第四章平面连杆机构

一、曲柄存在条件 （格拉肖夫条件） ① 最短杆与最长杆长度之和小于或等 于其余两杆长度之和；（杆长之和条件） 于其余两杆长度之和；（杆长之和条件） ；（杆长之和条件 ② 连架杆与机架中必有一杆为最短杆。 连架杆与机架中必有一杆为最短杆。 （最短构件条件） 最短构件条件）
你会判断由不同杆作机架时四杆机构属于 你会判断由不同杆作机架时四杆机构属于 哪种机构么？ 哪种机构么？
四、死点位置
曲柄摇杆机构中，若以摇杆为 曲柄摇杆机构中， 原动件，当连杆与从动件（ 原动件，当连杆与从动件（曲 共线时的位置称死点位置。 柄）共线时的位置称死点位置。 这时机构的传动角γ=0，压力 这时机构的传动角 ， 角α=900，即连杆对从动曲柄 的作用力恰好通过其回转中心 A，不能推动曲柄转动。 ，不能推动曲柄转动。 存在死点位置的标志： 存在死点位置的标志： 连杆与从动件共线。 连杆与从动件共线。
§4.1 平面连杆机构的特点
低副连接而成的平面机构 连接而成的平面机构。 一、平面连杆机构： 用低副连接而成的平面机构。 平面连杆机构： 二、平面连杆机构的特点： 平面连杆机构的特点： 1、能实现多种运动形式。如：转动，摆动，移动，平面运动 、能实现多种运动形式。 转动，摆动，移动， 2、运动副为低副： 、运动副为低副： 面接触： 承载能力大； 便于润滑。 面接触： ①承载能力大；②便于润滑。寿命长 几何形状简单——便于加工，成本低。 便于加工，成本低。 几何形状简单 便于加工 3、缺点： 、缺点： ①只能近似实现给定的运动规律； 只能近似实现给定的运动规律； 近似实现给定的运动规律 ②设计复杂； 设计复杂； ③只用于速度较低的场合。 只用于速度较低的场合。
1.曲柄摇杆机构 1.曲柄摇杆机构
☆ 两连架杆中一个为 曲柄，另一个为摇杆。 曲柄，另一个为摇杆。
搅拌机
雷达俯仰天线
1） 曲柄为主动件 可以实现由曲柄的整周回转运动到摇杆往复摆动 的运动转换。 的运动转换。
2） 摇杆为主动件 可以将摇杆的摆动转换为曲柄的整周回转运动。 可以将摇杆的摆动转换为曲柄的整周回转运动。
判断由不同杆作机架时四杆机构类型的方法
a、 b、 c、 d
Y
a+d ≤ b+c
N
双摇杆机构
以最短杆相邻杆为机架 以与最短杆相对的杆为机架 以最短杆为机架
曲柄摇杆机构 双摇杆机构 双曲柄机构
二、急回特性及行程速比系数K 急回特性及行程速比系数
1、机构的急回运动特性： 、机构的急回运动特性： 曲柄等速转动时，摇杆往复摆动的平均速度不相同， 曲柄等速转动时，摇杆往复摆动的平均速度不相同，反行程的平 急回运动特性。 均速度较快，这种运动称为曲柄摇杆机构的急回运动特性 均速度较快，这种运动称为曲柄摇杆机构的急回运动特性。
汽车车窗雨刷机构
缝纫机
2.双曲柄机构 2.双曲柄机构
☆两个连架杆都能作整周回转运动
振动筛（也称为惯性筛） 振动筛（也称为惯性筛）
正平行四边形机构
天 平 机 构
机车车轮联动机构
动
动
机构
反平行四边形机构
车门启闭机构
3.双摇杆机构 3.双摇杆机构
☆两连架杆均为摇杆
汽车车轮转向机构
起重机中重物平移机构
§4.2 平面四杆机构的基本型式及其演化
一、铰链四杆机构： 所有运动副均为转动副的平面四杆机构
相关名称： 相关名称： 1，3—连架杆 →定轴转动 ， 连架杆 定轴转动
2—连杆 →平面运动 连杆 平面运动
2 B 1 A
C 3
曲柄： 曲柄： 作整周转动的连架杆 摇杆： 摇杆： 非整周转动的连架杆
4
D
弊：机构有死点，从动件将出现卡死或运动方向不确定 机构有死点， 现象，对机构传动不利。 现象，对机构传动不利。
渡过死点位置的方法？ 渡过死点位置的方法？ ①利用系统的惯性； 利用系统的惯性； ②利用特殊机构。 利用特殊机构。
思考题
曲柄摇杆机构是否一定具有急回特性？ 是否肯定有死点位置？
