平面四杆机构的基本类型及其演化

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1、§4-1平面四杆机构的基本类型及其演化§4-2平面四杆机构的工作特性§4-3平面连杆机构的组成及其优缺点§4-4用作图法设计平面四杆机构§4-5构件的结构设计（一）教学要求（二）教学的重点与难点平面连杆机构的工作特性，平面连杆机构的运动设计。（三）教学内容第四章平面连杆机构了解平面连杆机构的组成及其优缺点；熟悉平面连杆机构的工作特性；掌握平面连杆机构的基本形式、平面连杆机构的运动设计。平面连杆机构：全部由低副组成的平面机构。四杆机构是具有转换运动功能而构件数目最少的平面连杆机构。各构件之间均由转动副相连接的平面四杆机构称铰连四杆机构，它是平面四杆机构最基本的形式，其

2、它形式的四杆机构可看成在它的基础上演化而成的，而不少多杆机构又是由四杆机构串联组成的。二、铰链四杆机构的演化§4-1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形式图为一铰链四杆机构，构件4为机架相对的构件2为连杆，与机架相联的构件1和构件3称为连架杆，其中能绕其轴线作整轴回转的连架杆1称为曲柄，只能绕轴线往复摆动的连架杆3称为摇杆。因此根据两连杆运动形式的不同，铰链四杆机构可分为以下三种基本形式。机架：固定不动的构件——AD连架杆：直接与机架相连的构件——AB、CD连杆：不与机架相连的构件—BC曲柄：能作整周转动的连架杆摇杆：不能作整周转动的连架杆曲柄摇杆

3、(摆杆)(周转副)(摆转副)(一)铰链四杆机构的基本形式及其应用1、基本型式:结构特点：四个运动副均为转动副组成：机架、连杆、连架杆2、铰链四杆机构划分按连架杆不同运动形式分：(1)曲柄摇杆机构(2)双曲柄机构(3)双摇杆机构结构特点：连架杆1为曲柄，3为摇杆运动变换：转动摇动举例：缝纫机驱动机构、雷达天线机构两个连杆架中一个是曲柄而另一个是摇杆的铰链四杆机构称曲柄摇杆机构。(1)曲柄摇杆机构两个连杆都是曲柄的铰链四杆机构称为双曲柄机构。在双曲柄机构中，两曲柄可分别作主动件，一般情况下当主动曲柄等速转动时，从动曲柄作变速转动。图1所示惯性筛中的铰链四杆机构ABCD

4、便是双曲柄机构，在此机构中，当主动曲柄1等速回转一周时，从动曲柄3变速回转一周，可是筛子6获得所需的加速度，筛中的物料靠惯性而达到筛分的目的。在此机构中，当主动曲柄1等速回转一周时，从动曲柄3变速回转一周，可是筛子6获得所需的加速度，筛中的物料靠惯性而达到筛分的目的。四边形机构,其特点是两曲柄角速度相等,转向相同,连杆始终作平动。由于平行双曲柄机构具有等传动比的特点,故应用较广。(2)双曲柄机构平行双曲柄机构在曲柄转动一周的过程中，有两次两曲柄及连杆均与机架重叠在一起的位置，如图所示，AB、BC、CD与AD共线。此时，主动曲柄继续沿原方向转动，而从动曲柄的转向将有与

5、主动曲柄同向或反向两种可能。当从动曲柄的转向与主动曲柄的转向相反时就构成了反向双曲柄机构，因此为防止平行双曲柄机构在运动过程中变成反向双曲柄机构可采取以下措施：①在从动曲柄上装一飞轮靠惯性保证其转向不变；②在机构中增装一辅助曲柄以构成虚约束使从动曲柄不能反向转动。结构特点：二连架杆均为曲柄运动变换：转动转动，通常二转速不相等结构特点：二连架杆均为摇杆运动变换：摆动摆动两个连架杆都是摇杆的铰链四杆机构称双摇杆机构。在双摇杆机构中，两摇杆可分别作主动件。由于两摇杆只在一定角度范围内往复摆动，所以双摇杆机构工作时所需空间尺寸较小。(3)双摇杆机构铰链四杆机构的演化是指

6、在不改变构件间相对运动的条件下，通过改变某些构件的形状、长度、扩大转动副的半径或选取不同的构件为机架等方法，以得到四杆机构的其它一些演化机构。1、曲柄滑块机构2、导杆机构3、摇块机构4、定块机构5、偏心轮机构二、铰链四杆机构的演化§4-2平面四杆机构的工作特性一、四杆机构曲柄存在的条件二、急回特征三、传动角与压力角四、死点铰链四杆机构三种基本形式的区别在于机构中是否存在曲柄或有几个曲柄；而有无曲柄及曲柄的个数又与各构件的相对长度和机架的选取有关。当Lmax+LminL(其余两杆长度之和)时最短杆是连架杆之一——曲柄摇杆机构最短杆是机架——双曲柄机构最短杆是连杆——

7、双摇杆机构一、四杆机构曲柄存在的条件曲柄存在条件：1.最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和2.最短杆是连架杆或机架最短杆参与构成的转动副都是周转副其余均为摆转副当回程所用时间小于工作行程所用时间时，称该机构具有急回特征。极位夹角：摇杆摆角：ψ急回特性分析：=Cφ1=t1=1800+φ2=t2=1800-t1>t2,v2>v1(铰链C的平均速度)行程速比系数KK=1,无急回特性↑K↑急回特征越显著二、急回特征如图所示的曲柄摇杆机构中，当以曲柄为主动件，通过连杆带动摇杆往复摆动时，在不计机构运动副摩擦和构件惯性力的情况下，从动件摇杆所受作用