平面连杆机构及其设计2

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1、第三章平面连杆机构及其设计§3-1平面连杆机构的特点及其设计的基本问题§3-2平面四杆机构的基本型式及其演化§3-3平面四杆机构的主要工作特性§3-4实现连杆给定位置的平面四杆机构运动设计§3-5实现已知运动规律的平面四杆机构运动设计§3-6实现已知运动轨迹的平面四杆机构运动设计§3-1平面连杆机构的特点及其设计的基本问题1.应用举例契贝谢夫四足步行机构（动画）平面连杆机构是由若干个构件通过低副联接而成的机构，又称为平面低副机构。它是利用连杆曲线特性，当一对角足运动处在曲线的直线段时则着地静止不动，而另一对角足则处在曲线段作迈足运动，从而可实现

2、类似动物的足行运动。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。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。实例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；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。3.传动特点运动副一般

3、为低副；优点：或者在主动件运动规律一定时，从动件能精确或近似地按给定规律运动。即要求连杆机构能引导构件按规定顺序精确或近似地经过给定的若干位置即要求连杆机构中做平面运动的构件上某一点精确或近似地沿着给定的轨迹运动。平面连杆机构设计的基本问题1）实现构件给定位置，2）实现已知运动规律，即要求主、从动件满足已知的若干组对应位置关系，包括满足一定的急回特性要求，3）实现已知运动轨迹，§3-2平面四杆机构的基本型式及其演化一、铰链四杆机构其他型式的四杆机构是由基本型式的四杆机构演化而来的所有运动副均为转动副的平面四杆机构称为铰链四杆机构。名词解释：曲柄

4、—作整周定轴回转的构件；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；整转副—能作360相对回转的运动副；摆动副—只能作有限角度摆动的运动副。铰链四杆机构的三种基本型式（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。雷达天线俯仰机构缝纫机踏板机构摇杆主动曲柄主动（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。特例：平行四边形机构特征：两连架杆等长且平行，连杆作平动反平行四边形机构--车门开闭机构反向实际应用：插床机构、惯性筛等。（3）双摇杆机构特征：两个摇杆应用举例

5、：鹤式起重机特例：等腰梯形机构－汽车转向机构回顾：基本式四杆机构的应用ABDCEABDCEABDCE铰链四杆机构的倒置注意：双摇杆机构的类型（1）曲柄摇杆机构的倒置机构（2）机构中的四个转动副均为摆动副平面四杆机构的类型和应用(2/2)选用不同的构件为机架（即机构的倒置）在一个四杆机构中，选取不同的构件作机架，以获得输出构件与输入构件间不同的运动特性。其三种倒置机构均为双摇杆机构二、含有一个移动副的四杆机构移动副可以看做是由转动副演化而来的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曲柄滑块的倒置导杆机构转动（回转）导杆机构摆动导杆

6、机构当杆1的长度小于机架长度时，导秆3只能作来回摆动，又称为摆动导秆机构，牛头刨中的主运动机构是他的应用实例当杆1的长度大于机架长度时，当构件1和构件3均能作整周转动，小型刨床就是应用实例三、含两个移动副的四杆机构对心曲柄滑块机构正弦机构φss=lsinφ正弦机构的表示方法正弦机构的倒置正弦机构及其倒置机构的应用刺布机构椭圆规十字沟槽联轴节正切机构及其倒置机构正切滑块摇杆摇杆导杆滑块摇块1234123413421234四、偏心轮机构偏心轮机构在曲柄滑块机构中，若把曲柄端点的转动副半径扩大，使它超过曲柄的长度，曲柄就演化成一个偏心轮，其偏心距为曲

7、柄的长度。演化型式四杆机构的应用O112345ABCO2r1r2双偏心轮机构偏心轮机构多用于曲柄销承受重大冲击载荷或曲柄长度较短及曲柄需要装在直轴中部的机器中作用：增大轴颈的尺寸，提高偏心轴的强度和刚度，简化结构。应用于传力较大的冲床、颚式破碎机、内燃机等机械中。§3-3平面四杆机构的主要工作特性1.铰链四杆运动链中转动副为整转副的充分必要条件一、转动副为整转副的充分必要条件铰链四杆机构中某个转动副是否为整转副取决于四个构件的相对长度关系abdcC’B’ADB”C”cbd-a设a

8、+d≤b+cb≤(d-a)+cc≤(d-a)+b即:a+b≤d+c即:a+c≤d+b所以：a≤b,a≤c,a≤d若设a>d，同理有：d≤a,d≤b,d