机械基础 教学课件 作者 吴细辉 第5章铰链四杆机构.ppt

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1、第5章铰链四杆机构主编5.1　铰链四杆机构的组成、分类及应用5.1.1　运动副机构的重要特征是构件之间具有确定的相对运动，为此必须对各个构件的运动加以限制。在机构中，每个构件都以一定的方式与其他构件相互接触，二者之间形成一种可动连接，从而使相互接触的构件的相对运动受到限制。如同光滑面约束和光滑铰链约束一样，两构件之间既保持直接接触，又能产生一定的相对运动的连接称为运动副。表5-1　低副及其应用特点5.1　铰链四杆机构的组成、分类及应用表5-2　高副及其应用5.1　铰链四杆机构的组成、分类及应用图5-2　铰链四杆机构5.1.2　铰链四杆机构的

2、组成铰链四杆机构的基本结构如图5⁃2所示。5.1　铰链四杆机构的组成、分类及应用5.1.3　铰链四杆机构的基本类型、特点及应用按连架杆中是否有曲柄存在，铰链四杆机构有三种基本形式，分别为曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构，如图5⁃3所示。图5-3　铰链四杆机构的基本类型5.1　铰链四杆机构的组成、分类及应用1.曲柄摇杆机构的运动特点及应用曲柄摇杆机构的运动特点表5-3　曲柄摇杆机构的应用实例5.1　铰链四杆机构的组成、分类及应用2.双曲柄机构的运动特点及应用常见的双曲柄机构类型及运动特点和应用见表5⁃ 4、表5⁃5。表5- 4　双曲柄机构

3、类型及运动特点5.1　铰链四杆机构的组成、分类及应用表5-5　双曲柄机构的应用实例5.1　铰链四杆机构的组成、分类及应用3.双摇杆机构的运动特点及应用双摇杆机构的运动特点表5-6　双摇杆机构的应用5.2　铰链四杆机构的基本性质5.2.1　曲柄存在的条件和铰链四杆机构类型的判别1.曲柄存在的条件曲柄是能作整周的连架杆，只有这种能作整周回转运动的构件才能用电动机来带动，所以能作整周旋转的构件在机构中具有重要的地位，即曲柄是机构中的关键构件。1)连架杆与机架中必有一个是最短杆。2)最短杆与最长杆长度之和必小于或等于其余两杆长度之和。图5- 4　曲

4、柄摇杆机构5.2　铰链四杆机构的基本性质2.铰链四杆机构三种基本类型的判别方法根据曲柄存在的条件，可以推出铰链四杆机构三种基本类型的判别方法：1)若铰链四杆机构中最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和，则无曲柄存在，不论以哪一杆为机架，都只能构成双摇杆机构。2)若铰链四杆机构中最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和，则①取最短杆为机架时，可构成双曲柄机构。②取最短杆的相邻杆为机架时，可构成曲柄摇杆机构。③取最短杆的相对杆为机架时，可构成双摇杆机构。5.2　铰链四杆机构的基本性质5.2.2　急回特性与行程速比系数在图5⁃5所示的

5、曲柄摇杆机构中，设等速转动的曲柄AB为主动件，它在回转一周的过程中，与连杆BC有两次共线位置AB1和AB2，主动曲柄与连杆在两共线位置时所夹的锐角称为极位夹角，用θ表示。1)K的大小表示急回的程度。2)当θ>0时，机构具有急回特性，θ越大，K值越大，急回特性越明显。图5-5　急回特性5.2　铰链四杆机构的基本性质5.2.3　死点位置如图5⁃6所示，在曲柄摇杆机构中，若取摇杆为主动件，当摇杆在两极限位置时，连杆与曲柄共线，通过连杆加于曲柄的力经过铰链中心A，该力对点A的力矩为零，故不能推动曲柄转动，从而使整个机构处于静止状态，这个位置称为死点

6、位置。图5-6　死点位置5.2　铰链四杆机构的基本性质图5-7　通过死点位置的方法5.2　铰链四杆机构的基本性质图5-8　夹具图5-9　飞机起落架机构5.3　铰链四杆机构的演化5.3.1　曲柄滑块机构将曲柄摇杆机构演化为含一个移动副的四杆机构，即曲柄滑块机构。曲柄滑块机构是由曲柄摇杆机构中CD摇杆的半径增加至无穷大而演化来的，演化过程如图5⁃10所示。图5-10　曲柄摇杆机构的演化5.3　铰链四杆机构的演化图5-11　曲柄滑块机构图5-12　偏心轮机构5.3　铰链四杆机构的演化图5-13　曲柄滑块机构的应用5.3　铰链四杆机构的演化5.3.

7、2　导杆机构、摇块机构和定块机构当曲柄滑块机构中选取不同的构件为机架时，会得到不同类型的机构，如图5⁃14所示。图5-14　导杆机构、摇块机构和定块机构5.3　铰链四杆机构的演化图5-15　导杆机构图5-16　导杆机构的应用(牛头刨床)5.3　铰链四杆机构的演化图5-17　摇块机构和定块机构的应用5.3　铰链四杆机构的演化本章小结1.两构件之间的可动连接称为运动副。2.具有四个构件以四个转动副相连的四杆机构称为铰链四杆机构，铰链四杆机构有曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构等三种基本形式。3.铰链四杆机构中存在曲柄的条件：1)连架杆与机架中

8、必有一个最短杆。2)最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和。4.铰链四杆机构三种基本类型的判别方法：1)若铰链四杆机构中最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和，则无