机械设计原理连杆机构

机械原理第8章连杆机构及其传动特点●考纲●1.铰链四杆机构的基本类型，演化和应用●2.曲柄存在条件、行程速比系数、传动角、压力角、死点●2.图解法设计四杆机构●笔记●8.1连杆机构及其传动特点●连杆机构的共同特点是其主动件的运动都要经过一个不与机架直接相连的称之为连杆（coupler)的中间构件，才能传动至从动件，故而称其为连杆机构（linkage mechanism)。

●连杆机构的传动特点●连杆机构具有以下一些传动特点：●1)连杆机构中的运动副一般均为低副（故又称其为低副机构，lower pairmechanism)。

其运动副元素为面接触，压强较小，承载能力较大，润滑好，磨损小，加工制造容易，且连杆机构中的低副一般是几何封闭，对保证工作的可靠性较为有利。

●2)在连杆机构中，在主动件的运动规律不变的条件下，可用改变各构件的相对长度来使从动件得到不同的运动规律。

●3)在连杆机构中，连杆上各点的轨迹是各种不同形状的曲线（称为连杆曲线，coupler-point curve),其形状随着各构件相对长度的改变而改变，故连杆曲线的形式多样，可用来满足一些特定工作的需要。

●此外连杆机构还可以很方便的达到改变运动的传递方向，扩大行程，实现增力和远距离传动等目的。

●连杆机构也存在如下一些缺点：●1)由于连杆机构的运动必须经过中间构件进行传递，因而传动路线较长，易产生较的误差累积，同时也使机械效率降低。

●2)在连杆机构运动中，连杆及滑块所产生的惯性力难以用一般平衡方法加以消除而连杆机构不宜用于高速运动。

●8.2平面四杆机构的基本类型及应用●1.铰链四杆机构的类型及应用●(1)铰链四杆运动链周转副存在的条件平面饺链四杆机构中曲柄存在的前提是其运动副中必有周转副存在●转动副为周转副的条件是：●1）最短杆长度＋最长杆长度≤其他两杆长度之和 (杆长条件)l_{min}＋l_{max}≤l_i＋l_j●2）组成该周转副的两杆中必有一个为最短杆(最短杆两端最易产生周转副)●此外，为了使四个杆能够装配成封闭的运动链，最长杆长度必须小于其他三个杆长度之和●I_{max} < l _{m in}＋l_i+ l_j●(2)较链四杆机构的基本类型●满足杆长条件l_{min}＋l_{max}≤l_i＋l_j●1）.l_{min}＋l_{max}＜l_i＋l_j●①最短杆为连架杆，曲柄摇杆机构●②最短杆为机架，双曲柄机构●③最短杆为连杆，双摇杆机构●2）.l_{min}＋l_{max}＝l_i＋l_j●①两两相邻杆长度相等，泛菱形结构●长杆为机架，曲柄摇杆机构●短杆为机架，双曲柄机构●两相邻杆重叠时，一二杆机构●②两两相对杆长度相等时，双曲柄机构●两两相对杆平行，平行四边形结构●平行四边形结构三个特点●①两曲柄以相同角速度同向转动；●②连杆作平动；●③连杆上的任一点的轨迹均是以曲柄长度为半径的圆。

