第三章平面连杆机构

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1、第3章平面连杆机构§3－1铰链四杆机构的基本型式和特性§3－2铰链四杆机构有整转副的条件§3－3铰链四杆机构的演化§3－4平面四杆机构的设计北京林业大学专用作者：潘存云教授应用实例：内燃机、鹤式吊、火车轮、手动冲床、牛头刨床、椭圆仪、机械手爪、开窗户支撑、公共汽车开关门、折叠伞、折叠床、牙膏筒拔管机、单车制动操作机构等。特征：有一作平面运动的构件，称为连杆。特点：①采用低副。面接触、承载大、便于润滑、不易磨损形状简单、易加工、容易获得较高的制造精度。②改变杆的相对长度，从动件运动规律不同。③连杆曲线丰富。可满足不同要求。定义：由低副（转动、移动）连接组成的平面机构。§3－

2、1铰链四杆机构的基本型式和特性北京林业大学专用作者：潘存云教授缺点：①构件和运动副多，累积误差大、运动精度低、效率低。②产生动载荷（惯性力），不适合高速。③设计复杂，难以实现精确的轨迹。分类:平面连杆机构空间连杆机构常以构件数命名：四杆机构、多杆机构。本章重点内容是介绍四杆机构。北京林业大学专用作者：潘存云教授平面四杆机构的基本型式:基本型式——铰链四杆机构，其它四杆机构都是由它演变得到的。名词解释：曲柄——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

3、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。曲柄连杆摇杆北京林业大学专用作者：潘存云教授设计：潘存云设计：潘存云ABC1243DABDC1243（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。雷达天线俯仰机构曲柄主动缝纫机踏板机构应用实例：如叶片泵、惯性筛等。2143摇杆主动3124北京林业大学专用作者：潘存云教授设计：潘存云设计：潘存云ADCB1234旋转式叶片泵ADCB123ABDC1234E6惯性筛机构31北京林业大学专用作者：潘存云教授设计：潘存云设计：潘存云设计：潘存云设

4、计：潘存云ABCD耕地料斗DCAB耕地料斗DCAB实例：火车轮特例：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BC=ADABDC摄影平台ADBCB’C’天平播种机料斗机构北京林业大学专用作者：潘存云教授设计：潘存云设计：潘存云设计：潘存云设计：潘存云反平行四边形机构——车门开闭机构反向F’A’E’D’G’B’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。北京林业大学专用作者：潘存云教授设计：潘存云设计：潘存云设计：潘存云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

5、摇头机构B’C’ABDC风扇座蜗轮蜗杆电机ABDCEABDCE电机ABDC风扇座蜗轮蜗杆电机ABDC风扇座蜗轮蜗杆ABDC北京林业大学专用作者：潘存云教授设计：潘存云ABCDB1C1AD1.急回运动在曲柄摇杆机构中，当曲柄与连杆两次共线时，摇杆位于两个极限位置，简称极位。当曲柄以ω逆时针转过180°+θ时，摇杆从C1D位置摆到C2D。所花时间为t1,平均速度为V1,那么有：曲柄摇杆机构3D此两处曲柄之间的夹角θ称为极位夹角。θ180°＋θωC2B2北京林业大学专用作者：潘存云教授设计：潘存云B1C1ADC2当曲柄以ω继续转过180°-θ时，摇杆从C2D,置摆到C1D，所花

6、时间为t2,平均速度为V2,那么有：180°-θ因曲柄转角不同，故摇杆来回摆动的时间不一样，平均速度也不等。显然：t1>t2V2>V1摇杆的这种特性称为急回运动。用以下比值表示急回程度称K为行程速比系数。且θ越大，K值越大，急回性质越明显。只要θ≠0，就有K>1所以可通过分析机构中是否存在θ以及θ的大小来判断机构是否有急回运动或运动的程度。设计新机械时，往往先给定K值，于是:北京林业大学专用作者：潘存云教授设计：潘存云αFγF’F”当∠BCD≤90°时，γ＝∠BCD2.压力角和传动角压力角从动件驱动力F与力作用点绝对速度之间所夹锐角。ABCD设计时要求:γmin≥50°γ

7、min出现的位置：当∠BCD>90°时，γ＝180°-∠BCD切向分力:F’=Fcosα法向分力:F”=Fcosγγ↑F’↑→对传动有利。=Fsinγ称γ为传动角。此位置一定是：主动件与机架共线两处之一。CDBAFγ可用γ的大小来表示机构传动力性能的好坏,F”F’当∠BCD最小或最大时，都有可能出现γmin为了保证机构良好的传力性能北京林业大学专用作者：潘存云教授设计：潘存云C1B1l1l2l3l4DA由余弦定律有∠B1C1D＝arccos[l42+l32-(l4-l1)2]/2l2l3∠B2C2D＝arccos[l42+l