机械原理 平面四连杆机构设计.ppt

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1、第4章平面连杆机构及其设计(Chapter4:PlanarLinkagesandDesignofLinkages)FABCDME基本内容1.连杆机构的基本概念学习重点1.连杆机构的特性；①铰链四杆机构的基本形式、应用及演化②平面四杆机构的特性2.平面连杆机构的设计2.图解法设计平面四杆机构。连杆机构及其传动特点(Linkagesandtheirtransmissioncharacterization)连杆机构—低副机构优点：1.面接触，压强小,承受大载荷；2.通过改变各构件相对长度,可使从动件获得不同的运动规律；3.可实现各种不同

2、的轨迹要求。缺点:1.运动链长，产生累积误差大，效率低；2.存在动载荷，不宜高速传动。内容：1.四杆机构的基础知识；2.四杆机构的基本设计方法。4.1.1铰链四杆机构的基本型式组成：构件1，3---连架杆构件2---连杆构件4---机架曲柄：能作整圈转动的连架杆。摇杆：只能在一定角度范围内摆动的连架杆。(TypesandApplicationofFour-BarLinkages)4.1平面四杆机构的基本型式、应用和演化1423周转副：组成转动副的两构件能作整周相对转动，该转动副称为周转副。摆转副：组成转动副的两构件不能作整周相对转

3、动的转动副称为摆转副。基本型式：1.曲柄摇杆机构2.双曲柄机构3.双摇杆机构1.曲柄摇杆机构4123雷达天线俯仰机构4123缝纫机的脚踏板机构2.双曲柄机构415326惯性筛1432平行四边形机构：有运动不确定因素。AEFCDB机车车轮的联动机构1432反平行四边形机构：车门开闭机构。3.双摇杆机构EDCBA等腰梯形机构:用于汽车，拖拉机的转向机构。铸造用的翻箱机构4.1.2铰链四杆机构的演化C4123ADB当时的曲率4123ADCB当Lcd→∞时直线。C412AB31.转动副转化成移动副1）曲柄滑块机构对心曲柄滑块机构偏心曲柄滑

4、块机构2）双滑块机构C412AB3当直线C412AB3C412AB3双滑块机构种类：双滑块机构种类：1432双滑块机构种类：C412AB32.扩大转动副4C12AB3将B点转动副扩大4C12AB33.取不同构件为机架4C12AB3412BA3C取1构件为机架:当L1＞L2时，称为摆动导杆机构。当L1＜L2时，称为转动导杆机构。14C2AB33.取不同构件为机架摆动导杆机构转动导杆机构B取2构件为机架:称为摇块机构或翻斗车机构。412A3C14C2AB3取3构件为机架:称为压水井机构或定块机构。B23C41A14C2AB33.取不同

5、构件为机架(Characterizationoffour-barlinkages)4.2.1铰链四杆机构曲柄存在条件C1432bdcaDBA设四杆机构ABCD中各杆长分别为a、b、c、d，讨论：使a杆成为曲柄的条件。设ad,且以d为机架，同理可导出：综上所述，若使a为曲柄:要满足杆长条件，同时曲柄与机架中必

6、有一杆为最短杆。曲柄存在的条件：1.最短杆加最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和；2.连架杆和机架中必有一杆是最短杆。推论：当“最短杆长度+最长杆长度≤其余两杆长度之和”时,1.固定最短杆邻边：得曲柄摇杆机构;2.固定最短杆：得双曲柄机构;3.固定最短杆对边：得双摇杆机构。当“最短杆长度+最长杆长度>其余两杆长度之和”时，固定任何杆件均得双摇杆机构。1.固定最短杆邻边：得曲柄摇杆机构;2.固定最短杆：得双曲柄机构;3.固定最短杆对边：得双摇杆机构。上述推论的应用：（1）判断类型;（2）设计杆长。例1.判断下图四杆机构的类型。a

7、=40d=100c=70b=60解:a+d=40+100=140b+c=60+70=130∴此机构为双摇杆机构。∵a+d＞b+c解:①曲柄摇杆机构，曲柄应为最短杆，最短杆的邻边为机架。②双曲柄机构，AD应为最短杆。LAB+LBC≤LCD+LAD∴0≤LAB≤50mmLAB长度居中，则LAD+LBC≤LAB+LCD∴LAB≥70mm例2.已知：机构尺寸如图，AD为机架。试问：①若此机构为曲柄摇杆机构，求LAB取值范围;②若此机构为双曲柄机构，求LAB取值范围；③若此机构为双摇杆机构，求LAB取值范围。a=xd=60c=90b=100

8、ADBCLAB长度最长，则LAD+LAB≤LBC+LCD∴LAB≤130mm③双摇杆机构，若满足杆长条件，应取最短杆对边作机架，显然题义不符合要求。按最短杆+最长杆＞其余两杆之和，无论哪个构件作机架都为双摇杆机构。其结果应为70≤LAB≤130mm