机械原理平面连杆机构及设计平面连杆机构是一种最为基本的机械结构，由于其结构简单、运动可靠等特点，被广泛应用于各种机械设备中。

本文将对平面连杆机构进行介绍，并探讨其设计原理。

平面连杆机构是由至少一个定点和至少三个连杆组成的机构。

定点为固定参考点，连杆是由铰链连接的刚性杆件。

连杆可以分为连杆和曲柄，连杆连接在定点上，曲柄则旋转。

平面连杆机构的运动由这些连杆的位置和相互连接方式决定。

平面连杆机构的设计原理基于以下几个方面：1.运动分析：在设计平面连杆机构之前，首先需要进行运动分析，确定所需的运动类型。

运动类型可以是旋转、平移、摆动、滑动等。

通过运动分析，可以确定连杆的长度和相互连接的方式。

2.运动性能：平面连杆机构的优点是运动可靠，但运动性能也是需要考虑的重要因素。

例如，设计中需要考虑速度、加速度、力和力矩等参数，以满足机构的运动要求。

3.静力学分析：平面连杆机构在工作过程中可能会受到外力的作用，因此需要进行静力学分析。

静力学分析可以确定机构的力矩和应力，从而确定设计的合理性。

4.运动合成：在进行平面连杆机构的设计过程中，需要进行连杆的运动合成。

运动合成是指通过选择适当的连杆长度和连接方式，实现所需的运动类型。

5.运动分解：运动分解是指将合成的运动分解为各个连杆的运动。

通过运动分解，可以确定每个连杆的运动规律，从而进行设计。

当以上原理得到了充分的了解和运用后，可以进行平面连杆机构的具体设计。

具体的设计包括以下几个步骤：1.确定所需的运动类型：根据机械设备的需求，确定所需的运动类型，例如旋转、平移、摆动等。

2.运动分析：对机构进行运动分析，确定连杆的位置和连接方式。

根据机构的运动要求和外力作用，确定连杆的长度。

3.动力学分析：进行动力学分析，确定机构运动时的力学参数，如速度、加速度、力和力矩等。

4.运动合成与分解：根据所需的运动类型，进行运动合成和分解，确定连杆的运动规律。

5.结构设计：根据上述分析和计算结果，进行结构设计。

机械设计中的曲柄连杆机构设计1. 概述在机械设计中，曲柄连杆机构是常用的传动机构之一。

它由曲柄和连杆组成，常用于转动运动转换为往复运动的转换装置。

本文将针对曲柄连杆机构的设计进行讨论和探究。

2. 曲柄连杆机构的基本原理曲柄连杆机构基于几何原理，通过曲柄的旋转将往复运动转化为旋转运动或者将旋转运动转化为往复运动。

其基本组成部分包括曲柄、连杆和活塞。

曲柄是一个旋转的轴，连杆通过连接曲柄和活塞来实现往复运动。

3. 曲柄连杆机构设计的要点在进行曲柄连杆机构设计时，有几个重要的要点需要考虑：3.1 运动要求首先需要明确机构所承载的运动要求。

例如，机构所需的往复运动频率、行程大小、运动轨迹的形状等。

这些要求将直接影响到曲柄连杆机构的设计参数。

3.2 曲柄结构设计曲柄的结构设计需要考虑曲柄的强度和刚度。

曲柄的形状和长度会直接影响到机构的运动特性。

一般情况下，曲柄的结构设计会采用一定的经验公式或者有限元分析等方法来确定。

3.3 连杆设计连杆的设计也是曲柄连杆机构中的重要环节。

连杆的长度、剖面形状和材料选择都需要进行合理的设计。

连杆的设计需要满足强度和刚度要求，同时还需要考虑质量和制造难度等因素。

3.4 活塞设计活塞在曲柄连杆机构中起到连接曲柄和连杆的作用，其设计也需要考虑密封性能和轻质化要求。

活塞的几何形状和材料选择都会对机构的性能产生影响。

4. 曲柄连杆机构设计的优化在进行曲柄连杆机构设计时，可以利用一些优化方法来提高机构的性能。

比如遗传算法、神经网络等可以用来寻找最优的设计参数组合。

优化设计可以使曲柄连杆机构在满足运动要求的同时，具备更好的性能指标，如减小能耗、提高传动效率等。

5. 曲柄连杆机构设计的案例分析为了更好地理解曲柄连杆机构设计的实际应用，下面以某某机械设备中的曲柄连杆机构设计为例进行分析。

包括对设计要求的分析、曲柄连杆机构参数的计算和优化等。

6. 结论曲柄连杆机构作为一种常用的传动机构，在机械设计中具有广泛的应用。

连杆机构及其设计知识点连杆机构作为一种常见的机械传动装置，在工程设计中起到了重要的作用。

它由多个连杆和连接件组成，能够将旋转运动转化为直线运动或者将直线运动转化为旋转运动。

本文将介绍连杆机构的定义、分类、工作原理以及设计中需要注意的知识点。

一、连杆机构的定义连杆机构是由多个连杆和连接件组成的机械传动装置。

它通过连接不同的连杆，使其在特定的轨迹上进行运动，并实现不同的机械功能。

二、连杆机构的分类根据连杆的数量和类型，连杆机构可以分为四种基本类型：曲柄滑块机构、摇杆机构、滑块机构和翼型机构。

1. 曲柄滑块机构曲柄滑块机构由曲柄、连杆和滑块三部分组成。

曲柄通过旋转产生连杆的运动，滑块在连杆的控制下做往复直线运动。

曲柄滑块机构广泛应用于发动机、压力机、锻压机等设备中。

2. 摇杆机构摇杆机构由摇杆和连接件组成。

摇杆以一端固定，另一端通过连接件完成与其他部件的连接。

摇杆机构可将旋转运动转换为另一种旋转运动或直线运动。

摇杆机构常见于挖掘机、摇摆门等设备中。

3. 滑块机构滑块机构由滑块和连杆组成，滑块在连杆的控制下沿直线轨迹运动。

滑块机构广泛应用于自动化机械、冲床等领域。

4. 翼型机构翼型机构是由翼型件和其他连杆组成的机构，它可以实现翼型件的曲面运动。

翼型机构常见于飞机的机翼结构设计中。

三、连杆机构的工作原理连杆机构的工作原理是基于连杆间的运动转换关系。

通过调整连杆的长度、夹角和固定点的位置，可以实现不同形式的运动转换。

工程设计中，需要根据实际需求选择合适的机构类型和参数。

四、连杆机构设计的知识点在进行连杆机构的设计时，需要注意以下几点：1. 连杆长度的选择：连杆的长度决定了机构的运动幅度和速度。

通过合理选择连杆的长度，可以满足设计要求。

2. 连杆夹角的确定：连杆夹角决定了机构传动比和输出运动的特性。

在设计过程中，需要根据具体场景选择合适的夹角。

3. 连杆的材料选择：连杆的材料应具有足够的强度和刚度，以满足机构运动的要求。