【机械原理】1第八章平面连杆机构及其设计

当机构从动件处于两极限位置时，主动件曲柄在相应 两位置所夹的角。
(4) 判断机构是否有急回运动： 根据机构是否有极位夹角，若极位夹角不等于零，表
明机构有急回运动，且极位夹角愈大，机构的急回运动愈 显著。
6. 机构的传动角与死点：
（1） 压力角：
在不计摩擦时，主动件通过连杆作用于从动件上的 力P的作用线与其作用点速度方向所夹的锐角，称谓机构 在此位置的压力角。
3）连杆曲线具有多样性；
6）设计计算复杂
。
§8-2 平面四杆机构的类型和应用 Type and Application of Planar Four-bar Linkages
一、平面四杆机构的基本型式
基本型式：铰链四杆机构
机架（frame) 连架杆：曲柄（crank)
摇杆（rocker) 连杆（coupler) 转动副(revolute pair)： 周转副：
当AB从AB1转到AB2时转过 1角，
CD由C1D转到C2D时转过 时间为t1,
，所用
v1
c1c2 t1
当AB从AB2转到AB1的时转过 2角，CD由 C2D转到C1D时转过 ，所用时间为t2,
因 1 > 2 ,t1>t2 v2 > v1,具有急回运动。
v2
c1c2 t2
行程速比系数:
k
v2 v1
c1c2 t2
两构件能做整周相对转 动
摆转副：
两构件不能做整周相对 转动
1。曲柄摇杆机构
2。双曲柄机构 (double crank mechanism)
平行四边形机构
反平行四边形机构
3。双摇杆机构 (double rocker mechanism)
二、平面四杆机构的演化型式
1。改变构件的形状和相对尺寸
2.改变运动副的尺寸
铰链四杆机构，它包含： 曲柄摇杆机构 双曲柄机构 双摇杆机构
3． 平面四杆机构的演化方法： （1） 改变构件的形状和相对尺寸； （2） 改变运动副的尺寸； （3） 选不同的构件为机架； （4） 运动副元素的逆换。 4． 平面四杆机构有曲柄的条件： （1） 各杆长满足杆长条件：最短杆与最长杆的长度之和应小于
工程上也常利用死点来工作。
四、四杆机构运动的连续性
运动的连续性： 当主动件连续运动时，从动件也
能连续地占据预定的各个位置，称为 机构具有运动的连续性。
3、 3‘ 为可行域； 3 、 3‘ 为不可行域。 错位不连续：
错序不连续：
设计连杆机构时，要检 查其运动的连续性。
主要内容
1． 连杆机构：具有连杆的低副机构。 连杆：不直接与机架相联的中间构件。 2． 平面四杆机构的基本型式：
3。选用不同的构件为机架
ABC为回转导杆机构
ABC为摆动导杆机构
4。运动副元素的逆换
a) 构件2包容3 b) 构件3包容2
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§8-3平面四杆机构的工作特性 Working Characteristics of Planar Four-bar Linkages
一、平面四杆机构有曲柄的条件
若AB为曲柄，A必为周转副， 要满足的条件：
2）最短杆为连架杆或机架。
思考下面的问题：
(1)当四杆机构ABCD满足杆长条件时
b)
，且AB为最短杆，
则A、B、C、D四个转动副的性质？
当最短杆为连架杆时，见图a)、
b)，为何种机构？
c)
当最短杆为机架时，见图c)，为何 种机构？
当最短杆为连杆时，见图d)，为
何种机构？
（2）当四杆机构ABCD不满足杆
c1c2 t1
t1 t2
1 2
180 180
180 k 1
k 1
下列机构是否有急回运动：
三、四杆机构的传动角和死点 Transmission angle and dead point of four-bar 1。lin压ka力ge角s 和传动角
(pressure angle and Transmission angle )
或等于其余两杆长度之和； （2） 最短杆为连架杆或机架。
5. 急回运动 （1）急回运动：
当连机构的主动件为等速回转时，从动件空回行程 的平均速度v2大于从动件工作行程的平均速度v1，这种运 动性质称谓急回运动。
急回运动的程度用行程速比系数K来衡量。 （2） 行程速比系数：
是从动件空回行程的平均速度v2与从动件工作行程的 平均速度v1的比值。 (3) 极位夹角 ：
第八章 平面连杆机构及其设计 Chapter 8 Planar Linkage and its Design
§8-1平面连杆机构的特点
连杆（coupler)：不直接与机架相联的中间构件。 连杆机构（ linkage）：具有连杆的机构。
平面连杆机构的特点：
1）传力大，易加工；
4）不适合高速场合；
2）构件运动形式和运动规律具有多样性； 5）运动精度不高；
（2） 传动角：
机构压力角的余角，称谓机构在此位置的传动角。 传动角常用来衡量机构的传动性能：机构传动角愈大，压 力角愈小，力P的有效分力Pt愈大，机构的传动效率愈高。 多数机构运动中传动角是变化的，为了使机构传动质量良 好，一般规定机构的最小传动角
1）假设 a d:
AB 能占据 AB’: a+d b+c (1) AB能占据 AB”: b (d-a)+c
c (d-a)+b
a+b d+c
(2)
a+c d+b
(3)
(1)+(2)得 a c
(1) +(3)得 a b
(4)
又假设 a d 由1）、2）可得A为周转副的条件：
四杆机构有曲柄的条件：
a)
1）各杆长满足杆长条件；
d)
长条件时，如何？
二、急回运动和行程速比系数
Quick-return motion and advance-to return原t动im件e曲柄rAaBt等io速回转时，当AB位
于AB1时，从动件CD位于左极限位 置C1D；当AB位于AB2时，从动件 CD位于右极限位置CD2。 AB1与AB2 （或延长线）所夹的锐角 叫极位 夹角(crank angle between extreme positions)。
原动件AB经连杆BC 传给从 动件 CD的力（不考虑摩擦 和惯性力）P: Pt=P cos =P sin (有效 分力）
Pn=P sin (正压力） 机构的压力角 ：
在不计摩擦时，从动 件的受力方向与受力点的 速度方向所夹的锐角。
机构的传动角 ：
压力角的余角。
2.死点（ dead point ）
当机构的主动件通过连杆作用于从动件上的力P恰好通过其回转中心， 而不能使从动件转动，出现顶死现象。机构的这种位置称谓死点。机 构必须克服死点才能正常运转。克服死点可借助构件惯性或采取相同 机构错位排列的方法。