4平面连杆机构及设计

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1、第三章连杆机构和设计CHAPTER3ANALYSISANDSYNTHESISOFLINKAGES§3-l概述§3-2平面四杆机构的基本类型及其演化§3-3平面四杆机构有曲柄的条件及几个基本概念§3-4平面四杆机构设计▲概述1.平面连杆机构2.特点1、承载能力大，耐磨损，且便于润滑，使用寿命长；2、便于制造，成本低，且易达到较高的精度；3、运动链较长，所以运动累积误差大；4、连杆产生的惯性力难以生产平衡；5、设计计算较复杂。许多刚性构件用低副联接组成的平面机构。§3－2平面四杆机构的基本类型及其演化一、平面四杆机构的基本型式及应用基本型式－铰链四杆机

2、构，其它四杆机构都是由它演变得到的名词解释：曲柄—作整周定轴回转的构件；三种基本型式：（1）曲柄摇杆机构特征：曲柄＋摇杆作用：将曲柄的整周回转转变为摇杆的往复摆动。如雷达天线。连杆—作平面运动的构件；连架杆—与机架相联的构件；摇杆—作定轴摆动的构件；周转副—能作360相对回转的运动副；摆转副—只能作有限角度摆动的运动副。曲柄连杆摇杆▲（2）双曲柄机构特征：两个曲柄作用：将等速回转转变为等速或变速回转。如惯性筛等。雷达天线俯仰机构曲柄主动ABDC1243ABDC12432143缝纫机踏板机构摇杆主动3124ABDC1234E6耕地料斗DCAB实例：

3、火车轮惯性筛机构特例：平行四边形机构AB=CD特征：两连架杆等长且平行，连杆作平动香皂成型机。BC=ADABCD31B’C’ABDC耕地料斗DCAB、摄影平台ADBC、天平、播种机料斗机构反平行四边形机构--车门开闭机构反向A’E’D’G’B’F’C’ABEFDCG平行四边形机构在共线位置出现运动不确定。采用两组机构错开排列。ABDCE（3）双摇杆机构特征：两个摇杆应用举例：铸造翻箱机构特例：等腰梯形机构－汽车转向机构、风扇摇头机构ABDCB’C’ABDC风扇座蜗轮蜗杆电机电机ABDC风扇座蜗轮蜗杆电机ABDC风扇座蜗轮蜗杆ABDCEABDCE二、

4、平面连杆机构的演化(1)改变相对杆长，转动副演化为移动副偏心曲柄滑块机构对心曲柄滑块机构曲柄摇杆机构曲柄滑块机构双滑块机构正弦机构φss=lsinφ(2)改变转动副半径，演化为偏心轮机构偏心轮机构(2)选用不同构件为机架无论哪一个构件为机架，机构各构件间的相对运动是不变的。但选取不同构件为机架时，却可得到不同型式的机构。这种采用不同构件为机架演变机构的方式，称为机构的倒置。小型刨床牛头刨床应用实例ABDCE123456ABDC1243C2C1摇块机构314A2BC导杆机构314A2BC314A2BC曲柄滑块机构314A2BC直动滑杆机构手摇唧筒这种

5、通过选择不同构件作为机架以获得不同机构的方法称为：----机构的倒置BC3214AABC3214摇块机构314A2BC导杆机构314A2BC314A2BC曲柄滑块机构ACB1234应用实例B234C1A自卸卡车举升机构应用实例B34C1A2应用实例4A1B23C应用实例13C4AB2φ应用实例A1C234Bφ图03—22双滑块机构(double-slidermechanism)的应用椭圆仪机构例：选择双滑块机构中的不同构件作为机架可得不同的机构正弦机构32141234(4)运动副元素的逆换将低副两运动副元素的包容关系进行逆换，不影响两构件之间的相对

6、运动。导杆机构摇块机构43213214§3－3平面四杆机构有曲柄的条件和几个基本概念1.铰链四杆机构中有曲柄的条件设ad，同理有：d≤a,d≤b,d≤cabdcC’B’ADB”C”则由△B’C’D可得：三角形任意两边之和大于第三边则由△B”C”D可得：a+d≤b+cc≤(d-a)+b即:a+b≤d+c即:a+c≤d+bAB为最短杆AD为最短杆ad中必有一个是机架最长杆与最短杆的长度之和≤其他两杆长度之和cbd-a▲2)连架杆或机架之一为

7、最短杆。可知：当满足杆长和条件时，其最短杆参与构成的转动副都是周转副。曲柄存在的条件：1)最短杆与最长杆的长度之和应≤其他两杆长度之和，此时，铰链A为周转副。若取BC为机架，则结论相同，可知铰链B也是周转副。ABCDabcd称为杆长和条件。当满足杆长和条件时，说明存在周转副。在上节中，曾讨论曲柄摇杆机构当选择不同构件为机架时，可得到不同型式的铰链四杆机构。如：曲柄摇杆、双曲柄、双摇杆机构。2.铰链四杆机构的型式判定准则现根据上述讨论，可更明确地得到铰链四杆机构的型式判定准则如下：1)如果最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其他两杆长度之和，a.若最短

8、杆为机架，则该机构为双曲柄机构；mmmb.若最短杆的相邻杆为机架，则该机构为曲柄摇杆机构，最短杆为曲柄；mmmc.若最短杆