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1、 1 第二章 平面连杆机构 化学工业出版社 2 2-1平面四杆机构的分类及其应用 按连架杆不同运动形式分： (1) 曲柄摇杆机构 (2) 双曲柄机构 (3) 双摇杆机构 连杆 连架杆 连架杆 1 2 3 4 A B C D 4 A D 2 3 作机架 曲柄摇杆机构 1 作机架 双摇杆机构 4 1 2 3 1作机架 双曲柄机构曲柄摇杆机构 4 A D 1 2 3 一、全转动副的四杆机构 3 (1) 曲柄摇杆机构 结构特点： 连架杆 1为曲柄 ， 3为摇杆 运动变换： 转动 摇动 举例： 搅拌器机构 、 雷达天线机构 1 2 3 4 特性： 急回特征 死点 4 (2) 双曲柄机构 结构特点： 二连
2、架杆均为曲柄 运动变换： 转动 转动 ， 通常二转速不相等 举例： 振动筛机构 5 特殊双曲柄机构 平行四边形机构 结构特点： 二曲柄等速 运动不确定问题 车门开闭机构 反平行四边形机构 结构特点： 二曲柄转向相 反 6 (3) 双摇杆机构 结构特点： 二连架杆均为摇杆 运动变换： 摆动 摆动 举例 : 鹤式起重机 7 2-2 其他常见的四杆机构 a 转动副转化为移动副 b 变更机架 c 扩大转动副尺寸 连杆 连架杆 连架杆 1 2 3 4 A B C D 8 1、曲柄滑块机构 铰链四杆机构 1 B 2 C 3 4 A D 曲线导轨曲柄滑块机构 lCD e 0 1 B 2 4 A C 3 偏置
3、式曲柄滑块机构 对心式曲柄滑块机构 1 B 2 4 A C 3 e 3 D 1 B 2 C 4 A 对 CD杆等效转化 转动副变成移动副 9 2、导杆机构 选不同构件作机架 机构倒置 曲柄滑块机构 导杆机构 变更机架 曲柄滑块机构 导杆机构 ,动画 曲柄摇块机构 移动导杆机构 曲柄摇杆机构 移动导杆机构 10 (1) 曲柄存在条件 曲柄存在条件： 1. 最短杆与最长杆长度之和小于或等 于其余两杆长度之和 2. 最短杆是连架杆或机架 最短杆 参与构成的转动副都是 整周 副 其余均为摆转副 A B C D a b c d 一、铰链四杆机构的判别 2-3平面四杆机构的运动特性 11 A B C D
4、a b c d a.当 Lmax+Lmin L(其余两杆长度之和 )时 最短杆是连架杆之一 曲柄摇杆机构 最短杆是机架 双曲柄机构 最短杆是连杆 双摇杆机构 b.当 Lmax+Lmin L(其余两杆长度之和 )时 双摇杆机构 (2) 判别 12 当回程所用时间小于工作行程所用时间时，称该机构具有急回特征 极位 （ toggle position） 夹角： 急回特性分析： 1 = C 1 = 1 t1 =1800 + 2 = 1 t2 =1800 - t1 t2 , v2 v1 行程速比系数 K(time ratio) 二、 急回特征 K=1, 无急回特性 K 急回特征越显著 1 j B2 C2
5、 1 2 v2 v1 0 0 2 1 2 1 121 221 1 2 180180tttCC tCCvvK / 11180 KK 慢 快 急回特性的应用例： 牛头刨 工作要求 B 1 C 1 4 A B C D 2 3 1 13 曲柄滑块机构 的急回特性 应用： 空行程节省运动时间，如 牛头刨 、往复式输送机等 。 180 180 - 导杆机构 的急回特性 180 180 - 思考题： 对心曲柄滑块机构的急回特性如何？ 14 三、 压力角和传动角 1、 机构压力角 :在不计摩擦力、惯性力和重力的条件下， 机构中驱使输出件运动的力的方向线与输出件上受力点的速 度方向间所夹的锐角，称为机构压力角，
6、通常用 表示 。 从动件上受力点的速度方向与该点的受力方向之间所夹锐角称为 F Ft Fn A B C D 15 2、 传动角 F Ft Fn A B C D 16 P Pt Pn A B C D min出现的位置： 切向分力 : Ft= Fcos 法向分力 : Fn= Fcos Ft 可用 的大小来表示机构传动力性能的好坏 , 对传动有利 。 为了保证机构良好的传力性能 ， 设计时要求 : 当 BCD 90 时 ， BCD 当 BCD90 时 ， 当 BCD最小或最大时 ， 都有可能出现 min = Fsin 称 为 传动角 min 50 180 - BCD C D B A F 17 F A
7、 B C 1 2 3 vB3 F v B3 A B C 1 2 3 = 0 = 90 n v F vB3 F A B C 2 3 1 v F 18 死点 :传动角为零 =0(连杆与从动件共线 ),机构顶死 四、 死点 (dead point) B 1 C 1 B2 C2 4 A B C D 2 3 1 F v =0o Fv =0o =0o C 2 B2 =0o B A C B1 C 19 利用构件惯性 （ inertia） 力 实例 :家用缝纫机 采用多套机构错位排列 实例 :蒸汽机车车轮联动机构 蒸汽机车两侧利用错位排列的两套曲柄滑块机构使车轮联 动机构通过死点 克服死点的措施 G G E F E F 20 实例 :夹具 飞机起落架机构 死点的利用 折叠家具机构 =00 21 2-4 平面四杆机构的设计 1) 按照给定从动件的位置设计四杆机构，称 为位置设计。 2) 按照给定点的轨迹设计四杆机构，称为轨 迹设计。 22 一、 按给定的连杆位置设计四杆机构 1按给定连杆两个位置及连杆长度设计平面四杆机构 23 2按给定连杆三个位置及连杆长度设计平面四杆机构 24 二、 按给定行程速比系数 k 设计四杆机构
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