铰链四杆机构.ppt

课题二 常用设备的平面连杆机构形式分析 一、铰链四杆机构的基本形式 二、 铰链四杆机构曲柄存在的条件 三、 铰链四杆机构的演化 一、铰链四杆机构的基本形式 全部由回转副组成的平面四杆机构称为铰链四杆机构。 组成： 机架---机构的固定件 4 ； 连架杆--与机架用转动副相连接的杆 1 和杆 3 ； 连杆---不与机架直接连接的杆 2 。 能作整周转动的连架杆， 称为曲柄 。 仅能在某一角度内摆动的连架杆， 称为摇杆 。 铰链四杆机构的三种基本形式 曲柄摇杆机构 双曲柄机构 双摇杆机构 1. 曲柄摇杆机构 在铰链四杆机构中，若两个连架杆一个为曲柄，另一个为摇杆，则此铰链四杆机构称为曲柄摇杆机构 。 曲柄摇杆机构的特点：它能将曲柄的整周回转运动变换成摇杆的往复摆动，或将摇杆的往复摆动变换成曲柄的连续回转运动 。 举例：雷达天线；缝纫机的踏板机构。 图1-17 雷达天线俯仰角调整机构 图1-18 缝纫机踏板机构 2. 双曲柄机构 两连架杆均为曲柄的铰链四杆机构称为双曲柄机构 。 双曲柄机构的特点：能将等角速度转动变为周期性变角速度转动 。 通常主动曲柄作等速转动，从动曲柄作变速转动 。 在双曲柄机构中，若两曲柄平行且相等，称为平行四边形机构 ；若对边的长度分别相等， 但连杆 BC 和机架 AD 不平行，则称其为反平行四边形机构， 举例：惯性筛；机车驱动轮联动机构；反平行四边形机构，如图 1-21 所示 ；车门启闭机构。 图1-19 惯性筛 图1-20 机车驱动轮联动机构 图 1-21 反平行四边形机构 图1-22 公共汽车车门启闭机构 3. 双摇杆机构 两连架杆均为摇杆的铰链四杆机构称为双摇杆机构 。 双摇杆机构的特点主要是： 通过适当的设计， 将主动摇杆的摆角放大或缩小，使从动摇杆得到所需的摆角； 或者利用连杆上某点的运动轨迹实现所需的运动 。 举例：图 1-23 所示为大型造型机的翻箱机构；汽车前轮转向机构。 图 1-23 翻砂箱机构 图1-24 汽车前轮转向机构 判断：起重机机构属于曲柄摇杆机构、双曲柄机构还是双摇杆机构？ 二、 铰链四杆机构曲柄存在的条件 在铰链四杆机构中，能使被连接的两个构件相对转动360度的转动副为整转副。 整转副存在是曲柄存在的必要条件。 图f1 转动副成为整转副的条件辅助证明图 在图f1中，设da，在杆1绕转动副A转动的过程中，铰链点B与D之间的距离g是不断变化的，当B 点到达图示点B1和B2两位置时，g值分别达到最大值gmax=d+a和最小值gmin=d-a。 如要求杆1能绕转动副A相对杆4做整周转动，则杆1应能超过AB1和AB2这两个关键位置，即可以构成三角形△B1C1D和三角形△B2C2D。根据三角形构成原理即可以推出以下各式。 将式（a）、（b）、（c）分别两两相加可得: a≤b a≤c a≤d (1-1) 如da，用同样的方法可以得到杆1能绕转动副A相对于杆4做整周转动的条件: d+a≤b+c ; d+b≤a+c; d+c≤a+b ; 即： d≤a d≤b d≤c (1-2) 式（1-1）和式（1-2）说明，组成整转副A的两个构件中，必有一个为最短杆； 式（a）、（b）、（c）说明，该最短杆与最长杆的长度值和必小于或等于其余两构件的长度之和，该长度之和关系称为“杆长之和条件”。 设四个构件中最长杆的长度为L1 ， 最短杆的长度为L2 ， 其余两杆长度分别为L3和L4 ，则整转副存在的条件可表示为： 若 L1+L2≤L3+L4， 则机构中存在整转副 。 ① 取最短杆的相邻杆为机架时， 得到曲柄摇杆机构， 如图 1-26 （ a ） 和图 1-26 （ b ）所示 。 ② 取最短杆为机架时， 得到双曲柄机构， 如图 1-26 （ c ） 所示 。 ③ 取最短杆的相对杆为机架时， 得到双摇杆机构，如图 1-26 （ d ） 所示 。 铰链四杆机构中存在曲柄的充要条件是什么？ 答： 最短杆长度+最长杆长度≤其他两杆长度之和。 最短杆或最短杆的任一相邻杆作为机架。 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？ 练 习 三、 铰链四杆机构的演化 曲柄滑块机构 导杆机构 摇块机构 定块机构 1. 曲柄滑块机构 图 1-27 （ a ）所示的曲柄摇杆机构中， 摇杆 3 上 C 点的轨迹是以 D 为圆心，杆 3 的长度为半径的圆弧 。 如在机架上按 C 点的轨迹做成一弧形槽， 摇杆 3 做成与弧形槽相配的弧