第 2章 平面连杆机构

第2章平面连杆机构题2-1 试根据图2.14 中标注尺寸判断下列铰链四杆机构是曲柄摇杆机构、双曲柄机构，还是双摇杆机构。

a ）b ）c ）d ）图2.14题2-2 试运用铰链四杆机构有整转副的结论，推导图2.15 所示偏置导杆机构成为转动导杆机构的条件（提示：转动导杆机构可视为双曲柄机构）。

图2.15题2-3 画出图2.16 所示各机构的传动角和压力角。

图中标注箭头的构件为原动件。

图2.16题2-4 已知某曲柄摇杆机构的曲柄匀速转动，极位夹角为，摇杆工作行程须时7s 。

试问：（1 ）摇杆空回行程需几秒？（2 ）曲柄每分钟转速是多少？题2-5 设计一脚踏轧棉机的曲柄摇杆机构，要求踏板在水平位置上下各摆，且，。

（1 ）试用图解法求曲柄和连杆的长度；（2 ）用公式（2-3 ）和（2-3 ）′ 计算此机构的最小传动角。

图2.17 题2-5 解图题2-6 设计一曲柄摇杆机构。

已知摇杆长度，摆角，摇杆的行程速度变化系数。

（1 ）用图解法确定其余三杆的尺寸；（ 2 ）用公式（ 2 — 3 ）和（2-3 ）′确定机构最小传动角（若，则应另选铰链A 的位置，重新设计）。

题2-7 设计一曲柄滑块机构。

已知滑块的行程，偏距，行程速度变化系数。

求曲柄和连杆的长度。

图2.19题2-8 设计一导杆机构。

已知机架长度，行程速度变化系数，求曲柄长度。

图2.20题2-9 设计一曲柄摇杆机构。

已知摇杆长度，摆角，摇杆的行程速度变化系数，且要求摇杆的一个极限位置与机架间的夹角，试用图解法确定其余三杆的长度。

图2.21题2-10 设计一铰链四杆机构作为加热炉门的启闭机构。

已知炉门上的两活动铰链中心距为，炉门打开后成水平位置时，要求炉门温度较低的一面朝上（如虚线所示），设固定铰链安装在轴线上，其相关尺寸如图所示，求此铰链四杆机构其余三杆的长度。

图2.22题2-11 设计一铰链四杆机构。

已知其两连架杆的四组对应位置间的夹角为，、，，试用实验法求各杆长度，并绘出机构简图。

在生产实际中常利用机构的急回运动来缩短非生产时间提高生产率在生产实际中常利用机构的急回运动来缩短非生产时间提高生产率如牛头刨床2止点位置在踩缝纫机的过程中会发现
第二章 平面连杆机构
定义：若干个刚性构件用转动副或移动副联接而成的机构, 也可称为平面低副机构。
命名:根据所含有构件的数目。如四杆机构，多杆机构(五 杆机构、六杆机构)。
应用实例：
夹紧机构
飞机起落架
二、铰链四杆机构类型的判断 ①铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆的长度之和小于 或等于其余两杆长度之和时： 取最短杆的相邻杆为机架时，得曲柄摇杆机构； 取最短杆为机架时，得双曲柄机构； 取与最短杆相对的杆为机架时，得双摇杆机构。 ②铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆的长度之和大于 其余两杆长度之和，则不论取何杆为机架时均无曲柄存 在，而只能得双摇杆机构。
急回特性：曲柄摇杆机构中，曲柄等速回转，摇杆往复摆 动的速度一快一慢。这种空回行程平均速度大于工作行程 平均速度的特性称为急回特性。
在生产实际中，常利用机构的急回运动来缩短非 生产时间，提高生产率 如牛头刨床
2、止点位置 在踩缝纫机的过程中会发现：
刚开始踩时，如果踏板刚好处于最高或最低极限位置， 会踩不动；
操作不熟练时，带轮既有可能正转，也有可能反转；
熟练以后，则能使其顺利运转。
止点位置：铰链四杆机构中，连杆与从动件的共线位置。
止点位置对机构运动的影响：机构处于止点位置， 从动件会出现卡死（机构自锁）或运动方向不确定 的现象
止点的防范措施： 利用从动件自身的惯性或附加飞轮
相同机构位置错列 止点的应用：自锁
本章主要研究平面四杆机构的类型、基本性质。
2---1平面连杆机构的基本形式
铰链四杆机构：全部用转动副相连接的平面四杆机构。 铰链四杆机构中，固定不动的构件为机架；与机架相联 的构件为连架杆。连架杆中，能绕机架的固定铰链作整 周转动的称为曲柄，仅能在一定角度范围内往复摆动的 称为摇杆；联接两连架杆且不与机架直接相联的构件称 为连杆。

