机械原理 平面连杆机构及设计

最长杆的杆长 < 其余三杆长度之和。
机械原理 平面连杆机构及设计
曲柄滑块机构有曲柄的条件
B
a
b
C’
C
e
A
b a
B’
显然，需满足:
a+e ≤ b
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B a
b C”
e
B’
B”
A
C C’
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导杆机构有曲柄的条件
摆动导杆机构有曲柄的条件
aB A
B’ C E’
1、若满足杆长和条件：
以最短杆的相邻构件为机架，则最短杆为曲柄，另一连 架杆为摇杆，即该机构为曲柄摇杆机构；
以最短杆为机架，则两连架杆为曲柄，该机构为双曲柄 机构；
以最短杆的对边构件为机架，则无曲柄存在，即该机构 为双摇杆机构。
2、若不满足杆长和条件，该机构是双摇杆机构。
注意：铰链四杆机构必须满足四构件组成的封闭多边形条件：
1、转动副转化为移动副
2
1
3
曲柄滑块机构
4 铰链四杆机构
2
1
3
4
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曲柄滑块机构
1) 偏置曲柄滑块机构
B2 1 A
C3 e
2) 对心曲柄滑块机构
B
1
2
A
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C3
曲柄移动导杆机构
2 BBaidu Nhomakorabea
1
A
B2 1
3 A
s
正弦机构
sl sin AB 机械原理 平面连杆机构及设计
易于制造，易于保证所要求的制造精度 能够实现多种运动轨迹曲线和运动规律，工程上常用来
作为直接完成某种轨迹要求的执行机构 不足之处： 不宜于传递高速运动 可能产生较大的运动累积误差
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四、平面连杆机构的应用
机械手
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举升
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自卸卡车翻斗机构及其运动简图
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直动滑杆机构 抽水唧筒机构
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曲柄摆动导杆机构及应用
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3）其他机构的倒置…
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3、扩大转动副
将转动副B加大，直至把 转动副A包括进去，成为 几何中心是B，转动中心 为A的偏心圆盘。
(2) 若d≤a 则可得
ddbabacc dcab
(bc) (c b)
d d
a b
d c
结论（平面铰链四杆机构有曲柄的条件）： 1）连架杆与机架中必有一杆为四杆机构中的最短杆； 2）最短杆与最长杆之和应 ≤ 其余两杆的杆长之和。 （杆长和条件）
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铰链四杆机构类型的判断条件
C3
2、取不同构件为机架（机构倒置）
1）铰链四杆机构的倒置
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2）单滑块机构的倒置
曲柄滑块机构
曲柄转动导杆机构
曲柄摇块机构
直动滑杆机构
（定块机构） 机械原理 平面连杆机构及设计
摇块机构广泛应用于摆动式内燃机和液压驱动装置内。 如图所示自卸卡车翻斗机构及其运动简图。在该机构中，因 为液压油缸3绕铰链C摆动，故称为摇块。
1=180°+θ, 2=180°-θ
CD左行耗时: t2 = 2 / 机械原理 平面连杆显机构然及：设计若θ≠0，则：t1 > t2
行程速度变化系数
输出件空回行程的平均速度
k = —输—出—件—工—作—行—程—的—平—均—速—度—
E
e ≤ d-a 机械原理 平面连杆机构及设计
d-a d
转动导杆机构有曲柄的条件
B a A
CE
d+e ≤ a 机械原理 平面连杆机构及设计
d+e d
二、平面四杆机构输出件的急回特性
C C2
C1
极位夹角
ψ
B
θ
问: 是否 存在无急 回特性的 四杆机构?
B2
1
A
2
摆角
D
B1
CD右行耗时: t1 = 1 /
(2-2)
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欲使连架杆AB成为曲柄，则必须使AB通过与 机架共线的两个位置，即必须满足
a+d≤b+c
(1)
|d-a|≥|b-c|
(2)
(1) 若d≥a，则可得
a+b≤c+d (若b>c) a+c≤b+d (若c>b) a+d≤b+c
a≤b
从而可得
a≤c a≤d
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汽车中那些部位用到连杆机构
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飞机起落架
火车头
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内燃机
起重装置
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矿山颚式碎矿机 将大石头压成小石头
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机器马
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§2-1 平面四杆机构的基本形式、演变及其应用
G’
|b-c|
|d-a| G
为什么关注有 曲柄条件？
d+a
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欲使连架杆AB成为曲柄，则必须使AB通过与 机架共线的两个位置，
机械原理 平面连杆机构及设计
三角形 任意两边之和必大于第三边
任意两边之差小于第三边
即必须满足
a+d ≤ b+c
(2-1)
|d-a| ≥ |b-c|
一、平面四杆机构的基本形式
连杆 2
连架杆 1
4 机架
连架杆 3
在连架杆中，能绕其 轴线回转360°者称为曲 柄；仅能绕其轴线往复 摆动者称为摇杆。
1）曲柄摇杆机构：一个连架杆为曲柄，另一个为摇杆。 2）双曲柄机构：两连架杆均为曲柄。 3）双摇杆机构：两连架杆均为摇杆。
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二、平面四杆机构的演变
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§2-2 平面四杆机构设计中的共性问题
一、平面四杆机构有曲柄的条件 二、平面四杆机构输出件的急回特性 三、平面机构的压力角和传动角、死点 四、运动的连续性
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一、平面四杆机构有曲柄的条件
B 1a
2C bc 3
F
d
A 4D
B2
E
B1 C
A
E’ F’ D b+c
二、连杆机构的分类
1、根据构件之间的相对运动分为： • 平面连杆机构 • 空间连杆机构
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2、根据机构中构件数目分
四杆机构、五杆机构、六杆机构、…
四杆机构
六杆机构
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三、平面连杆机构的特点
适用于传递较大的动力，常用于动力机械 依靠运动副元素的几何形面保持构件间的相互接触，且
第二章 平面连杆机构 及其设计
机械原理 平面连杆机构及设计
主要内容
2.1 平面四杆机构基本形式、演变及其应用 2.2 平面四杆机构设计中的共性问题 2.3 平面四杆机构的设计
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一、 连杆机构
若干个构件全用低副联接而成的机构，也 称之为低副机构。
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