机械设计基础11平面连杆机构

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1、第11章平面连杆机构●11.1铰链四杆机构●11.1.1铰链四杆机构的类型及应用●11.1.2铰链四杆机构类型的判别●11.2具有一个移动副的平面四杆机构●11.2.1曲柄滑块机构●11.2.2曲柄滑块机构●11.3偏心轮机构和平面多杆机构●11.3.1偏心轮机构●11.3.2平面多杆机构●11.4平面四杆机构的运动特性●11.4.1曲柄摇杆机构的运动特性●11.4.2曲柄滑块机构的运动特性●11.4.3曲柄摆动导杆机构的运动特性●11.5曲柄摆动导杆机构的运动特性●11.5.1按给定的连杆长度和位置设计平面四杆机构●11.5.2按给定的行程速度变化系数设计平面四杆机

2、构●本章习题●11.1铰链四杆机构●11.1.1铰链四杆机构的类型及应用根据连架杆的不同运动形式，铰链四杆机构可分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构三种基本类型。1．曲柄摇杆机构两个连架杆中一个为曲柄另一个为摇杆的四杆机构，称为曲柄摇杆机构，如图11.1所示。其中构件1是曲柄，构件3是摇杆。图11.1铰链四杆机构图11.2雷达天线俯仰角调整机构图●11.1.1铰链四杆机构的类型及应用2．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。在图11.4所示的惯性筛机构中，由构件1、2、3、6构成的铰链四杆机构为双曲柄机构。主动件曲柄1匀速转动，从动曲柄3则作周期

3、性变速回转运动，通过连杆4使筛子在往复运动中具有所需的加速度，从而达到筛分物料的目的。图11.4惯性筛机构2．双曲柄机构在铰链四杆机构中，若对边的长度相等而且平行,该机构称为平行四边形机构。如图11.5所示，不论以哪个构件为机架，平行四边形机构都是双曲柄机构。3．双摇杆机构两个连架杆均为摇杆的铰链四杆机构称为双摇杆机构。图11.9所示的鹤式起重机中的四杆机构即为双摇杆机构。当主动件摆动时，从动摇杆也随之摆动，而且可以通过设计找到连杆上某点的运动轨迹近似为水平直线。图11.5平行四边形机构图11.9鹤式起重机●11.1.2铰链四杆机构的类型及应用1．曲柄存在的条件在图1

4、1.11所示的铰链四杆机构中，各杆长度分别为、、、，杆1、杆3为连架杆、杆2为连杆、杆4为机架，如果连架杆1能作整周回转，即为曲柄，那么1必须能顺利通过与机架4共线的两个位置和。当曲柄处于位置时，形成，可得处于位置时，形成，可得，，由分析表明，在铰链四杆机构中，连架杆1成为曲柄的条件如下：(1)连架杆1是最短杆(2)最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和。图11.11铰链四杆机构曲柄存在条件的分析●11.1.2铰链四杆机构的类型及应用2．铰链四杆机构类型的判断若最短杆与最长杆长度之和小于或等于另外两杆长度之和，则(1)当最短杆为连架杆时，该机构是曲柄摇杆机构

5、。(2)当最短杆为机架时，该机构是双曲柄机构。(3)当最短杆为连杆时，该机构是双摇杆机构。若最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和，因机构中不可能有曲柄存在，故不论取任何构件为机架，都是双摇杆机构。若构件的长度具有特殊的关系，如不相邻的杆长两两分别相等，该机构不论以哪个杆件为机架，都是双曲柄机构(平行四杆机构或反向双曲柄机构)。●11.2具有一个移动副的平面四杆机构●11.1.2铰链四杆机构的类型及应用在图11.12(a)所示的曲柄摇杆机构中，摇杆3上C点的运动轨迹是以D为圆心、CD长为半径的圆弧。若杆3长度增至无穷大，则如图11.12(b)所示，C点轨迹变为直线

6、。于是摇杆3演化为直线运动的滑块，原曲柄摇杆机构中的转动副演化为图11.12c所示的曲柄滑块机构。若点C运动轨迹A正对曲柄转动中心，则称为对心曲柄滑块机构如图11.12(c)所示；若C点运动轨迹的延长线与曲柄转动中心A之间存在偏距e[如图11.12(d)所示]，则称为偏置曲柄滑块机构。●11.1.2铰链四杆机构的类型及应用导杆机构可以看成是通过改变曲柄滑块机构中的固定构件演化而来的。演化后能在滑块中作相对移动的构件[图11.14(b)、(c)、(d)中的构件4]称为导杆。根据导杆的运动特征，导杆又分为四种类型。1．曲柄转动导杆机构在图11.14(b)中，以杆1为机架，

7、由于杆的长度＜，因此杆2和杆4都可以作整周转动。这种具有一个曲柄和一个能作整周转动导杆的四杆机构称为曲柄转动导杆机构。图11.15所示的小型刨床机构简图中，采用的就是由杆1、2、3、4组成的曲柄转动导杆机构。(a)曲柄滑块机构(b)曲柄转动导杆机构图11.15曲柄转动导杆机构在小型刨床机构中的应用2．曲柄摆动导杆机构在图11.14(b)中，如果杆的长度＞，那么机构演化成图11.16(a)所示的曲柄摆动导杆机构。图11.16(b)所示为曲柄BC摆动导杆机构在电器开关中的应用。当曲柄处于图示位置时，动触点4和静触点1接触，当BC偏离图示位置时，两触点分开