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1、机械基础课件第九章平面连杆机构Contents目录平面连杆机构概述平面连杆机构的基本形式平面连杆机构的运动特性平面连杆机构的设计平面连杆机构的运动分析平面连杆机构的实例分析平面连杆机构概述01定义：平面连杆机构是由若干个刚性构件通过低副（铰链或滑块）相互连接而成的机构，构件之间的相对运动都在同一平面或相互平行的平面内进行。特点结构简单，易于制造和维修；运动副中存在间隙，导致传动不准确；承受载荷较大时，会产生较大的变形；适用于实现各种复杂的运动规律和运动轨迹。定义与特点平面连杆机构的应用轻工机械冶金机械如印刷机、包装机等；如轧钢机、拔丝机等；农业机械纺织机械化工机械如拖拉机、收割机等；如织布机、
2、针织机等；如搅拌机、挤压机等。按构件数目分类三杆、四杆、五杆及多杆机构等；按构件之间的连接方式分类铰链四杆机构、曲柄滑块机构、导杆机构等；按输入和输出构件之间的相对运动关系分类转动导杆机构、摆动导杆机构、移动导杆机构等。平面连杆机构的分类平面连杆机构的基本形式02曲柄摇杆机构是平面连杆机构中最基本的一种形式，由曲柄、连杆和摇杆组成。曲柄为主动件，作匀速圆周运动，连杆为中间件，作平面运动，摇杆为从动件，作变速往复摆动。曲柄摇杆机构可以实现转动、摆动和移动之间的转换，因此在机械中应用广泛。曲柄摇杆机构当两个曲柄长度相等且平行时，称为平行双曲柄机构；当两个曲柄长度不等时，称为双曲柄机构。双曲柄机构可
3、以实现两个曲柄的等速转动，常用于实现机械的同步运动。双曲柄机构由两个曲柄、连杆和机架组成。双曲柄机构双摇杆机构由两个摇杆、连杆和机架组成。当两个摇杆长度相等且平行时，称为平行双摇杆机构；当两个摇杆长度不等时，称为双摇杆机构。双摇杆机构可以实现两个摇杆的往复摆动，常用于实现机械的间歇运动。双摇杆机构平面连杆机构的运动特性03 急回特性急回特性是指平面连杆机构在摆动导杆时，其从动件在返回行程中的速度要比工作行程中的速度要快的现象。急回特性的产生主要是由于平面连杆机构中的曲柄存在一定的偏置角，使得从动件在返回行程中能够利用惯性，从而加快了返回速度。急回特性在机械设计中具有重要意义，它能够减小机构的空
4、回行程，提高机械的工作效率。压力角是指在平面连杆机构中，主动件与从动件之间所形成的夹角。压力角和传动角的大小对机构的传动性能和受力情况有着重要影响。传动角是指从动件与主动件之间的夹角。在设计平面连杆机构时，应尽量减小压力角，增大传动角，以提高机构的传动性能和减小机构的受力。压力角和传动角死点位置是指在平面连杆机构中，当主动件与从动件之间处于相对静止状态时，所对应的曲柄位置。在死点位置，机构的传动能力会降低，甚至会出现卡死的现象。为了避免死点位置对机构的影响，通常采用一些特殊的方法，如改变曲柄的长度或改变机构的初始位置等。死点位置平面连杆机构的设计04功能性稳定性效率与精度可靠性设计的基本原则0
5、1020304确保机构能够实现所需的功能，如传递运动或完成特定动作。确保机构在承受负载和压力时保持稳定，不发生过大的变形或振动。优化机构的设计，以提高其效率和精度，减少能量损失和误差。确保机构在各种工作条件下都能可靠地运行，具有较长的使用寿命。明确机构需要实现的功能及其工作条件，如速度、负载、精度等。需求分析选择合适的连杆机构类型设计连杆尺寸仿真与优化根据需求选择合适的连杆机构类型，如曲柄摇杆机构、双曲柄机构等。根据机构的运动要求和约束条件，计算和确定连杆的尺寸。利用计算机仿真技术对设计进行模拟，并根据模拟结果进行优化，以提高机构的性能。设计的方法与步骤设计的优化与改进材料与工艺优化根据机构的
6、工作条件和要求，选择合适的材料和加工工艺，以提高机构的性能和稳定性。结构改进对机构的布局和结构进行改进，以简化结构、减轻重量、提高刚度和稳定性。运动学与动力学优化通过调整机构的运动学和动力学参数，优化机构的运动特性和负载能力。智能化与自动化将传感器、控制器和执行器集成到机构中，实现机构的智能化与自动化控制，提高其动态性能和适应性。平面连杆机构的运动分析05速度分析是研究平面连杆机构中各构件相对运动快慢的过程，通过分析各构件的速度，可以了解机构的运动特性。总结词在平面连杆机构中，通过测量各构件上特定点的速度，可以得到这些点的速度矢量。通过分析这些速度矢量，可以了解各构件之间的相对运动关系，从而判
7、断机构的运动特性。详细描述速度分析总结词运动分析是研究平面连杆机构中各构件位置变化的过程，通过分析各构件的位置，可以了解机构的运动轨迹。详细描述在平面连杆机构中，通过测量各构件上特定点的位置坐标，可以得到这些点的位置矢量。通过分析这些位置矢量，可以了解各构件的运动轨迹，从而判断机构的运动形式。运动分析总结词动力学分析是研究平面连杆机构中各构件受力情况的过程，通过分析各构件的受力情况，可以了解机构的动态特性。详细描述在平面连杆机构中，通过测量各构件上特定点的力矩和力，可以得到这些力的矢量。通过分析这些力的矢量，可以了解各构件的受力情况，从而判断机构的动态特性。动力学分析对于优化机构设计、提高机构
8、性能具有重要意义。动力学分析平面连杆机构的实例分析06曲柄摇杆机构的运动特点曲柄为主动件，作匀速圆周运动，摇杆为从动件，作变速往复摆动。曲柄摇杆机构的传力特性曲柄摇杆机构可以将曲柄的连续回转运动转换为摇杆的往复摆动，实现机械的自动化。曲柄摇杆机构的应用曲柄摇杆机构在机械中有着广泛的应用，如车窗升降装置、搅拌机、缝纫机等。曲柄摇杆机构的实例分析03双曲柄机构的传力特性双曲柄机构可以平衡两个曲柄的力矩，使得整个机构运转平稳。01双曲柄机构的应用双曲柄机构在机械中也有着广泛的应用，如飞机起落架、内燃机、搅拌机等。02双曲柄机构的运动特点双曲柄机构由两个曲柄组成，它们以相反的方向的匀速圆周运动。双曲柄机构的实例分析双摇杆机构的运动特点双摇杆机构由两个摇杆组成，它们以相反的方向的变速往复摆动。双摇杆机构的传力特性双摇杆机构可以平衡两个摇杆的力矩，使得整个机构运转平稳。双摇杆机构的应用双摇杆机构在机械中也有一定的应用，如雷达天线、飞行器起落架等。双摇杆机构的实例分析