平面连杆机构

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1、2平面连杆机构平面连杆机构 2.1概述概述 2.2铰链四杆机构的基本类铰链四杆机构的基本类型型 2.3铰链四杆机构的特性铰链四杆机构的特性 2.4铰链四杆机构的演化铰链四杆机构的演化 2.5平面四杆机构的设计平面四杆机构的设计 2.6平面多杆机构简介平面多杆机构简介2.1概概述述 平面连杆机构平面连杆机构是由若干刚性构件用低副联接而成的平面机构，是由若干刚性构件用低副联接而成的平面机构，故又称为故又称为平面低副机构平面低副机构。应用应用：机床、动力机械、包装机械、纺织机械、印刷机械等。机床、动力机械、包装机械、纺织机械、印刷机械等。特点特点：构件运动形式多样；构件运动形式多样；低副面接触的结构

2、使其具有磨损减小，制造方便，几低副面接触的结构使其具有磨损减小，制造方便，几何封闭的优点；何封闭的优点；只能近似实现给定的运动规律或运动轨迹，且设计较只能近似实现给定的运动规律或运动轨迹，且设计较为复杂；为复杂；运动中惯性力难以平衡，常用于速度较低的场合。运动中惯性力难以平衡，常用于速度较低的场合。2.2铰链四杆机构的基本类型铰链四杆机构的基本类型 铰链四杆机构：铰链四杆机构：所有运动副均为转动副的平面所有运动副均为转动副的平面四杆机构四杆机构 机机 架架：机构的固定件：机构的固定件4 4 连架杆连架杆：与机架用转动副相连接的杆：与机架用转动副相连接的杆1 1和和3 3 曲曲 柄柄：连架杆：连

3、架杆1 1或连架杆或连架杆3 3能绕机架上转能绕机架上转动副作整周转动动副作整周转动 摇摇 杆杆：不能绕机架作整周转动：不能绕机架作整周转动 连连 杆杆：不与机架相连接的杆：不与机架相连接的杆2 2。铰链四杆机构分为三种基本型式：曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构、双曲柄机构双曲柄机构、双摇杆机构双摇杆机构。2.2.1曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构 在铰链四杆机构中，若两个连架杆，一个为曲柄，另在铰链四杆机构中，若两个连架杆，一个为曲柄，另一个为摇杆，则此铰链四杆机构称为一个为摇杆，则此铰链四杆机构称为曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构。通常曲柄通常曲柄1为原动件，并作匀速转动；而摇杆为原动件，并作匀速转动；而摇杆3为

4、从动为从动件，作变速往复摆动。件，作变速往复摆动。2.2.2 2双双曲柄机构曲柄机构 两连架杆均为曲柄的铰链四杆机构称为双曲柄机构。两连架杆均为曲柄的铰链四杆机构称为双曲柄机构。回转翼板水泵平行双曲柄机构平行双曲柄机构平行双曲柄机构平行双曲柄机构，又称，又称平行四边形机构平行四边形机构平行四边形机构2.2.3 3双摇双摇杆机构杆机构 双摇杆机构：双摇杆机构：两连架杆均为摇杆的铰链四杆机构两连架杆均为摇杆的铰链四杆机构鹤式起重机鹤式起重机2.3铰链四杆机构的特性铰链四杆机构的特性 2.3.1铰链四杆机构曲柄存在条件铰链四杆机构曲柄存在条件 2.3.2急回运动急回运动 2.3.3压力角和传动角压力

5、角和传动角 2.3.4死点位置死点位置2.3.1铰链四杆机构曲柄存在条件铰链四杆机构曲柄存在条件 曲柄是否存在？机构各杆的曲柄是否存在？机构各杆的相对长度相对长度和和机架的选择机架的选择 曲柄曲柄1 1必须能通过与机架必须能通过与机架4 4共线的两个位置共线的两个位置ABAB和和AB”AB”。三角形三角形BCDBCD：L L2 2(L(L4 4L L1 1)+L)+L3 3 及及 L L3 3(L(L4 4L L1 1)+L)+L2 2 三角形三角形B”C”DB”C”D：L L1 1LL2 2 L L1 1LL3 3 L L1 1LL4 4 曲柄存在的必要条件：曲柄存在的必要条件：机架的选择机

6、架与最短杆机架与最短杆关系关系机构类型机构类型相邻 曲柄摇杆最短杆双曲柄对边双摇杆2.3.2急回运动急回运动 摇杆的极限位置摇杆的极限位置 摇杆的摆角摇杆的摆角 当曲柄匀速转动时，摇杆当曲柄匀速转动时，摇杆往复摆动的快慢不同往复摆动的快慢不同 急回运动特性急回运动特性可用可用行程速行程速比系数比系数表示表示：极位夹角极位夹角:越大，K值越大，急回运动的性质也越显著。180180/212112122112tttCCtCCvvK11180KK2.3.3压力角和传动角压力角和传动角 压力角：压力角：锐角(P,V)传动角传动角=90-min 40min50(P大)2.3.4死点位置死点位置=0 会怎么

