平面连杆结构及其设计

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1、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1特征是：有一作平面运动的构件，称为连杆(connectingrod)。定义：平面连杆机构是由若干个构件通过平面低副（转动副和移动副）联接而构成的平面机构，又称平面低副机构。（连杆机构或称低副机构）§8－1连杆机构(linkages)及其传动特点22.连杆机构的特点（优缺点）优点：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。改变杆的相对长度，从动件运动规律不同。连

2、杆曲线(couplercurve)丰富。可满足不同要求。缺点：构件和运动副多，累积误差大、运动精度低、效率低。产生动载荷（惯性力），且不易平衡，不适合高速。设计复杂，难以实现精确的轨迹。33.分类:本章重点内容是介绍平面四杆机构(planarfour-barlinkage)。平面连杆机构空间连杆机构4.命名（常以构件数命名）四杆机构、多杆机构4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(crank)—作整周定轴回转的构件；连杆(coupler)—作平面运动的构件；连架杆(sidelink)—与机架相联的构件；摇杆(ro

3、cker)—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。§8－2平面四杆机构的类型和应用1.平面四杆机构的基本型式5（1）曲柄摇杆机构(crank-rockermechanism)特征：曲柄＋摇杆作用：将曲柄的整周连续回转转变为摇杆的往复摆动。§8－2平面四杆机构的类型和应用2.平面四杆机构的三种基本型式6曲柄摇杆机构的应用游梁式抽油机7（2）双曲柄机构(doublecrankmechanism)特征：两个曲柄作用：将等速回转转变为等速或变速回转。8双曲柄机构的应用9ABCD特例：平行四边形机构AB

4、=CD特征：两连架杆等长且平行，连杆作平动且始终与机架平行，两曲柄以相同速度同向转动。BC=ADB’C’10平行四边形机构的应用11反平行四边形机构双曲柄机构中两相对杆的长度分别相等，但不平行。--车门开闭机构反向F’A’E’D’G’B’C’ABEFDCG注：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。12（3）双摇杆机构(doublecrockmechanism)特征：两个摇杆13ABDCE特例：等腰梯形机构－汽车转向机构C’B’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

5、ABDC双摇杆机构的应用14(1)改变构件的形状和运动尺寸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(slider-crankmechanism)双滑块机构正弦机构s=lsinφ↓∞→∞φl3.平面四杆机构的演化型式15(2)改变运动副的尺寸偏心轮机构(eccentricmechanism)16(3)选不同的构件为机架（情况1）导杆机构摆动导杆机构转动导杆机构314A2BC曲柄滑块机构314A2BC(guidebarmechanism)（导杆4作摆动）（导杆4作转动）17牛头刨床(摆动导杆机构)应用实例:ABDC1243C2C118

6、(3)选不同的构件为机架（情况二）ACB1234导杆机构314A2BC曲柄滑块机构314A2BC曲柄摇块机构314A2BC19应用实例:20(3)选不同的构件为机架（情况三）314A2BC直动滑杆机构手摇唧筒这种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BC3214A导杆机构314A2BC曲柄滑块机构314A2BC曲柄摇块机构314A2BCABC321421椭圆仪机构实例：选择双滑块机构中的不同构件作为机架可得不同的机构1234正弦机构321422(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

7、运动。导杆机构4321摇块机构3214两者运动特性相同23§8－3有关平面四杆机构的基本知识四杆机构丰富的运动轨迹24从前面的这些四杆机构的应用实例我们不难发现，四杆机构中有的有周转副，而有的没有；细心的同学可能也已经发现，在牛头刨床的实例中，进给时速度慢，而回程时速度快。也就是说，这些种类繁多的四杆机构，它到底有一些什么样的基本的特点呢？这是这一章的一个重点内容之一，也只有在充分认识了解这些特点之后，我们在设计的时候才能有所突出，知道哪些特性可以利用，而哪些特点应该避免出现。§8－3有关平面四杆机构的基本知识25abdcC’B’ADb≤(d–a

8、)+c则由△B’C’D可得：则由△B”C”D可得：a+d≤b+cc≤(d–a)+bAB为最短杆→a+b≤c+d§8－3有关平面四杆机构的