1.曲柄为原动件，当机构有极位夹角时，就 曲柄为原动件， 机构有极位夹角时， 曲柄为原动件 有急回特性； θ=0、K=1时，无急回特性。 有急回特性； 、 时 无急回特性。 2.存在死点位置的标志是：连杆与从动件共线。 存在死点位置的标志是：连杆与从动件共线。 存在死点位置的标志是 摇杆为原动件，有2个死点位置； 摇杆为原动件， 个死点位置； 个死点位置 曲柄为原动件，没有死点位置。 曲柄为原动件，没有死点位置。 （因连杆与从动杆不会共线） 因连杆与从动杆不会共线）
二、铰链四杆机构的演化 。
1、扩大转动副
偏心轮，偏心距， 偏心轮机构
2、转动副转化成移动副：
曲柄滑块机构（偏距e） e≠0，偏置曲柄滑块机构 e=0， 对心曲柄滑块机构
3、变换机架
铰链四杆机构： 构件2为 机架—— 曲柄摇杆
构件4为机 架——曲柄 摇杆
构件1为机 架——双曲 柄
构件3为 机架—— 双摇杆
概念： 摆角ψ、 概念： 摆角 、极 位夹角θ 位夹角
2、行程速度变化系数K 2、行程速度变化系数K
说明： 说明： （1）机构有极位夹角，就有急回特性； ）机构有极位夹角，就有急回特性； 越大， 值越大 急回性就越显著； 值越大， （2）θ越大，K值越大，急回性就越显著； ） 越大 （3）θ=0、K=1时，无急回特性。 ） 、 时 无急回特性。 急回特性的作用：可以缩短非生产时间，提高生产率。 急回特性的作用：可以缩短非生产时间，提高生产率。
第四章 平面连杆机构
§4.1 平面连杆机构的特点 §4.2 平面四杆机构的基本型式及其演化 §4.3 平面四杆机构的基本特性
学习重点
1、掌握四杆机构的基本型式及特点 ； 了解平面四杆机构的演化方法； 2、了解平面四杆机构的演化方法； 3、熟练掌握四杆机构曲柄存在的条件并 能灵活应用； 能灵活应用； 掌握平面四杆机构的基本特性； 4、掌握平面四杆机构的基本特性； 5、理解四杆机构的行程速比系数K、 急回特性、极位夹角、传动角、 急回特性、极位夹角、传动角、压力 角、死点位置等概念
周转副：二构件相对运动为整周转动。 、 周转副： 二构件相对运动为整周转动。B、A 摆动副： 二构件相对运动不为整周转动。 、 摆动副： 二构件相对运动不为整周转动。C、D
4—机架 机架
铰链四杆机构的基本形式
1）曲柄摇杆机构 ） 2）双曲柄机构 ） 3）双摇杆机构 ）
运动特点
运动形式的改变 运动速度的改变 摆角的改变
曲柄滑块机构
构件4为机架 构件 为机架——曲柄滑块 为机架 曲柄滑块 构件2为机架 构件 为机架——曲柄摇块 为机架 曲柄摇块
构件3为机架 构件 为机架— 为机架 —移动导杆 移动导杆 构件1为机架 构件 为机架——转动导杆 为机架 转动导杆
§4.3平面四杆机构的基本特性 平面四杆机构的基本特性
三、压力角和传动角
1、压力角α 、压力角 从动件上某点的受力方向与从 动件上该点速度方向的所夹的 锐角。 锐角。 P = Pc2、传动角γ，压力角的余角 、传动角γ 3、许用压力角 [α] 、 4、传动角的计算 、 压力角越小， 压力角越小，传动角越 （经常用γ衡量机构的传动质量） 大，机构传力性能越好 经常用γ衡量机构的传动质量） ° 一般： 一般： [α]≤40° δ≤90° γ=δ ° δ≥90° γ=180°－δ ° ° 如何确定铰链四杆机构的最小传动角？ 如何确定铰链四杆机构的最小传动角？ 曲柄摇杆机构在曲 柄与机架共线的两 位置出现最小传动 角。
摇杆为原动件，有2个死点位置； 摇杆为原动件， 个死点位置； 个死点位置 曲柄为原动件，没有死点位置。 曲柄为原动件，没有死点位置。 （因连杆与从动杆不会共线） 因连杆与从动杆不会共线）
出现死点的利弊
利：工程上利用死点进行工作。 工程上利用死点进行工作。 如快速夹具、 如快速夹具、 飞机起落架等。 飞机起落架等。