连杆机构PPt

压力角和传动角在机构运动过程中是变化的。
当曲柄AB转到与机架AD共线的两个位置AB1和AB2时，传动 角将出现极值δmax和δmin。比较这两个位置的传动角，其值较 小者即为最小传动角。
4、死（止）点位置
在曲柄摇机构中，若摇杆为主动件，当摇杆处于两极限位 置时，从动曲柄与连杆共线，主动摇杆通过连杆传给从动曲柄 的作用力通过曲柄的转动中心，此时曲柄的压力角α=90°， 传动角γ=0°,因此无法推动曲柄转动，机构的这个位置称为 死点位置。
E D C B
A
牛头刨床
小 型 刨 床 机 构
偏置曲柄滑块机构和摆动导杆机构也具有急回特性。 值得注意的是摆动导杆机构中θ=ψ，如图所示。
总结： 四杆机构存在急回特性必须具备以下条件： ①曲柄为主动件 ②从动件有极限位置 ③曲柄存在极位夹角
3. 压力角和传动角
（1）压力角a
压力角：从动件所受的力F与受力点速度Vc所夹的锐角a。
工件夹紧机构----机构不会松脱
在连杆3上的手柄处施以压力F， 使连杆BC与连架杆CD成一直线 如图(b)，这时构件1的左端夹紧工件；撤去外力F之后，构件1在 工件反弹力Fn的作用下要顺时针转动，但是这时由于从动件3上 的传动角γ=0而处于死点位置，从而保持了工件上的夹紧力Fn 。 放松工件时，只要在手柄上加一个向上的外力F，就可使机构脱 出死点位置，从而放松工件。
①采用低副。面接触、承载大、便于润滑、不易磨损 形状简单、易加工、容易获得较高的制造精度。
②改变杆的相对长度，从动件运动规律不同。
③连杆曲线丰富。可满足不同要求。
4.平面连杆机构主要缺点： ①构件和运动副多，累积误差大、运动精度低、效率低。 ②产生动载荷（惯性力），不适合高速。 ③设计复杂，难以实现精确的轨迹。
（3）最小传动角的位置
铰链四杆机构在曲柄与机架共线的两位置出现最小传动角。
对于曲柄滑块机构，当主动件为 曲柄时，最小传动角出现在曲柄 与机架垂直的位置。
对于摆动导杆机构，由于在任何位置 时主动曲柄通过滑块传给从动杆的力 的方向，与从动杆上受力点的速度方 向始终一致，所以传动角等于90度。
要注意的是，机构的压力角和传动角是对从动件而言的。
B
C
A
C2
C1
B
C
A
偏心轮机构 增大了运动副的尺寸，提高了强度和刚度
2.2 平面四杆机构的基本特性
一、铰链四杆机构中曲柄存在的条件
若杆AB为曲柄，作整周回转，必有两次与机架共线
则由△B’C’D可得：三角形任意两边之和大于第三边
l1+ l4 ≤ l2 + l3 则由△B”C”D可得：
l2≤(l4 – l1)+ l3
二、平面四杆机构的运动特性
1.平面四杆机构的极限位置
图中曲柄以ω1逆时针等速转动 当曲柄AB与连杆BC两次共线时，从动件CD位于左右两极限位置。
主动件：曲柄 从动件：摇杆 极位：从动件的两 个极限位置
极位夹角θ：从动件处于两个极位时，曲柄两 位置之间的夹角
最大摆角ψ:摇杆往复摆过的最大角
2. 急回特性
B
2
A1
C3
如：（1）若取构件1为机架—导杆机构，构件4是导杆
1） 当L1<L2时，得到转动导杆机构，如小型刨床 2） 当L1>L2时，得到摆动导杆机构，如牛头刨床
摆杆
导杆
导杆－小型刨床
当构件2和构件4均能作整周转动，小型刨床的回转导 杆机构就是应用实例
当杆2的长度小于机架长度时，导秆4只能作来回摆 动，又称为摆动导秆机构，牛头刨中的主运动机构是 其应用实例。
⑵ 解决办法：
a.利用从动曲柄本身（或附加质量）的惯性来导向；
b.在主、从动曲柄上错开移动角度再安装一组平行
四边形机构； c.增加第三个平行曲柄
（3）应用：
机车联动机构
车门启闭机构 反平行四边形机构
摄影台升降机构
3、双摇杆机构
1）特点：两连架杆都是摇杆 2）应用：
飞机起落架机构
港口起重机
选择连杆上合适的点，轨迹为近似的水平直线
20mm<lAB < 50mm b. AD为最短杆，BC为最长杆，则
50mm ≤ lAB < 80mm
c. 当 lAB >100时，AB 为最长杆，AD 为最短 lAB > 120 mm
另外，AB增大时，还应考虑到，BC与CD成伸直 共线时，需构成三角形的边长关系，即：
lAB < ( lBC + lCD ) + lAD lAB < 220 mm
→ l1+ l2 ≤ l3 + l4
l3≤(l4 – l1)+ l2
→ l1+ l3 ≤ l2 + l4
最长杆与 最短杆的 长度之和 ≤其他两 杆长度之 和
B A
C D
将以上三式两两相加，得：
l1≤ l2, l1≤ l3, l1≤ l4
