机械原理第八章平面连杆机构及其设计

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1、返回第八章平面连杆机构及其设计§8-1连杆机构及其传动特点§8-2平面四杆机构的类型和应用§8-3平面四杆机构的基本知识§8-4平面四杆机构的设计§8-5多杆机构连杆机构常用其所含的杆数而命名，故此类机构统称为连杆机构。§8-1连杆机构及其传动特点1.应用举例契贝谢夫四足步行机构（图片、动画）2.连杆机构曲柄滑块机构摆动导杆机构此类机构的共同特点：机构的原动件1和从动件3的运动都需要经过连杆2来传动。机构中的运动副一般均为低副。故此类机构也称低副机构。连杆机构中的构件多呈现杆的形状，故有四杆机构、六杆机构等。例8-1铰链四杆机构故常称构件为杆。构件多呈现杆的形状；可实现多种运动变换和运动规律；

2、连杆曲线形状丰富，可满足各种轨迹要求。缺点：运动链长，累积误差大，效率低；惯性力难以平衡，动载荷大，不宜用于高速运动；一般只能近似满足运动规律要求。连杆机构及其传动特点(2/2)3.传动特点运动副一般为低副；优点：§8-2平面四杆机构的类型和应用1.四杆机构的类型（1）基本型式铰链四杆机构等腰梯形机构（2）演化形式其他型式的四杆机构可以认为是由基本型式的四杆机构演化而来的，其演化方法有：1）改变构件的形状及运动尺寸2）改变运动副的尺寸曲柄摇杆机构双曲柄机构双摇杆机构平行四边形机构逆平行四边形机构例8-2铰链四杆机构的倒置曲柄滑块机构的倒置双滑块机构的倒置4）运动副元素的逆换2.四杆机构的应用（

3、1）基本型式四杆机构的应用（2）演化型式四杆机构的应用平面四杆机构的类型和应用(2/2)3）选用不同的构件为机架（即机构的倒置）§8-3平面四杆机构的基本知识1.铰链四杆机构有曲柄的条件最短杆长度＋最长杆长度≤其余两杆长度之和；组成该周转副的两杆中必有一杆为最短杆。（2）铰链四杆机构有曲柄的条件最短杆为连架杆或机架。例8-3铰链四杆机构（1）周转副的条件1）各杆长度满足杆长条件其中第一个条件称为杆长条件。各杆长度应满足杆长条件；2）各杆长度不满足杆长条件此时不论以何杆为机架，机构均为双摇杆机构。则机构为双曲柄机构；当最短杆为连架杆时，如果各杆长度不满足杆长条件，则机构无周转副，例8-4偏置曲柄

4、滑块机构偏置曲柄滑块机构有曲柄的条件：连架杆长度＋偏距≤连杆的长度；连架杆为最短杆。对心曲柄滑块机构有曲柄的条件：连架杆长度≤连杆的长度；连架杆为最短杆。平面四杆机构的基本知识(2/5)则机构为曲柄摇杆机构；当最短杆的相对杆为机架时，当最短杆为机架时，机构为双摇杆机构。结论：如果铰链四杆机构各杆长度满足杆长条件，2.急回运动和行程速度变化系数（1）急回运动当主动件曲柄等速转动时，从动件摇杆摆回的平均速度大于摆出的平均速度，摇杆的这种运动特性称为急回运动。（2）行程速度变化系数Kv2v1K=180＋θ°180－θ°=结论且θ角越大，K值越大，机构的急回性质也越显著。例8-5牛头刨床机构当机构存在

5、极位夹角θ时，机构便具有急回运动特性；例8-6对心曲柄滑块机构例8-7偏置曲柄滑块机构平面四杆机构的基本知识(3/5)（3）双曲柄机构的行程速度变化系数设曲柄AB匀速转动，在连杆BC与AD平行的两位置，两曲柄的角速度相等，即ω3/ω1＝1。当曲柄从AB1转到AB2位置，主动曲柄转过α1，从动曲柄转过φ1，此为慢转阶段，从动曲柄平均角速度为ωo=φ1ω1/α1。当曲柄从AB2转到AB1位置，为快转阶段，从动曲柄平均角速度为ωm=(360°-φ1)ω1/(360°-α1)。故双曲柄机构的行程速度变化系数为AC1DB1B2C2213α1φ1连杆BC与从动件CD之间所夹的锐角γ称为四杆机构在此位置的传

6、动角。且γ＝90°－α≤90°最小传动角的确定：对于曲柄摇杆机构，γmin出现在主动件曲柄与机架共线的两位置之一。为了保证机构传力性能良好，应使γmin≥40～50°。°3．四杆机构的传动角对于曲柄摇杆机构，以摇杆CD为主动件，则当连杆与从动件曲柄共线时，机构的传动角γ＝0°，这时主动件CD通过连杆作用于从动件AB上的力恰好通过其回转中心，出现了不能使构件AB转动的“顶死”现象，机构的这种位置称为“死点”。4.死点例8-9曲柄滑块机构例8-10摆动导杆机构例8-8曲柄摇杆机构平面四杆机构的基本知识(4/5)（1）克服死点的方法1）利用安装飞轮加大惯性的方法，借惯性作用使机构闯过死点。2）采用将

7、两组以上的同样机构组合使用，且使各组机构的死点位置相互错开排列的方法。（2）死点的应用例8-11飞机起落架收放机构例8-12折叠式桌的折叠机构平面四杆机构的基本知识(5/5)5．连杆机构的运动连续性§8-4平面四杆机构的设计1.连杆机构设计的基本问题例8-13流量指示机构例8-14牛头刨床机构（2）满足预定的连杆位置要求连杆机构设计的基本问题是根据给定的要求选定机构的型式，确定各构件的尺寸，同时还