第3章 平面连杆机构.docx

第五节 平面多杆机构简介平面四连杆机构的结构简单，能满足工程中的大多数应用要求对平面四连杆机构不能 实现的运动要求，如较大的摆角范围或行程要求等，可选用平面多杆机构来实现本节根据 机构的自由度数分析平面多杆机构的类型及其应用一、单自由度平面连杆机构3n - 4由平面机构的结构公式’可得单自由度平面连杆机构构件数n与低副数pl之间的关系3-84)当取n = 4,6,8,…时，对应P二4,7,10，…ln = 4，卩广4时’为平面四连杆机Pi二10时，为平面八连杆机构，等构；n = 6，p广7时’为平面六连杆机构；n = 8,等应用较多的单自由度平面多杆机构为平面六连杆机构，图3-70所示为n = 6，p二7时 l的两种闭式运动链，分别称为斯蒂文森运动链和瓦特运动链取不同的构件为机架，斯蒂文森运动链可得到三种不同的机构，瓦特运动链可得到两种不同的机构，如图3-70所示图3-70平面六连杆运动链及其机构图3-71洗衣机搅拌机构图 3-71 所示为洗衣机的搅拌机构由于要求输出摇杆（叶轮 DD ）的摆角范围大于 0180 ，所以，曲柄摇杆机构不能满足该要求，图中选用了瓦特型第一种机构来满足该运动 要求。

图3-72插齿机主传动机构图 3-72所示为插齿机的主传动机构要求插刀5 的运动不仅有急回特性，而且为保证 切削性能，希望插刀 5 在工作行程能匀速运动偏置的曲柄滑块机构具有急回特性，但不能 保证滑块在工作行程阶段作匀速运动或近似匀速运动图中选用了瓦特型第一种机构，能保 证插刀 5 的运动要求图3-73汽车前盖板开启机构图3-73所示为汽车前盖板的开启机构，图3-73a为关闭状态，图3-73b为开启状态，使 用的是瓦特型第二种机构图3-74有双滑块的曲柄压机图3-74a所示是一种双动滑块曲柄压机的示意图滑块B完成冲裁工作，滑块D在冲 裁过程中压住材料，以保证冲裁质量图3-74b是相应的机构运动简图，为斯蒂文森型第一 种机构连杆AB上C点画出对称连杆曲线K设计时，取CD的长度等于曲柄滑块机构CA AB处于外死点位置时连杆曲线K上的曲率半径P当曲柄A0A转到外死点及其附近 0 C a 0时，滑块D作短暂的停顿，使滑块D对材料的压力不发生大的波动二、两自由度平面连杆机构机构中的构件数“与低副数pi之间的关系为3-85)3n — 52当取n = 5'7'9‘…，时，对应pi二5,&11，…n = 5，pi - 5时，有一种闭式运动链,如图3-75a所示，取任一构件为机架，得到的机构如图3-75b所示，称为平面五连杆机构。

n=7, p广8时’得到的机构称为平面七连杆机构’等等图3-75平面五连杆运动链及其机构图3-76平面五连杆机构的应用图3-76a所示为能实现直线运动的平面五连杆机构图中两个齿轮大小相同，通过一个 齿轮输入运动，B点能实现直线轨迹图3-76b所示为一简易机械手的示意图，分别驱动曲 柄AI和CC，可使手部K点到达指定位置此方案的好处是驱动部分在机架上，减轻了 00手部的重量，爪运动的驱动可置于A点，减轻了爪部悬臂的重量三、三自由度平面连杆机构机构中的构件数“与低副数pi之间的关系为3-86)3n - 62当取n = 4'6‘&…，时，对应pi二3,6,9，…n = 4，P广3时，只能构成一开式运动链，此处不讨论n = 6，p二6时，有一种闭式运动链，如图3-77a所示，取任一构件 l为机架，得到的机构如图 3-77b 所示图3-77 n = 6，叮6时的运动链及相应三自由度平面并联机构n = 8，p二9时，共有7种闭式链结构，图3-78a所示是其中结构比较特殊的运动链, l两三副构件3和8 （等价）之间由三组II级杆组相连接当取三副构件8为机架时得到的机 构如图3-78b所示，称这种机构为三自由度平面并联机构。

对其它结构形式的运动链，取不 同构件为机架得到结构更为复杂的三自由度平面连杆机构图3-78 n = 8 , pi二9时的一种闭式运动链及机构若在图 3-78b 所示三自由度平面并联机构的动平台（构件3）上固结手爪，可构成平面 并联机械手，与串联式机械手相比，前者有较好的刚性和承载能力若在动平台上安装刀具 可将该机构设计成平面虚拟轴雕刻机或平面虚拟轴机床。