l1即AB为最短杆
B’
l1
l2 C’ l2l3 AA l1
ll44 l4- l1
原动件作匀速转动，从动件作往复运动的机构，从 动件在返回行程中的平均速度大于工作行程的平均速 度的特性，称为急回特性。
“急回性能”分析
极位夹角
B
1 1
1
A
B1
2
C1
2
B2
C v1 C2 v2
3
摆角
4
D
设：曲柄以ω1顺时针等角速转动 当曲柄AB与连杆BC两次共线时，输出件CD处于两极限位置。
曲柄转角 1 1800
（2）若不满足杆长和条件，该机构只能是双摇杆机构。
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： 最长杆的杆长<其余三杆长度之和。
想一想：下列机构是何机构？？？？
例1：已知铰链四杆机构的各杆的尺寸，机架的位置， 判断各四杆机构的类型。课本P38.2-1
例2 在图中已知 lBC =100mm, lCD =70mm, lAD =50mm,AD为固定件。 （1）如果该机构能成为曲柄摇杆机构，且AB 为曲柄， 求lAB的值； （2）如果该机构能成为双曲柄机构，求lAB ； （3）如果该机构能成为双摇杆机构，求lAB 。
C”
l3
DD
整转副的概念：相对转动360度的转动 副。
此时，铰链A为整转副。 若取BC为机架，则结论相同，可知铰链B也是整转副。
可知：当满足杆长条件时，其最短杆参与构成的转动 副都是整转副。
l2
C
B
A l1
l3
D
l4
1.整转副存在的条件（长度条件）： 最短构件与最长构件的长度之和小于等于其它两
构件长度之和，即Lmax+Lmin≤L’+L’’。反之无整转副。
主 动 件
脚踏缝纫机的停止现象
克服止点：为了使机构能顺利地通过死点位置，通 常在从动件轴上安装飞轮，利用飞轮的惯性通过死点 位置。也可采用多组机构交错排列的方法，如：两组 机构交错排列，使左右两机构不同时处于死点位置。
利用止点：在工程上有时也需利用机构的死点位置 来进行工作。
例如：飞机的起落架、折叠式家具和夹具等机构， 如下图所示。
第2章 平面连杆机构
§2-1 平面四杆机构的基本形式及演 化形式 §2-2 平面四杆机构的基本特性 §2-3 平面四杆机构的运动设计
2.1 平面四杆机构的基本形式及演化形式
1.平面连杆机构——若干刚性构件通过低副连接而
成的平面机构。
B
C
2.平面连杆机构具有运动可逆性。
A
D
3.平面连杆机构主要优点：
2.曲柄存在的条件： （1）最短பைடு நூலகம்件与最长构件的长度之和小于等于其它 两构件长度之和；（杆长和的条件） （2）连架杆和机架中必有一杆是最短杆。
整转副是曲柄存在的必要条件。
3.铰链四杆机构基本类型的判别方法： （1）在满足杆长和的条件下：
① 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； ②以最短杆为机架，则两连架杆为曲柄，该机构为双曲柄机构； ③以最短杆的对边构件为机架，均无曲柄存在，即该机构为双摇 杆机构。
有效分力：Ft=Fcosa 有害分力：Fn=Fsina
α愈小，机构传动性能愈好。
（2）传动角g
传动角： 连杆与从动件所夹的锐角 g , g = 900-a
ɣ 越大，机构的传动性能越好；反之，α越大，γ越小，机构传 力越困难，当γ小到一定程度时，会由于摩擦力的作用而发生自
锁现象。自锁现象是由于作用力的方向不合适，即使增加作用力 也不能克服摩擦阻力使机构运动的现象。因此，传动角ɣ的理想值 应保持在接近最大值90°附近。设计时一般应使 gmin≥40°，对于 高速大功率机械应使 gmin≥50°。
1 2
1800 1800
上式表明，机构急回速度取决于极位夹角θ的大小。
由上式可得： 1800 k 1 一般： K ≤ 2， ∴ θ为锐角。
k 1
可见：θ↑ K↑急回特性越显著——导致机器动载↑ 冲击↑，传动
平稳性变差。
急回特性的作用
四杆机构的急回特性可以节省时间，提高生产率。
应用----牛头刨床传动机构
飞机起落架--落地后地面对机轮的力不会使杆CD转动
（B、C、D三点共线），从而保证飞机安全可靠降落。
总结
1、铰链四杆机构的基本类型、应用 2、铰链四杆机构的演化 3、平面四杆机构的几个工作特性 （1）曲柄存在的条件 （2）压力角和传动角 （3）急回特性 （4）死点位置
1）特点： ⑴两连架杆均为曲柄；
⑵主动曲柄匀速转动 ω1= C. 从动曲柄变速转动 ω2= f(t)
2）应用： 惯性筛