【精品】平面连杆机构及其设计.doc

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1、第四章平面连杆机构及其设计（-）教学要求：1.了解平面连杆机构、四杆机构的概念及特点；2.掌握狡链四杆机构的基本形式、应用及判断方法；掌握压力角、传动角、急冋特性、死点等概念;3.熟悉狡链四杆机构的演化形式及应用；4.熟练掌握四杆机构的作图法设计；（二）重点难点：1.了解较链四杆机构及其演化；2.掌握平而四杆机构的基本特性；3.四杆机构的作图法设计；（三）教学手段与方式：课堂讲授，实物模型、课件演示、课堂练习（四）建议学时：6学时（五）教学内容：第一节平面四杆机构的基本形式及其演化基本术语：平面连杆机

2、构：只含低副的平面机构称为平面连杆机构（也称为低副机构）。平面四杆机构：山四个构件通过低副连接的平面连杆机构。多杆机构：四个构件以上的平面连杆机构，在结构上多数可视为两个以上四杆机构共构件的组合。特点：%1属于低副机构。两元素为而接他，因此在传递同样载荷的条件下，两元素间的压强较小，可承受较大的载荷；②可进行多种形式的运动变换：③对实现不同形状的运动轨迹；④难以准确地实现任意的运动规律。因为运动链较长，各构件尺寸误差和运动副中的间歇将使连杆机构产生较大的积累误差。平面四杆机构是工程上最常'用的平面连杆

3、机构，是平面连杆机构的基础，也是本章主要研究的内容。一、较链四杆机构的组成平而四杆机构的基本形式是餃链四杆机构，如图4.13,较链四杆机构包含机架、连架杆和连杆。机架：机构中固定不动的构件（如图4.13中AD）。连架杆：与机架相联的构件（如图4.13中AB、CD）。相对机架可作360。转动的连架杆称为曲柄，相对机架只能在小于360。范围内作摆动的连架杆称为摇杆；连杆：不与机架相联的构件（如图4.13中BC）o图4.13饺链四杆机构二、较链四杆机构的基本型式按两连架杆是曲柄还是摇杆的不同纽合，可将饺链四

4、杆机构分为三种型式:(1)曲柄摇杆机构特征：两连架杆，一个是曲柄，另一•个是摇杆。作用：将曲柄的整周冋转转变为摇杆的往复摆动。如图4.14搅拌机、图4.15缝纫机脚踏驱动机构。图4・14搅拌机(2)双曲柄机构特征：两连架杆均为曲柄。作用：将一曲柄的等速回转转变为另一曲柄等速或变速回转。如图4.16的惯性筛机构，主动曲柄AB等速冋转一周时，曲柄CD变速冋转一周，使筛子EF获得加速度，从而将被筛选的材料分离。图4.16惯性筛机构b)图4.17机车车轮机构双曲柄机构的特例一一平行四边形机构。平行四边形机构特

5、点：两连架杆等长II平行，连杆作平动。平行四边形机构有以下三个运动特性：%1两曲柄转速相等。机车车轮联动机构止是利用该机构的这一特性。%1连杆始终与机架平行。%1运动不确定性。如图4.17机车车轮机构是平行四边形机构，它使齐车轮与主动轮具有相同的速度，其内含有一个虚约束，以防止在曲柄与机架共线时运动不确定(如图4.18,共线时，B点转到B1点，而C点位置可能转动C2或C2'位置)。(1)双摇杆机构特征：两个连架杆都为摇杆。如图4.19的鹤式起重机，当CD杆摆动时，连杆CB上悬挂重物的点M在近似水平线上

6、移动，使重物避免不必耍的升降，以减少能量消耗。再如图4.20的摇头机构，电动机安装在摇杆4上，较链八处装有一个与连杆1固接在一起的蜗轮。电机转动时，电动机轴上的蜗杆带动蜗轮迫使连杆1绕A点做整周转动，从而使连架杆2和4做往复摆动。C图4.19鹤失起重机3图4.20摇头机构三、铉链四杆机构的演化各种四杆机构虽然具有不同的外形和构造,到都具有相同的运动特性，或一定的内在联系，并且都可以看成是从狡链四杆机构演化而来°(1)扩大转动副，使转动副变成移动副。图4.21曲柄摇杆机构的演化构图4.21(a)所示的曲

7、柄摇杆机构中，现把杆4作成环形槽，槽的中心在D点，血把杆3做成与槽配合的弧形滑块，如图4.21(b)所示。再将环形槽多余的部分去掉，如图4.21(c)所示，尽管转动副的形状发生了变化，但其相对运动性质却完全相同。如果再将环形槽的半径增大到无穷大，则环形槽变成直槽，机构演化成偏置曲柄滑块机构，如图4.21(d)所示。c)d)图4.22曲柄滑块机构的演化构同样，将转动副C的半径扩大，使其超过杆2的长度，将杆2改成滑块2在环形槽3内绕C点转动(如图4.22(b)所示)，此时各构件的相对运动都没有发生变化。将

8、转动副C的中心移到无穷远处，环形槽变成直槽，得到移动导杆机构，如图4.22(c)所示。若将如图4.22(a)所示的对心曲柄滑块机构中的转动副B的半径扩大，使之超过杆1的长度，杆1变成了圆盘1,则対心曲柄滑块机构演化成偏心轮机构，如图4.22(d)所示。(2)选不同的构件为机架山理论力学可知，在同一低副机构中，不论取哪一个构件为机架，机构中各构件间的相对运动不变。此特性称为运动可逆性。选収不同构件作机架，可得到不同型式的机构，这种演化方式称为倒置。下而分别