《机械设计基础》第二章 平面连杆机构.ppt

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1、《机械设计基础》第二章平面连杆机构平面连杆机构：由若干个构件以低副（转动副和移动副）连接而成，且所有构件在相互平行平面内运动的机构，也称平面低副机构。平面四杆机构：最简单的平面四杆机构是由四个构件组成的，简称平面四杆机构。铰链四杆机构：构件间用四个转动副相连的平面四杆机构。2.1概述平面连杆机构的优点是：（1）运动副都是低副，寿命长，传递动力大。（2）何形状简单，易于加工，成本低。（3）在主动件等速连续运动的条件下，当各构件的相对长度不同时,从动件可满足多种运动规律的要求。（4）连杆上各点轨迹形状各异

2、，可利用这些曲线来满足不同的轨迹要求。平面连杆机构的缺点：（1）误差较大，降低机械效率。（2）不容易实现精确复杂的运动规律。（3）不宜用于高速传动。2.2.1铰链四杆机构的组成（1）机架——固定件，如图2-1所示构件4；（2）连架杆——与机架用转动副相连接的构件，如图图2-1所示构件1和构件3；（3）连杆——不与机架直接相连的构件，如图2-1所示构件2。2.2铰链四杆机构图2-1铰链四杆机构2.2.2铰链四杆机构的基本形式根据连架杆运动形式的不同，相对机架能做整周转动的称为曲柄，只能在一定角度范围内往

3、复摆动的称为摇杆。这样，铰链四杆机构可分为三种基本形式：1．曲柄摇杆机构在铰链四杆机构的两连架杆中，若一个为曲柄，另一个为摇杆，则此四杆机构称为曲柄摇杆机构。通常曲柄等速转动，摇杆作变速往复摆动。图2-2搅拌机图2-3雷达天线俯仰角的调整机构图2-4缝纫机脚踏机构2．双曲柄机构在铰链四杆机构中，若两连架杆均为曲柄，则此四杆机构称为双曲柄机构。图2-5惯性筛机构图2-6平行四边形机构和反平行四边形机构图3-5车门启闭机构图3-6天平（e）车门启闭机构（f）天平图2-6反平行四边形机构和平行四边形机构的应

4、用图2-7轮式车辆的前轮转向机图2-8鹤式起重机3．双摇杆机构在铰链四杆机构中，若两连架杆均为摇杆，则此四杆机构称为双摇杆机构。2.2.3铰链四杆机构曲柄存在的条件曲柄存在的条件为：（1）连架杆和机架中必有一杆是最短杆。（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。上述两个条件必须同时满足，否则机构不存在曲柄。若满足最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和时，可得到以下三种结构；（1）连架杆是最短杆为曲柄摇杆机构；（2）机架是最短杆为双曲柄机构；（3）若最短杆是连杆，此机构为双摇杆机

5、构。若满足最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和时,为双摇杆机构。2.3含有一个移动副的平面四杆机构2.3.1曲柄滑块机构曲柄滑块机构是用移动副取代曲柄摇杆机构中的转动副而演化得到的。图2-9曲柄滑块机构（a）对心曲柄滑块机构；（b）偏置曲柄滑块机构图2-10曲柄滑块机构在冲床中的应用曲柄滑块机构用于转动与往复移动之间的运动转换，广泛应用于活塞式内燃机、空气压缩机、冲床和自动送料机等机械设备中。如图2-10所示为曲柄滑块机构在冲床中的应用。2.3.2导杆机构图2-11曲柄滑块机构向导杆机构的演化（

6、a）对心曲柄滑块机构；（b）曲柄转动导杆机构；（c）移动导杆机构；（d）摆动导杆机构导杆机构可看成是通过改变曲柄滑块机构中的固定构件演化而来的，如图2-11所示。1．曲柄转动导杆机构图2-12小型刨床机构2．曲柄摆动导杆机构图2-13曲柄摆动导杆机构在电器开关中的应用3．移动导杆机构也称为定块机构。如图2-14所示，以滑块为机架，杆4只相对滑块作往复移动，滑块3称为定块。这种机构常用于抽水唧筒和抽油泵中。图2-14抽水唧筒4．摆动导杆机构图2-15汽车自动卸料机构2.4平面四杆机构的工作特性2.4.1

7、急回特性及行程速度变化系1、急回特性摇杆CD处此两极限位置时曲柄所在直线之间的锐角称为极位夹角，机构中输出件在两极限位置间的移动距离或摆动角度称为行程。图2-16急回特性当摇杆CD由C1D摆动到C2D位置（工作行程）时，曲柄AB以等角速度顺时针从AB1转到AB2，转过角度为：,所需时间为,C点的平均速度为。当摇杆CD由C2D摆回到C1D位置（空回行程）时，曲柄AB以等角速度顺时针从AB2回转到AB1，转过的角度为：，所需时间为，C点的平均速度为。由于，所以，,综上所述，在输入件曲柄作等速转动时，作

8、往复摆动的输出件摇杆在空载行程中的平均速度大于工作行程中的平均速度，这一性质称为连杆机构的急回特性。通常用行程速度变化系数K来表示这种特性：机构的急回速度取决于夹角的大小。越大，K值越大，机构的急回程度也越高，但从另一方面看，机构运动的平稳性就越差。图2-17偏置曲柄滑块机构曲柄滑块机构，当偏心距e=0时，=0，K=1，机构无急回特性；当偏心距e0时，0，则K＞1，机构有急回特性。2.4.2压力角和传动角如图2-19所示的曲柄摇杆机构中，如不