7、样?推不动:死点位置死点位置利用惯性冲过死点位置死点位置 死点位置对传动虽死点位置对传动虽然不利，但是可用然不利，但是可用于夹紧装置的于夹紧装置的防松防松飞机起落架飞机起落架起落架机构2.4铰链四杆机构的演化铰链四杆机构的演化 铰链四杆机构通过用移动副取代转动副、变更铰链四杆机构通过用移动副取代转动副、变更杆件长度、变更机架和扩大回转副等途径，还杆件长度、变更机架和扩大回转副等途径，还可以得到铰链四杆机构的其他演化型式。可以得到铰链四杆机构的其他演化型式。2.4.12.4.1移动副取代转动副的演化移动副取代转动副的演化 2.4.22.4.2变更机架的演化变更机架的演化 2.4.32.4.3变更

8、杆长的演化变更杆长的演化 2.4.42.4.4扩大回转副的演化扩大回转副的演化 2.4.12.4.1移动副取代转动副的演化移动副取代转动副的演化 曲柄滑块机构曲柄滑块机构 偏置曲柄滑块机构偏置曲柄滑块机构 偏心距偏心距e演化演化曲柄滑块机构曲柄滑块机构双滑块机构双滑块机构 双滑块机构双滑块机构是具有两个移动副的四杆机构。正切机构正切机构正弦机构正弦机构十字滑块联轴器2.4.22.4.2变更机架的演化变更机架的演化 曲柄摇杆机构变更机架：双曲柄机构、双摇杆机构曲柄滑块机构 导杆机构摇块机构 定块机构导杆机构摇块机构定块机构2.4.32.4.3变更杆长的演化变更杆长的演化 铰链四杆机构，各杆的相对

9、长度不同，机构铰链四杆机构，各杆的相对长度不同，机构类型不同。类型不同。当满足曲柄存在条件时，该机构可能有曲柄。当满足曲柄存在条件时，该机构可能有曲柄。杆长趋于无穷大，转动副就演化为移动副。杆长趋于无穷大，转动副就演化为移动副。2.4.42.4.4扩大回转副的演化扩大回转副的演化 偏心距e即是曲柄的长度2.5平面四杆机构的设计平面四杆机构的设计 2.5.1平面四杆机构设计的基本问题平面四杆机构设计的基本问题 2.5.2按照给定的行程速比系数按照给定的行程速比系数K 设计四杆机构设计四杆机构 2.5.3按给定连杆位置设计四杆机构按给定连杆位置设计四杆机构 2.5.4按照给定两连架杆对应位置设计四

10、杆机构按照给定两连架杆对应位置设计四杆机构 2.5.5按照给定点的运动轨迹设计四杆机构按照给定点的运动轨迹设计四杆机构2.5.1平面四杆机构设计的基本问题平面四杆机构设计的基本问题 设计的基本问题设计的基本问题（1）实现构件给定位置实现构件给定位置（2）实现已知运动规律实现已知运动规律（3）实现已知运动轨迹实现已知运动轨迹 四杆机构的设计方法：方法方法特点特点解析法解析法精确精确几何作图法几何作图法直观直观实验法实验法简便简便2.5.2按照给定的行程速比系数按照给定的行程速比系数K 设计四杆机构设计四杆机构 在设计具有急回运动特性的四杆机构时，通常按实际需要先给定行程速比系数 K 值，然后根据

11、机构在极限位置的几何关系，综合有关辅助条件来确定机构运动简图的尺寸参数。1曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构 2导杆机构导杆机构 按按K值设计曲柄摇杆机构值设计曲柄摇杆机构 已知条件：摇杆长度L3，摆角和行程速比系数 K 设计的实质：确定铰链中心A点的位置，定出其他三杆的尺寸L1、L2和L4。设计步骤1）2.导杆机构导杆机构设计设计 已知条件：机架长度L4、行程速比系数K。设计步骤如下：=任选固定铰链中心C，以夹角作出导杆两极限位置Cm和Cn。作摆角的平分线AC，并在线上取ACL4，得固定铰链中心A的位置。过A点作导杆极限位置的垂线AB1（或AB2），即得曲柄长度L1AB1。2.5.3按给定连杆位置设计

12、四杆机构按给定连杆位置设计四杆机构2.5.4按照给定两连架杆对应位置设计四杆机构按照给定两连架杆对应位置设计四杆机构 已知连架杆AB和CD的三对对应位置1、1；2、2和3、3；确定各杆的长度L1、L2、L3和L4。解析法求解 cos1P0cos1P1cos(1-1)+P2 cos2P0cos2P1cos(2-2)+P2 cos3P0cos3P1cos(3-3)+P2 给定连架杆两对位置:无穷个解 若给定连架杆的位置超过三对，则不可能有精确解2.5.5按照给定点的运动轨迹设计四杆机构按照给定点的运动轨迹设计四杆机构 1连杆曲线连杆曲线 2.运用连杆曲线图谱设计四杆机构运用连杆曲线图谱设计四杆机构 四杆机构运动时，其连杆四杆机构运动时，其连杆作平面复杂运动，连杆上作平面复杂运动，连杆上每一点都描出一条封闭曲每一点都描出一条封闭曲线的连杆曲线。线的连杆曲线。杆曲线形状的多样性使它杆曲线形状的多样性使它有可能用于实现复杂的轨有可能用于实现复杂的轨迹。迹。钢材输送机构2.6平面多杆机构简介平面多杆机构简介