第2章 平面连杆机构
1、图示铰链四杆机构，已知：l BC =50mm ，l CD =35mm ，l AB =30mm ，AD 为机架，
（1）若此机构为曲柄摇杆机械，且AB 为曲柄，求l AB 的最大值：
（2）若此机构为双曲柄机构，求l AB 的范围；
（3）若此机构为双摇杆机构，求l AB 的范围。

2、图示两种曲柄滑块机构，若已知a =120mm ，b =600mm ，对心时e =0及偏置时e =120mm ，求此两机构的极位夹角θ及行程速比系数K 。

又在对心曲柄滑块机构中，若连杆BC 为二力杆件，则滑块的压力角将在什么范围内变化？
a ） (b)
题2图
3、 图示六杆机构，已知（单位mm ）：l 1=20，l 2=53，l 3=35，l 4=40，l 5=20，l 6=60，试确定：
1）构件AB 能否整周回转？
2）滑块行程h ；
3）滑块的行程速度变化系数K ；
4）机构DEF 中的最大压力角αmax 。

4、 已知图示平面四杆机构的连杆和连架杆AB 的两组对应位置及固定铰链D 的位置，并l AB =25mm ，l AD =50mm ，试设计此平面四杆机构。

题1图
5、图示为一飞机起落架机构，实线为落下时的死点位置，虚线为收起的位置，已知l BC=520mm，l FE=340mm，且FE1在垂直位置（即α＝90°）；θ＝10°，β＝60°，试求l BD、l DE的长度。

题5图
6、设计一偏置曲柄滑块机构，已知滑块的行程速度变化系数K=1.5，滑块的冲程l C1C2=50mm，导路的偏距e=20mm，求曲柄长度l AB和连杆长度l BC。

题6图。

第2章平面连杆机构2.1平面连杆机构的特点和应用连杆机构是由若干刚性构件用低副连接组成的机构，又称为低副机构。

在连杆机构中，若各运动构件均在相互平行的平面内运动，称为平面连杆机构；若各运动构件不都在相互平行的平面内运动，则称为空间连杆机构。

平面连杆机构被广泛应用在各类机械中，之所以广泛应用，是因为它有较显著的优点：（1）平面连杆机构中的运动副都是低副，其构件间为面接触，传动时压强较小，便于润滑，因而磨损较轻，可承受较大载荷。

（2）平面连杆机构中的运动副中的构件几何形状简单（圆柱面或平面），易于加工。

且构件间的接触是靠本身的几何约束来保持的，所以构件工作可靠。

（3）平面连杆机构中的连杆曲线丰富，改变各构件的相对长度，便可使从动件满足不同运动规律的要求。

另外可实现远距离传动。

平面连杆机构也存在一定的局限性，其主要缺点如下：（1）根据从动件所需要的运动规律或轨迹设计连杆机构比较复杂，精度不高。

（2）运动时产生的惯性力难以平衡，不适用于高速的场合。

（3）机构中具有较多的构件和运动副，则运动副的间隙和各构件的尺寸误差使机构存在累积误差，影响机构的运动精度，机械效率降低。

所以不能用于高速精密的场合。

平面连杆机构具有上述特点，所以广泛应用于机床、动力机械、工程机械等各种机械和仪表中。

如鹤式起重机传动机构（图2-1），摇头风扇传动机构（图2-2）以及缝纫机、颚式破碎机、拖拉机等机器设备中的传动、操纵机构等都采用连杆机构。

图2-1鹤式起重机图2-2 摇头风扇传动机构2.2平面连杆机构的类型及其演化2.2.1 平面四杆机构的基本形式全部用转动副组成的平面四杆机构称为铰链四杆机构，如图2-3所示。

机构的固定件4称为机架；与机架相联接的杆1和杆3称为连架杆；不与机架直接联接的杆2称为连杆。

能作整周转动的连架杆，称为曲柄。

仅能在某一角度摆动的连架杆，称为摇杆。

按照连架杆的运动形式，将铰链四杆机构分为三种基本型式：曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。