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第三章 平面连杆机构及其设计 本章重点： 平面四杆机构的类型、 基本知识和设计。 本章难点： 平面四杆机构的设计。 §3-1 平面连杆机构的特点及设计的基本问题 一、平面连杆机构： 由低副联接而成的机构。 二、平面连杆机构的特点： (2) 导杆机构 导杆整周转动 → 转动导杆机构 导杆只作摆动 → 摆动导杆机构 (3) 摇块机构 自卸卡车车厢的举升机构等 (4) 定块机构（又名移动导杆机构） 手摇唧筒机构等 (1) 正弦机构 (曲柄移动导杆机构 ) (3) 双转块机构 (十字滑块联轴节) 证明： 1、铰链四杆机构整转副存在条件 (2) 行程速度变化系数 3、按给定的行程速比系数K设计四杆机构 已知：摇杆CD长度、摆角y、行程速比系数K； 目的：确定铰链A,曲柄长a和连杆长b。 偏心泵机构 1、已知连杆的三个或二个位置设计四杆机构 ∵ B点绕A点、C点绕D点定轴转动 ① 连接B1B2、B2B3； ② 作B1B2、B2B3垂直平分线交于A点； ③ 连接C1C2、C2C3； ④ 作C1C2、C2C3垂直平分线交于D点。 给出B、C三个位置，A、D位置唯一 给出B、C二个位置，A、D位置无穷 （需加其他条件方可获得唯一解） 目的：求解出铰链A和D。 2、按给定两连架杆的位置设计四杆机构 目的：求解出铰链C。 引入转换机架的思想，采用反转法求得。 ① 作△DE1B2’≌△DE2B2，得B2’； ② 作△DE1B3’≌△DE3B3，得B3’； ③ 作B1’B2’、B2’B3’的垂直平分线， 交点就是所求C1。 连杆长度： b=ul ×B1C1 摇杆长度： c=ul ×D1C1 ① 由(1)式算出极位夹角θ； ② 任选D的位置，按已知条件作出 摇杆极限位置DC1和DC2; ③ 作∠C2C1O＝∠C1C2O＝90°－θ 得C1O与C2O交点O; ④ 以O为圆心，OC1为半径作辅助圆， A点在圆弧上任选。 （1） 实现给定点的运动轨迹——实验法 设计时确定: 1、各杆的长度比例。2、描绘连杆曲线的点的位置 图谱法 本 章 知 识 点 平面四杆机构类型 曲柄存在条件 压力角和传动角 机构死点和急回特性 平面四杆机构的尺寸综合 Question ? 杆件数目？ 运动副类型？ 连杆机构类型？ 雷达天线俯仰机构 返回机构 缝纫机机构 返回机构 正平行四边形机构 返回机构 双摇杆机构 返回机构 双摇杆机构 鹤式起重机 曲柄滑块机构 偏置曲柄滑块机构 对心曲柄滑块机构 返回机构 返回急回 曲柄压力机 * 1、优点：面接触—承载能力强，便于润滑寿命长； 低副—形状简单，易加工，易于操纵机构。 2、缺点： （1）只能近似实现给定的运动规律; （2）设计复杂； （3）只适合速度较低的场合。 三、平面连杆机构设计的基本问题 四、设计方法： 选型设计 尺寸设计 ① 连杆机构的构件数目 ② 运动副类型与数目 ① 转动副中心之间的距离 ② 移动副位置尺寸 1、实现构件给定位置 2、实现已知运动规律 3、实现已知运动轨迹 1、图解法 2、解析法 3、实验法 课外实践作品 ——仿生尺蠖机构 所有运动副均为转动副的平面四杆机构。 (含有0个移动副) §3-2 平面四杆机构的基本型式与演化 一、铰链四杆机构 整转副： 二构件相对运动为整周转动 —— A 摆动副： 二构件相对运动不为整周转动 —— D 曲柄： 作整周转动的连架杆 —— 1 摇杆： 非整周转动的连架杆 —— 3 4 — 机架 1，3 — 连架杆 → 定轴转动 2 — 连杆 → 平面运动 → 固定不动 铰链四杆机构的基本形式:（根据连架杆不同运动形式分） （1）曲柄摇杆机构 （2）双曲柄机构 （3）双摇杆机构 雷达天线俯仰机构 缝纫机机构 正平行四边形机构 鹤式起重机机构 曲柄 → 偏心轮 偏心轮机构 → 曲柄为偏心轮结构的连杆结构 偏心距＝曲柄长 1、扩大转动副 偏心轮机构应用： 多用于曲柄销承受较大冲击、曲柄较短、需安装在直轴中部的机器。 二、铰链四杆机构的演化 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 冲床、内燃机、 空压机、曲柄压力机等。 (1) 导杆 — 3 作用：对滑块起导路作用 牛头刨床、插床等 摇块 — 3 绕C点摇摆 定块 — 3 固定不动 四杆机构含有一