第4章平面连杆机构.ppt

第四章 平面连杆机构第一节 铰链四杆机构的基本形式及应用 Ø平面连杆机构的基本型式Ø铰链四杆机构的基本形式与应用Ø铰链四杆机构的特点一、平面连杆机构的基本型式一、平面连杆机构的基本型式ü平面连杆机构的基本型式是铰链四杆机构ü其余连杆机构均是由铰链四杆机构演化而成的二杆二杆三杆三杆, 不可能！不可能！铰链四杆机构铰链四杆机构结构特点：四个运动副均为转动副组成：机架、连架杆、连杆机架：固定不动的构件——AD连架杆：直接与机架相连的构件——AB、CD连杆：不与机架相连的构件—BC曲柄：能作整周转动的连架杆摇杆：不能作整周转动的连架杆1B2C31B2C34AD连杆连架杆连架杆机架1234ABCD曲柄摇杆(摆杆)(周转副)(摆动副)铰链四杆机构二、铰链四杆机构的基本形式与应用二、铰链四杆机构的基本形式与应用按连架杆运动形式不同分为：1、 曲柄摇杆机构2、 双曲柄机构3、 双摇杆机构4AD23２２作机架曲柄摇杆机构14AD23３３作机架双摇杆机构4AD1231作机架双曲柄机构曲柄摇杆机构4AD1231、曲柄摇杆机构Ø结构特点：连架杆1为曲柄，3为摇杆Ø运动变换：转动 摇动Ø应用举例：搅拌器机构、雷达天线机构1234飞件机构抓片机机构抽油机机构2、双曲柄机构Ø结构特点：二连架杆均为曲柄Ø运动变换：转动转动Ø作用：将等速回转转变为等速或变速回转Ø应用举例：振动筛机构结构特点：Ø两连架杆等长且平行Ø连杆作平动Ø二曲柄等速Ø运动不确定问题平行四边形机构ü火车轮ü摄影平台ü播种机料斗机构ü天平ADBC反平行四边形机构结构特点：Ø二曲柄转向相反Ø克服了平行四边形的运动不确定性3、双摇杆机构 Ø结构特点：二连架杆均为摇杆Ø运动变换：摆动摆动Ø应用举例：鹤式起重机风扇摇头机构 飞机起落架机构移动摄影吊车机构等腰梯形机构实例: 汽车前轮转向机构p特点：两摇杆的摆角不相等。

p当车辆转向时，就有可能实现在任意位置都能使两前轮轴线的交点O落在后轮轴线的延长线上，从而使车辆转弯时，4个车轮都在地面上作纯滚动，避免轮胎因滑动而引起磨损       三、铰链面四杆机构的特点三、铰链面四杆机构的特点Ø全低副（面接触），承受冲击力，易润滑，不易磨损Ø运动副结构简单，易加工Ø改变杆的相对长度，从动件运动规律不同Ø运动规律多样化、点的运动轨迹多样化Ø惯性力难以平衡，不宜用于高速Ø不能精确实现复杂的运动规律123ABC4机架连杆连架杆A1B2C3D44A12B3C56DE第二节 铰链四杆机构的传动特性Ø急回运动Ø压力角与传动角Ø死点位置            ——回程所用时间小于工作行程所用时间Ø急回特性分析：        1 = C（常数）         1 = 1  t1 =1800 +         2 = 1  t2 =1800 -         t1 > t2 ,   v2 > v1Ø行程速比系数K 1、 急回运动ØK=1, 无急回特性无急回特性Ø ↑K↑急回特征越显著急回特征越显著1jB2C212v2v1B1C14ABCD231ü极限位置ü摆角ü极位夹角急回运动急回运动→ → 工作行程时间＞空回行程时间工作行程时间＞空回行程时间 运动特征：Ø曲柄(主)匀速转动(顺)Ø摇杆(从)变速往复摆动→ → 缩短非生产时间，提高生产率缩短非生产时间，提高生产率连杆机构输出件具有急回特性的条件：连杆机构输出件具有急回特性的条件：Ø原动件等角速整周转动Ø输出件具有正、反行程的往复运动Ø极位夹角θ>02、压力角和传动角 Ø若忽略各杆的质量和运动副中的摩擦，原动件曲柄1通过连杆2作用在从动摇杆3上的力F沿BC方向。

Ø从动件所受压力F与受力点速度vc之间所夹的锐角称为压压压压力角力角力角力角，它是反映机构传力性能好坏的重要标志2、压力角和传动角 Ø在实际应用中，为度量方便，常以压力角的余角 (即连杆和从动摇杆之间所夹的锐角)来判断连杆机构的传力性能， 角称为传动角传动角传动角传动角Ø  越小， 越大，机构的传力性能越好当机构处于连杆与从动摇杆垂直状态时，即 =90°，对传动最有利2、压力角和传动角 p在机构运转过程中，传动角 (或压力角)是变化的，为了保证机构能正常工作，常取最小传动角min大于或等于许用传动角[ ] p对于一般传动[ ]=40°；高速和大功率传动[ ]=50°p曲柄摇杆机构的最小传动角min出现在图中的曲柄与机架共线的位置即AB或AB处 ——连杆与从动件共线，机构顶死3、死点位置B1C1B2C24ABCD231C2B2BACB1C１运动特征：Ø机构运动卡死（传动角 = 0，机构发生自锁）Ø机构运动不确定存在死点条件存在死点条件： 有极限位置（从动件与连杆共线） 对传动机构来说，有死点是不利的，应采取措施使其顺利通过若以夹紧、增力等为目的，则机构的死点位置可以加以利用。

克服死点的方法：措施：Ø加装飞轮，增大惯性，使之闯过死点Ø安装辅助连杆Ø采用多套机构错位排列克服死点的措施克服死点的措施蒸汽机车两侧利用错位排列的两套曲柄滑块机构使车轮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联动机构通过死点GG’EFE’F’克服死点的措施飞机起落架机构折叠家具机构死点的利用机床夹具的夹紧机构：        机构静止于死点位置时，若不改变原动件，机构具有保持原位置永远不变的特性缝纫机踏板机构 第三节 铰链四杆机构的曲柄存在条件 ——取决于机构各杆的相对长度和机架的选择曲柄AB、连杆BC、摇杆CD、机架AD：当AB能摆至与连杆共线的极位AB’及AB”时，→能顺利通过→周转副ABCDabcdf设设 AB AB 为曲柄，且为曲柄，且 af 、、b+f >c、、 c+f >b以以 fmax = a + d ，，fmin = d - - a 代入并整理得：代入并整理得：b+c >a+d 、、 b+d >a+c 、、 c+d >a+b化简后得化简后得: : a L（其余两杆长度之和）时（其余两杆长度之和）时 ——双摇杆机构双摇杆机构注意！注意！p在曲柄摇杆机构中最短杆是曲柄，而不能误认为铰链四杆机构中最短杆是曲柄。