆机构存在曲柄的条件是：(1)(1)最短杆与最长杆长度之和最短杆与最长杆长
11、度之和小于或等于小于或等于其余两杆长度之和。其余两杆长度之和。(2)(2)机架或连架杆为最短杆。机架或连架杆为最短杆。推论：推论：(1)(1)不满足不满足格拉肖夫判别式格拉肖夫判别式的铰链四杆机构，任何杆为机架时皆的铰链四杆机构，任何杆为机架时皆 为双摇杆机构。为双摇杆机构。(2)(2)满足满足格拉肖夫判别式的铰链四杆机构，当以最短杆的相邻杆格拉肖夫判别式的铰链四杆机构，当以最短杆的相邻杆为机架时，必为曲柄摇杆机构；当以最短杆为机架时，必为双为机架时，必为曲柄摇杆机构；当以最短杆为机架时，必为双曲柄机构曲柄机构；当以最短杆的对面杆为机架（最短杆为连杆）时，；当以最短杆的对面杆为机架（最短杆为连
12、杆）时，必为双摇杆机构。必为双摇杆机构。第46页/共56页47第47页/共56页48第48页/共56页49二、急回特性和行程速比系数二、急回特性和行程速比系数1 1、当主动件曲柄等速转动时，从动件摇杆摆回的平均速度大、当主动件曲柄等速转动时，从动件摇杆摆回的平均速度大于摆出的平均速度，摇杆的这种运动特性称为于摆出的平均速度，摇杆的这种运动特性称为急回特性急回特性2 2、行程速比系数、行程速比系数K K v2v1K=180180=当机构存在极位夹角当机构存在极位夹角 时，机构便具有急回运动特时，机构便具有急回运动特性。且性。且角越大，角越大，K K 值越大，值越大，机构的急回性质也越显著机构的急
13、回性质也越显著。例如：牛头刨床机构例如：牛头刨床机构 第49页/共56页50三、压力角与传动角三、压力角与传动角 连杆连杆BCBC与从动件与从动件CDCD之间所之间所夹的锐角夹的锐角 称为四杆机构在此称为四杆机构在此位置的位置的传动角传动角。显然显然越大，越大，有效分力有效分力FtFt越大，越大，FnFn越小，对越小，对机构的传动就越有利。所以，机构的传动就越有利。所以，在连杆机构中也常用传动角的在连杆机构中也常用传动角的大小及变化情况来描述机构传大小及变化情况来描述机构传动性能的优劣。为了保证机构动性能的优劣。为了保证机构传力性能良好，应使传力性能良好，应使min40 min40 5050。
14、图中。图中称为机构的称为机构的压压力角力角。最小传动角的确定：对于最小传动角的确定：对于曲柄摇杆机构，曲柄摇杆机构，minmin出现在主出现在主动件曲柄与机架共线的两位置动件曲柄与机架共线的两位置之一。之一。第50页/共56页51四、死点四、死点 如图：当以摇杆如图：当以摇杆CD CD 为主动件，为主动件，则当连杆与从动件曲柄共线时，则当连杆与从动件曲柄共线时，机构的传动角机构的传动角00，这时主，这时主动件动件CD CD 通过连杆作用于从动件通过连杆作用于从动件ABAB上的力恰好通过其回转中心，上的力恰好通过其回转中心，出现了不能使构件出现了不能使构件AB AB 转动的转动的“顶死顶死”现象
15、，机构的这种位置称为现象，机构的这种位置称为“死点死点”在工程上，为了使机构能够顺利通过死点而正常运转，必在工程上，为了使机构能够顺利通过死点而正常运转，必须采用适当的措施，如发动机上安装飞轮加大惯性力，或利用须采用适当的措施，如发动机上安装飞轮加大惯性力，或利用机构的组合错开死点位置，例如机车车轮的联动装置。机构的组合错开死点位置，例如机车车轮的联动装置。第51页/共56页52 但是，也应注意到，在工程上也长有利用死点但是，也应注意到，在工程上也长有利用死点来实现一定工作要求的，例如飞机起落架、各类夹具来实现一定工作要求的，例如飞机起落架、各类夹具中（课本图中（课本图10-2510-25），如下图），如下图：飞机起落架第52页/共56页53设计内容：根据运动要求，选择机构形式；确定构件尺设计内容：根据运动要求，选择机构形式；确定构件尺寸（运动简图）寸（运动简图）设计方法：解析法；实验法；图解法（重点）设计方法：解析法；实验法；图解法（重点）10-4 10-4 平面四杆机构的设计平面四杆机构的设计两类问题：两类问题：实现给定的运动规律实现给定的运动规律实现给定的运动轨迹实现给定的运动轨迹第53页/共56页541 1、按给定的行程速比系数、按给定的行程速比系数K K设计四杆机构设计四杆机构 第54页/共56页55第55页/共56页56感谢您的观看！第56页/共56页